Астрономы обнаруживают в космическом прошлом массивные и зрелые галактики

НаукаНаука

Новое небо

Вглядываясь в далекое космическое прошлое, астрономы обнаруживают удивительно массивные и зрелые галактики. Эти открытия могут перевернуть наши представления об истории и строении Вселенной.

Анатолий Глянцев, кандидат физико-математических наук

Одна и та же галактика (NGC 1672) глазами телескопа «Хаббл» (запущен в 1990 году) — слева вверху и телескопа «Уэбб» — справа внизу. NASA, ESA, CSA, STScI, Janice Lee (STScI), Thomas Williams (Oxford), PHANGS Team

Наука о происхождении и эволюции Вселенной называется космологией. Она очень молода. Около ста лет назад астрономы признали в небесных туманностях другие галактики. В 1960‑е подтвердилась теория Большого взрыва (решающим доказательством стало открытие реликтового излучения). К концу XX века стало ясно, что большая часть массы во Вселенной приходится не на звезды и газ, а на темную материю и темную энергию. Ученые спорят, что представляют собой эти загадочные субстанции.

Самая авторитетная современная теория Вселенной называется Стандартной космологической моделью, или ΛCDM‑космологией. Буква Λ обозначает темную энергию, ускоряющую расширение Вселенной. CDM — это cold dark matter, холодная темная материя. Считается, что она состоит из еще не открытых в эксперименте элементарных частиц. Эти частицы, за редчайшими исключениями, проявляют себя только через гравитацию. Они не испускают и не поглощают никаких излучений, почти никогда не сталкиваются с обычными частицами и даже друг с другом.

Стандартная космологическая модель стала фундаментом, на котором строятся более частные теории. Например, самые успешные модели формирования галактик опираются на свойства темной материи. Считается, что после Большого взрыва обычное и темное вещество было сильно перемешано и почти равномерно распределено по пространству. Это очень важное «почти», ведь с крошечных первичных уплотнений началось формирование галактик. Гравитация привлекала к этим центрам массы новые порции вещества. Материя накапливалась, тяготение становилось сильнее и так далее. В конце концов космос разделился на сравнительно плотные галактики и зияющую пустоту между ними.

Ключевую роль в этом сыграла темная материя. Поскольку ее частицы не сталкивались друг с другом, они не создавали давления. Поэтому гравитация быстро собрала темную материю в огромные сферические облака. Их колоссальное притяжение привлекло в центр этих облаков обычный газ. Он продолжал уплотняться, формируя звезды.

Чем лучше становятся телескопы, тем дальше человеческий взгляд проникает в глубины Вселенной. И тем больше становится очевидно, что с теориями возникновения галактик — а может быть, и с ΛCDM‑космологией (Lambda‑Cold Dark Matter — современная CDM космологическая модель) — что‑то не так.

Коварное далеко

Мы сказали «чем дальше», но насколько дальше? Говорят, что самые простые вопросы — самые сложные. Вот и на вопрос, как далека от Земли самая далекая из известных галактик, ответить совсем не просто.

В масштабах Вселенной пространство и время выделывают занимательные кульбиты, предсказанные общей теорией относительности Эйнштейна. Из‑за этого привычное понятие расстояния теряет смысл и требует уточнения. Уточнить его можно разными способами, каждый из которых по‑своему разумен и востребован. Поэтому астрономы знают не одно, а несколько видов расстояния: радиальное, яркостное и так далее.

Пока эти расстояния малы, все они совпадают между собой. Поэтому мы можем говорить, что до Солнца 150 млн км, не особенно задумываясь, что это означает. С по‑настоящему далекими объектами все иначе: разные расстояния до одной и той же галактики могут отличаться друг от друга в несколько раз.

Гораздо удобнее говорить не о дистанции, а о времени путешествия света. Свет от самых далеких известных галактик добирался до Земли более 13 млрд лет. Предостережем читателя: это не означает, что до галактики 13 млрд световых лет! Так можно вычислить только одно из разнообразных расстояний, известных астрофизикам, и далеко не самое востребованное.

Так или иначе, Большой взрыв произошел 13,7–13,8 млрд лет назад. Другими словами, мы видим далекие галактики такими, какими они были спустя сотни миллионов лет после Большого взрыва. Это считаные проценты от нынешнего возраста Вселенной.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Гонки вокруг света Гонки вокруг света

Путешествие «леди Сенсация» привлекло внимание прессы и читателей по всему миру

Вокруг света
Вреден ли микропластик? Вреден ли микропластик?

Микропластик находят везде: в Марианской впадине и даже в человеческой крови

Maxim
Спуск на Эверест Спуск на Эверест

Спелеология – это наука плюс спорт. Рекордные глубины пещер в нашем материале

ТехИнсайдер
5 книг, запутанный сюжет которых происходит в замкнутом пространстве 5 книг, запутанный сюжет которых происходит в замкнутом пространстве

Произведения, которые заставят вас понервничать

Maxim
Книга навсегда Книга навсегда

Как Патриция Дзерби создала новый вид литературы — «тихую книгу», Silent Воок

Afternoon Seasons of life
Все альбомы Depeche Mode от худшего к лучшему Все альбомы Depeche Mode от худшего к лучшему

Для тысяч россиян Depeche Mode — саундтрек всей их жизни, начиная с 80-х

Maxim
Когда это закончится? Когда это закончится?

