wszechświat
dodano: 2018-09-24
Kosmiczna pajęczyna

Fot. NASA, ESA, and E. Hallman/University of Colorado

Obserwacje wskazują na to, że galaktyki rozłożone są w przestrzeni kosmicznej w zdominowanej przez włókna strukturze podobnej do pajęczej sieci.

Jak wiadomo, nasza zawierająca 300 mld gwiazd Droga Mleczna nie jest jedyną galaktyką we wszechświecie. Istnieje niezliczona ilość innych, równie dużych jak nasza. Cały ten zbór galaktyk ulega ekspansji. Lecz jaki jest ich faktyczny rozkład w przestrzeni? Gdy stworzono trójwymiarowe mapy rozkładu galaktyk, wyłoniła się struktura podobna do gąbki. Wielkie gromady galaktyk łączą się ze sobą za pomocą włókien czy też łańcuchów galaktyk, podczas gdy pustki o niskiej gęstości łączą się za pomocą tunelów o niskiej gęstości. Nazywamy tę strukturę kosmiczną pajęczyną. Odkryto wielkie gromady połączone ze sobą długimi na miliardy lat świetlnych włóknami z łańcucha galaktyk. To największe struktury w naszym wszechświecie. Zmierzono jedną z nich, Wielką Ścianę Sloana, która znajduje się w gwiazdozbiorze Panny. Ma ona długość 1,37 mld lat świetlnych. Nie jest związana grawitacyjnie, ale jest spójną strukturą, która zachowa swoją tożsamość, gdy wszechświat będzie kontynuował ekspansję. W przyszłości będzie jeszcze dłuższa, ponieważ wszechświat (a więc i kosmiczna pajęczyna) się rozszerza, natomiast dzięki grawitacji będzie tak samo wąska, a może nawet węższa w miarę upływu czasu. Szczególnie spektakularna jest lewa strona (wschodnia) Wielkiej Ściany Sloana, złożona z kilku dużych gromad. Potem rozszczepia się na dwa włókna, jakby wielopasmowa autostrada na moment przechodziła w dwa osobne ciągi, aby potem na zachodnim końcu ponownie połączyć się w jedno włókno.

Długość Wielkiej Ściany Sloana jest równa 1/10 promienia całego widzialnego wszechświata (czyli wszystkiego, co jesteśmy w stanie dostrzec naszymi teleskopami) aż po mikrofalowe promieniowanie tła. Spójrzmy na nią z właściwej perspektywy: gdybyśmy zrobili model całego widzialnego wszechświata o rozmiarach całej Ziemi, Wielka Ściana Sloana miałaby ponad 1000 km długości. W tej skali Droga Mleczna miałaby nieco ponad 45 m średnicy.

Podobne struktury nie dość, że rzucają nieco światła na wczesny etap istnienia wszechświata, to jeszcze mogą okazać się pomocne w przewidywaniu jego przyszłych losów. Wszechświat przeszedł na początku etap bardzo gwałtownej ekspansji. Po tym, jak era inflacji dobiegła końca po czasie mniej więcej 10–35 s, tempo rozszerzania się wszechświata malało, gdyż stał się zdominowany przez promieniowanie i materię. Obserwacje sugerują, że tempo rozszerzania się przestało spadać jakieś 6,9 mld lat temu i zaczęła się epoka rosnącego tempa ekspansji, która trwa do dzisiaj. Tak więc obecnie weszliśmy w kolejny okres przyspieszającej ekspansji – znowu zaczęła się epoka swego rodzaju niskowartościowej inflacji! Tylko że teraz, zamiast podwajać rozmiar wszechświata co 10–38 s, inflacja podwaja go co każde 12,2 mld lat. Śledząc schematy kosmicznej pajęczyny w miarę postępów ekspansji wszechświata, możemy zmierzyć własności tej późnej „inflacji”. Większość fizyków łączy to przyspieszenie z ciemną energią, stanem próżni o bardzo niskiej gęstości, wypełniającym całą pustą przestrzeń. Spodziewamy się, że kosmiczna pajęczyna odgrywa ważną rolę w zrozumieniu tajemnic ciemnej energii, która – jak sądzą dziś astronomowie – stanowi 70% elementów składowych wszechświata.

Więcej na temat budowy wszechświata w książce J. Richarda Gotta „Kosmiczna pajęczyna. Tajemnicza struktura wszechświata”, która ukazała się we wrześniu br. nakładem wydawnictwa Prószyński i S-ka.

Więcej w miesięczniku „Wiedza i Życie" nr 10/2018 »
Drukuj »
Ten artykuł nie został jeszcze skomentowany.
Aktualne numery
12/2018
11/2018
Kalendarium
Grudzień
13

W 1962 r. NASA wystrzeliła pierwszego satelitę telekomunikacyjnego Relay 1.
Warto przeczytać
Czy można badać kosmos zwykłym kijem? Jaki kolor ma wszechświat? Czy stojąc na szczycie Mount Everestu, jesteśmy najdalej od środka Ziemi?

