Самые странные аномалии Вселенной и их объяснение
Люди древности видели в небе много непонятных вещей. И от недостатка научных знаний наделяли их мистическими свойствами. Теперь-то мы знаем, что Солнце от нас заслоняет Луна, а радуга — результат отражения и дисперсии света в капельках воды. С космосом сейчас похожая ситуация. Мы еще очень мало о нем знаем, поэтому многие необычные объекты во Вселенной вызывают у людей мистический ужас или, наоборот, благоговение. В этом материале расскажем про самые любопытные.
Крест Эйнштейна
В ноябре 1915 года Альберт Эйнштейн опубликовал свою теорию относительности, и наш взгляд на Вселенную изменился навсегда. Это была революция в физике. Ключевой аспект теории: массивные объекты — звезды, планеты и галактики — способны видоизменять «ткань» Вселенной. Это то, что мы сейчас называем связкой «пространство–время».
Проведем наглядный эксперимент: натянем простыню, а в ее центр поместим любой тяжелый предмет, например гирю. Под ее весом ткань прогнется. А если до начала эксперимента сегментарно разлиновать простыню и подсветить ее, то после опускания гири можно будет наглядно увидеть искажение линий. Тоже самое происходит и со Вселенной, в которой массивные объекты изменяют преломление света, приводя к искажению его пути.
Это — эффект гравитационного линзирования, который продемонстрировал в 1919 году один из первых энтузиастов и популяризаторов теории относительности Эйнштейна сэр Артур Эддингтон во время солнечного затмения, доказав возможность увидеть искаженный свет далеких галактик, который огибает массивные объекты, которые находятся на одной линии с телескопом. Вследствие чего на небе можно увидеть некий смайлик или подобие улыбки Чеширского кота.
Кстати, гравитационная линза еще и увеличивает проекцию далекого объекта. Что объясняет другой опыт — стеклянная линза, поставленная перед свечой, увеличивает размер ее пламени в отражении. В масштабах космоса этот эффект позволяет астрономам лучше рассмотреть очень удаленные уголки Вселенной.
А иногда вокруг гравитационных линз можно увидеть не одно, а несколько изображений одного и того же объекта, как в многослойном стекле.
Например, как на снимке, известном, как крест Эйнштейна. Тогда в поле видимости телескопа попала сверхновая звезда, размноженная массивной галактикой. Удивительно, но находится она от нас почти в пяти миллиардах световых лет.
— «Если какой-то луч пройдет более длинный путь, а какой-то по прямой, то у нас будет задержка между этими объектами, то есть мы сможем пронаблюдать один и тот же объект в разные временные промежутки. Как если бы смотрелись в многогранное зеркало и отражались там в разных возрастах — 6, 10, 20, 35 лет. Но иногда, преломление света гравитационной линзой может сыграть злую шутку, деформируя изображения галактик и звезд вплоть до полной неузнаваемости», — научный руководитель обсерватории «Ка-Дар» Станислав Короткий.
Дуги галактики
Эти дуги — свет от невероятно далеких галактик, которые существовали более 13 миллиардов лет назад. Такие «фантомные боли» космоса, артефакты начала времен.
Их давно нет, но гравитационное линзирование позволяет ученым видеть их сейчас такими, какими они были менее чем через миллиард лет после так называемого Большого взрыва.
Так был запечатлен редкий случай, когда между телескопом и объектом оказалась массивная черная дыра, так как свет далекой галактики сформировал полный круг. Лучший пример — «Кольца Эйнштейна». Для астрономов это не просто красивая картинка, а источник ценной информации о космосе. Зная законы физики, ученые могут из этих дуг, подков и кругов реконструировать полноценное изображение далекого объекта.
Использовать гравитацию Солнца в качестве линзы, чтобы наблюдать внесолнечные планеты, предложил ученый Вячеслав Турышев. Но для этого необходимо запустить работу телескопа на очень высокой скорости.
— «Если нам удастся запустить телескоп на большой скорости, мы сможем фокусироваться на расстоянии в 550 раз дальше, чем Земля от Солнца и получить облик самой далекой планеты с разрешением как у Проксима Центавра, где-то 500 метров на пиксель. То есть, грубо говоря, торговый центр инопланетян, если он там есть, мы бы увидели», — сотрудник Астрокосмического центра ФИАН Вячеслав Авдеев.