Жителям Польши дольше других пришлось ждать, чем кончится схватка

Дилетант
Искусство запрещать Искусство запрещать

Одна из самых громких сенсаций в новейшей истории арт-рынка

Правила жизни
Биохакинг: Победить старение и смерть Биохакинг: Победить старение и смерть

Что говорит про мечты о вечной молодости настоящая наука?

Новый очаг
Робот-пылесос научили ходить по ступенькам Робот-пылесос научили ходить по ступенькам

Разработан робопылесос, который способен спускаться и подниматься по лестницам

N+1
Тренинг двойной эффективности: почему стоит нанимать женщин после декрета Тренинг двойной эффективности: почему стоит нанимать женщин после декрета

В каком контексте мамы строят карьеру, и почему они ценные сотрудники

Forbes
Future Continuous: какие технологии меняют будущее рекламы Future Continuous: какие технологии меняют будущее рекламы

Как развитие технологий изменит сферу рекламы через 10-15 лет

Forbes
Выживание белоголовых орланов зависит от здоровья луговых собачек Выживание белоголовых орланов зависит от здоровья луговых собачек

Луговые собачки являются важным ресурсом как минимум для четырех видов хищников

ТехИнсайдер
5 ошибок при мытье зеркал и окон, которые непременно приведут к образованию разводов 5 ошибок при мытье зеркал и окон, которые непременно приведут к образованию разводов

Исключите эти ошибки — и вам не придется несколько раз перемывать окна и зеркала

ТехИнсайдер
Долгая история: на какие книжные серии стоит обратить свой взгляд Долгая история: на какие книжные серии стоит обратить свой взгляд

Легендарные книжные серии, достойные вашего внимания

Maxim
9 трендов в уборке, которые стоит попробовать в этом году: мнение профессиональных клинеров 9 трендов в уборке, которые стоит попробовать в этом году: мнение профессиональных клинеров

Что сейчас считается трендом в области наведения порядка и чистоты в доме?

VOICE
Иерусалим 2000 лет назад Иерусалим 2000 лет назад

Иерусалим две тысячи лет назад был для иудеев местом всеобщего паломничества

Знание – сила
Отдохни! Отдохни!

Досрочная пенсия для женщин: кому положена и как ее получить

Лиза
Что лучше, открыть окно или включить кондиционер? Что лучше, открыть окно или включить кондиционер?

Казалось бы, зачем использовать кондиционер, если можно опустить окно...

4x4 Club
Как полюбить себя: 5 фраз, которые помогут тебе это сделать Как полюбить себя: 5 фраз, которые помогут тебе это сделать

Пять фраз, которые полезно повторять не только другим, но и себе

VOICE
Премиальный полуприцеп заезжает в свободную нишу Премиальный полуприцеп заезжает в свободную нишу

«Вагнермайер Руссланд» намерен взять лучшее от своего зарубежного партнера

Монокль
Ню и автор Ню и автор

«Обнаженная муза Пьера Боннара»: бесхитростный байопик художника

Weekend
2 препятствия, которые мешают отделиться от токсичных родителей 2 препятствия, которые мешают отделиться от токсичных родителей

Что мешает жить своей жизнью? Какие шаги помогут выпутаться из токсичной семьи?

Psychologies
Одноразовые стаканчики и разнообразие: как ESG-практики приносят прибыль бизнесу Одноразовые стаканчики и разнообразие: как ESG-практики приносят прибыль бизнесу

Практики, которые покажут экономическую эффективность ESG для бизнеса

Forbes
«Близкие отказываются помогать с ребенком, ведь они не просили меня рожать»: история читательницы и комментарий психолога «Близкие отказываются помогать с ребенком, ведь они не просили меня рожать»: история читательницы и комментарий психолога

Почему семья может не поддерживать маму с ребенком? История читательницы

Psychologies
«Не простила мать и не хочу за ней ухаживать»: история двух сестер и комментарий психолога «Не простила мать и не хочу за ней ухаживать»: история двух сестер и комментарий психолога

Сумеют ли сестры понять друг друга и чем грозит невозможность договориться?

Psychologies
Светлана Захарова: образцовый классик и современник Светлана Захарова: образцовый классик и современник

Светлана Захарова — балерина, объединяющая классические и современные танцы

Монокль
Парадоксы «кроличьей норы» Парадоксы «кроличьей норы»

Что случится, если упасть в туннель, проходящий Землю насквозь через её центр?

Наука и жизнь
Разорвавшие шаблон Разорвавшие шаблон

Идеи этих ученых настолько опережали эпоху, что современники считали их чушью

Вокруг света
«Величайший португалец» «Величайший португалец»

Хозяином Португалии был Антониу Салазар, а его богом была Стабильность

Дилетант
Открыть в приложении