WSPÓŁPRACUJEMY
Logowanie

Nazwa użytkownika

Hasło

dodano: 2018-09-24
Kosmiczna pajęczyna

Fot. NASA, ESA, and E. Hallman/University of Colorado

Obserwacje wskazują na to, że galaktyki rozłożone są w przestrzeni kosmicznej w zdominowanej przez włókna strukturze podobnej do pajęczej sieci.

Jak wiadomo, nasza zawierająca 300 mld gwiazd Droga Mleczna nie jest jedyną galaktyką we wszechświecie. Istnieje niezliczona ilość innych, równie dużych jak nasza. Cały ten zbór galaktyk ulega ekspansji. Lecz jaki jest ich faktyczny rozkład w przestrzeni? Gdy stworzono trójwymiarowe mapy rozkładu galaktyk, wyłoniła się struktura podobna do gąbki. Wielkie gromady galaktyk łączą się ze sobą za pomocą włókien czy też łańcuchów galaktyk, podczas gdy pustki o niskiej gęstości łączą się za pomocą tunelów o niskiej gęstości. Nazywamy tę strukturę kosmiczną pajęczyną. Odkryto wielkie gromady połączone ze sobą długimi na miliardy lat świetlnych włóknami z łańcucha galaktyk. To największe struktury w naszym wszechświecie. Zmierzono jedną z nich, Wielką Ścianę Sloana, która znajduje się w gwiazdozbiorze Panny. Ma ona długość 1,37 mld lat świetlnych. Nie jest związana grawitacyjnie, ale jest spójną strukturą, która zachowa swoją tożsamość, gdy wszechświat będzie kontynuował ekspansję. W przyszłości będzie jeszcze dłuższa, ponieważ wszechświat (a więc i kosmiczna pajęczyna) się rozszerza, natomiast dzięki grawitacji będzie tak samo wąska, a może nawet węższa w miarę upływu czasu. Szczególnie spektakularna jest lewa strona (wschodnia) Wielkiej Ściany Sloana, złożona z kilku dużych gromad. Potem rozszczepia się na dwa włókna, jakby wielopasmowa autostrada na moment przechodziła w dwa osobne ciągi, aby potem na zachodnim końcu ponownie połączyć się w jedno włókno.

Długość Wielkiej Ściany Sloana jest równa 1/10 promienia całego widzialnego wszechświata (czyli wszystkiego, co jesteśmy w stanie dostrzec naszymi teleskopami) aż po mikrofalowe promieniowanie tła. Spójrzmy na nią z właściwej perspektywy: gdybyśmy zrobili model całego widzialnego wszechświata o rozmiarach całej Ziemi, Wielka Ściana Sloana miałaby ponad 1000 km długości. W tej skali Droga Mleczna miałaby nieco ponad 45 m średnicy.

Podobne struktury nie dość, że rzucają nieco światła na wczesny etap istnienia wszechświata, to jeszcze mogą okazać się pomocne w przewidywaniu jego przyszłych losów. Wszechświat przeszedł na początku etap bardzo gwałtownej ekspansji. Po tym, jak era inflacji dobiegła końca po czasie mniej więcej 10–35 s, tempo rozszerzania się wszechświata malało, gdyż stał się zdominowany przez promieniowanie i materię. Obserwacje sugerują, że tempo rozszerzania się przestało spadać jakieś 6,9 mld lat temu i zaczęła się epoka rosnącego tempa ekspansji, która trwa do dzisiaj. Tak więc obecnie weszliśmy w kolejny okres przyspieszającej ekspansji – znowu zaczęła się epoka swego rodzaju niskowartościowej inflacji! Tylko że teraz, zamiast podwajać rozmiar wszechświata co 10–38 s, inflacja podwaja go co każde 12,2 mld lat. Śledząc schematy kosmicznej pajęczyny w miarę postępów ekspansji wszechświata, możemy zmierzyć własności tej późnej „inflacji”. Większość fizyków łączy to przyspieszenie z ciemną energią, stanem próżni o bardzo niskiej gęstości, wypełniającym całą pustą przestrzeń. Spodziewamy się, że kosmiczna pajęczyna odgrywa ważną rolę w zrozumieniu tajemnic ciemnej energii, która – jak sądzą dziś astronomowie – stanowi 70% elementów składowych wszechświata.

Więcej na temat budowy wszechświata w książce J. Richarda Gotta „Kosmiczna pajęczyna. Tajemnicza struktura wszechświata”, która ukazała się we wrześniu br. nakładem wydawnictwa Prószyński i S-ka.