Это могло бы стать настоящим прорывом в изучении экзопланет и супер далеких крупных объектов. Возможно, с помощью нового телескопа ученым удастся подробно исследовать и еще одну космическую аномалию — облако Химико.
Облако Химико
Облако Химико открыли японцы и назвали его в честь одной из правительниц Японии. Находится оно в 12,9 миллиарда световых лет от Земли, а образовано было всего через 800 миллионов лет после Большого взрыва. Это один из самых древних видимых нами объектов, некое первородное облако, из которого потом и образовались галактики.
— «В начале эволюции древних галактик это были маленькие объекты, которые постепенно сливались и укрупнялись. Причем, если это слияние идет очень активно, то подпитывает черную дыру, которая сидит в центре и все, что скушать не может, начинает разбрасывать, переизлучать. Вследствие чего загорается квазар, который, в свою очередь, выметает газ из галактики и останавливает звездообразование. Если этот процесс идет плавно, то тогда получаются живые галактики, типа нашей»,— Вячеслав Авдеев.
Великая Пустота
Подобные открытия дают нам все более четкое понимание общей эволюции Вселенной. А чтобы изучить этапы ее развития, астрофизикам приходится постоянно гулять по космосу и вглядываться в различные объекты разных возрастов. Из этих наблюдений и складывается цельная картина развития Вселенной, от рождения и до наших дней. Но иногда для того, чтобы разгадать загадки истории всего сущего, ученым приходится вглядываться в пустоту.
330 миллионов световых лет в поперечнике — такой колоссальный размер имеет место, где нет практически ничего. Всего 60 галактик на такой невероятный объем пространства — просто капля в море темноты. Эта аномалия известна как войд Волопаса или Великая пустота.
Пересечь эту черную бездну из конца в конец — задача абсолютно нереальная для человеческих существ: даже если мы научимся летать со скоростью света, на это уйдет …700 миллионов лет.
Но откуда взялась эта колоссальная дыра ткани Вселенной? Самая экстравагантная версия — войд Волопаса мог образоваться в результате бурной деятельности инопланетян, которые за миллиарды лет достигли такого уровня технического прогресса, что расселились по тысячам галактик и научились эффективно использовать энергию звезд. Вокруг каждого светила, которое они встречают на своем пути, зеленые человечки строят так называемую сферу Дайсона. По сути, это сферическая солнечная батарея колоссальных размеров. Она позволяет преобразовывать свет звезды в энергию, которой инопланетяне умело пользуются для своих нужд. А нам, из-за этих многочисленных сфер Дайсона, ошибочно кажется, что в войде Волопаса звезд почти нет. Подтверждений эта теория пока не нашла, хотя войд Волопаса активно изучается уже 40 лет.
В астрофизической обсерватории Российской академии наук все эти годы проводятся исследования химического состава скоплений галактик и войдов с аномально низкой плотностью объектов. А отсутствие аномалий говорит о том, что Великая пустота, скорее всего, имеет естественное происхождение.
Мало того, оказалось, что войд Волопаса — самый большой в видимой Вселенной, но далеко не единственный. По сути, наша Вселенная выглядит как авоська, где много ячеек, а нити — это скопления галактик, где огромное количество материи, а ячейки — это пустоты, войды. Явление нормальное, а войд Волопаса просто ближайший к нам, вот и кажется таким огромным,
Объяснение аномалии Пустот
На ранних стадиях расширения Вселенной вещество было распределено почти идеально однородно. Чтобы объяснить понятным языком, что пошло не так, проведем еще один эксперимент.
Возьмем обычный воздушный шарик — это Вселенная, и нанесем на него сетку галактик и кружки, которые исполнят роль так называемых врожденных неоднородностей. А теперь начнем надувать шарик. В процессе расширения шарика-Вселенной неоднородности начнут разрастаться, одни больше, другие меньше. Те кружки, которые станут самыми объемными — и есть аномальные пустоты, войды.
Великий аттрактор
Существует теория, что Великий аттрактор — это огромная гравитационная яма, способная поглотить галактики, Млечный путь, а вместе с ним и нашу родную Землю.
Чтобы понять, как это происходит, нужно представить себе не очень ровный пол, на который, если положить металлические шарики, они просто покатятся под наклоном. Если наклон будет маленький — то медленно, если крутой — то стремительно. Причем, чем ближе шарик к стене, тем больше угол наклона, соответственно разгон быстрее, а значит он и достигнет цели раньше того, что изначально был расположен дальше.
