Evrenin boşluğunu keşfetmek
Galaksi şehrinin yanındaki boş banliyöler
"Uzay" aslında evren için çok uygun bir terimdir, sonuçta orada temelde hiçbir şey yoktur. Aydan yaklaşık 380.000 kilometre uzaktayız Arada temelde hiçbir şey yok - en fazla, bazı hidrojen atomları, helyum atomları ve diğer toz parçacıkları. Daha büyük ölçekte, bu "boşluk" inanılmaz derecede büyük hale gelir. Örneğin, Samanyolu ve Andromeda Galaksisi birbirinden yaklaşık 2,5 milyon ışıkyılı uzaklıkta ve aralarında birkaç yıldız bulunan ıssız bir toprak var.
Bununla birlikte, gözlemlenebilir evrende Samanyolu ve Andromeda Gökadası aslında yakın komşulardır. Komşuların birbirlerini pencerelerden görebilmesi gibi, Andromeda Galaksisini çıplak gözlerimizle de görebiliriz. Evrendeki çoğu galaksi bir araya gelmeyi sever. Topluluklar, kasabalar ve şehirler halinde kümelenmişlerdir. Karşılık gelen astronomik terimlere galaksi kümeleri (yıldız katsayıları yaklaşık 50 veya daha azdır), galaksi kümeleri (yıldız katsayıları yüz binlere ulaşabilir) ve süper galaksi kümeleri (birden fazla galaksiden oluşan) denir. Galaksi grupları ve kümeleri). Evrendeki üstkümeler, galaksi kümeleri ve galaksi grupları, bilinen en büyük yapı olan süper büyük bir lifli yapı oluşturabilir. Samanyolu, yerel gökada grubunda yer alır. Yerel gökada grubu, yaklaşık 10 milyon ışıkyılı çapındadır ve 50'den fazla gökada içerir. Yerel gökada grubu, yerel üstküme olarak da adlandırılan daha büyük Başak Üstkümesine aittir.
Bu galaksi şehirlerinin aksine, kalan boş banliyölere kozmik boşluklar denir. Örneğin, Bougainvillea deliğinde, dünyadan yaklaşık 700 milyon ışıkyılı uzaklıkta, yaklaşık 250 milyon ışıkyılı çapında noktalı sadece düzinelerce küçük gökada vardır. Bu bir delik değilse de bir galaksi kümesinin parçasıysa, orada en az 10.000 galaksi olması gerekir.
Son yıllarda astronomlar, evrendeki en yaygın yerlerin bu galaksi şehirleri değil, bu boşluklar olduğunu fark ettiler. Boşluk, evrenin boşluğunun% 60'ından fazlasını kaplar. Şimdi boşluk astrofizikteki önemli araştırma nesnelerinden biri haline geliyor. Neredeyse boş oldukları için, evrendeki çeşitli fenomenleri test etmek için eşsiz bir laboratuvar haline geldiler. Deliğin cevaplarla dolu olduğu söylenebilir.
Eğrilmiş Evren Net
1970'lerin sonlarında, gökbilimciler evrenin üç boyutlu yapısını incelemeye başladıklarında içi boş bir figür keşfettiler.
Gökbilimciler, evrendeki konumlarını tahmin etmek için galaksilerin kırmızıya kaymasını tespit etmeye güveniyorlar: Bir galaksi bizden ne kadar uzaksa, evren tarafından yayılan ışık o kadar uzun süre uzayacak ve spektrumun çizgisi kırmızı uca daha yakın olacaktır. . Bazı galaksiler, uzayda kocaman bir boşluk oluşturmuşlardır. Böylece, 1981'de gökbilimciler büyük bir oyuk olan Begonvil boşluğunu keşfettiler. Altı yıl sonra, gökbilimciler bu deliği keşfettiler - yerel galaksi grubuna bitişik bir delik.