К чему мы это? Да к тому, что по космическим меркам наша галактика находится достаточно близко к Великому аттрактору. Около 40 лет назад астрономы выяснили, что Млечный путь движется сквозь пространство гораздо быстрее, чем предполагалось. Галактика мчится по космосу к так называемой зоне избегания с огромной скоростью 2,2 миллиона километров в час — в 2,5 тысячи раз быстрее авиалайнера.
Эта загадочная аномалия и получила название Великий аттрактор. Тему сразу подхватили журналисты и разного рода конспирологи. Появились опасения, что Земля свалится в чудовищную гравитационную мясорубку, где ее просто разорвет на части. Великий аттрактор называли самым жутким объектом во Вселенной. Но такой ли уж он великий и ужасный, на самом деле? Выяснить это удалось только в XXI веке с помощью новых методов радио- и инфракрасной астрономии. Инновационные телескопы наконец-то посмотрели сквозь космическую пыль. И ученые, действительно, увидели нечто великое.
Тайна сверхскопления Ланиакея
В 2014 году астрономы создали трехмерную визуализацию сверхскопления Ланиакея — космического участка у Великого аттрактора, куда притягиваются космические объекты, включая пыль и мусор. В этот суперкластер входит порядка ста тысяч галактик, а его масса — около 1017 масс Солнца или 100 масс Сверхскопления Девы. Именно в нем и находится наш Млечный путь. И вместе с другими галактиками он движется в определенную точку в сверхскоплении Ланиакеа.
Можно представить его как долину размером 520 миллионов световых лет, окруженную горами, с которых к самому низу стекают ручьи. Нижняя точка этой долины и есть тот самый Великий Аттрактор. Фактически центр масс сверхскопления Ланиакея, который стягивает на себя всю окружающую материю.
Но страшилки оказались преувеличены, так как засасыванию Млечного пути в аттрактор мешает расширение Вселенной и отталкивание друг от друга самих галактик. Так что ученые спокойны — Великий аттрактор Земле не грозит.
Облако спирта
Это не шутка. Во Вселенной действительно немало забавных аномалий. Например, вблизи созвездия Орла находится гигантское облако спирта. Его диаметр в 1000 раз превышает диаметр Солнечной системы. Это 400 квинтиллионов литров спирта.
Чтобы поглотить такой объем, каждому жителю Земли необходимо было бы потреблять 300 тысяч литров алкоголя ежедневно в течение миллиарда лет.
Ученые объясняют изобилие спирта в космосе тем, что в космическом пространстве происходит множество сложных химических реакций. А значит, могут появляться и различные молекулы. Изначально это были только водород и гелий, а потом в недрах звезд образовались тяжелые элементы, которые позже были выброшены при взрывах звезд, породив тем самым химическую эволюцию, в процессе которой образовались и органические сложные молекулы, в том числе и спирт. Причем конкретно этиловый. Формула его проста — водород, углерод и кислород.
Но воспользоваться продукцией этого «всегалактического спиртзавода» человечество не может. Не только потому, что он распределен по Вселенной, но и из-за того, что помимо гипотетически пригодного для питья этанола в облаке витает и ядовитый метиловый спирт. Если выпить 100 граммов такого напитка, можно лишиться зрения, а в больших объемах — даже жизни.
Химия Космоса
Перед учеными сейчас стоит важная задача — создание высокочувствительных инструментов для определения молекул различного химического состава. Но пока основная трудность в том, что многие из космических элементов человечеству еще не знакомы.
Но уже в данный момент в России ведутся работы по созданию космического телескопа нового поколения под названием «Миллиметрон». Диаметр его зеркала будет составлять 10 метров. И это будет самый большой и самый чувствительный космический телескоп в мире. Возможно, именно с его помощью ученые смогут узнать состав многочисленных молекулярных облаков, в том числе и знаменитого спиртового.
Пока же с помощью спектрального анализа астрономы смогли выяснить, какой у него запах. В облаке присутствует этилформиат — сложный эфир, имеющий аромат малины, смешанный с запахом рома. Такой вот неземной аромат. И, возможно, мы даже сможем его почувствовать в будущем, когда отправимся на космическом корабле к далеким звездам.
По материалам программы «Путеводитель по Вселенной»