Boşluğun keşfi, evrendeki maddenin eşit olarak dağıldığına dair genel kabul görmüş bir görüşü altüst etti. Şimdi, evrenin büyük boşluklarda toplanmış sayısız galaksiyle İsviçre peynirine veya sabun köpüklerine benzediğini anlıyoruz.
Gökbilimciler bu yapıya "kozmik ağ" diyorlar ve bu yapının, erken evrendeki ilkel maddenin dalgalanmalarından evrimleştiğine inanıyorlar. Evrenin ilk günlerinde, karanlık madde - evrendeki toplam maddenin yaklaşık% 85'ini oluşturduğuna inanılan bu gizemli ve görünmez madde - gruplar halinde toplanmış ve sıradan maddeyi yerçekimi ile çekmiştir. Evren genişledikçe, bu yoğun şekilde dağılmış alanlar sonunda galaksi kümeleri ve galaksi kümeleri haline gelir ve seyrek dağılmış materyallerin bulunduğu alanları daha boş hale getirir ve sonunda boşluklar haline gelir.
Boşluk, maddeyi itiyor
Uzun yıllar boyunca, bilim adamlarının araştırmalarının odak noktası her zaman kozmik ağın aydınlık kısmı olmuştur ve hiç kimse boşlukla ilgilenmez.
Geçtiğimiz 20 yılda, gökbilimciler boşlukların boş pasif yerlerden daha fazlası olduğunu keşfettiler. Delikler zamanla değişir ve ayrıca galaksileri lifli yapılar oluşturmaya yönlendirebilir. Yani, evrenin evrimini anlamak için boşluğu anlamamız gerekiyor.
ABD, New Mexico'daki Apache Point Gözlemevi'nde 2.5 metrelik bir teleskop kullanılarak yapılan kırmızıya kayma araştırması olan Sloan Dijital Gökyüzü Araştırması, 2000 yılında başlatılan boşlukları anlamamıza büyük ölçüde yardımcı oldu. Sloan ve diğer yeni kırmızıya kayma araştırmaları binlerce delik buldu.
Genel olarak, mevcut evrende, bu delikler genellikle eliptiktir ve 50 ila 150 milyon ışıkyılı arasında bir alanı kaplar. Ancak milyarlarca yıl önce boşluk daha da küçüktü. Bu, boşluğun büyüdüğünü ve bazen birleşmelerin olması gerektiğini gösterir. Ek olarak, simülasyonlar ve gözlemler, deliğin giderek daha boş hale geldiğini gösteriyor. Sonuçta, düşük yoğunluklu alanın yerçekimi etkisi zayıftır ve çevredeki yüksek yoğunluklu alanın yerçekimi etkisi güçlüdür, bu nedenle madde sürekli olarak yüksek yoğunluklu alana çekilir. Yani boşluğun bir dereceye kadar itici bir etkisi vardır, maddeyi uzaklaştırır ve kendisini gitgide daha fazla boş hale getirir.
Örnek olarak yerel galaksi grubumuzu ele alalım: Samanyolu, galaksi komşularımızla birlikte, dev çekiciye saniyede 600 kilometreden fazla bir hızla yaklaşıyor - bizden çok uzakta on binlerce galaktik kütleye eşdeğer bir çekim merkezi. 150 ila 250 milyon ışıkyılı uzaklıkta ve yerel üstkümenin merkezine yakın bir yerde bulunuyor. Ve gökbilimciler bu deliğin itici etkisini yakındaki galaksilerin hareketine dayanarak analiz ettiler. Sonuçlar, yerel galaksi grubunun hızla hareket etmesine neden olan kuvvetin yaklaşık% 40'ının bu boşluğun itici etkisinden kaynaklandığını gösteriyor. Bu, boşluğun evrenin geniş ölçekli yapısı üzerinde çok önemli bir etkiye sahip olduğunu gösterir.
Bukalemun bir delikte saklanıyor
Boşluğun önemi bundan çok daha fazlasıdır. 1990'larda gökbilimciler, evrenin yaklaşık 5 milyar yıl önce hızlandırılmış bir hızla genişlemeye başladığını fark ettiler. Şu anda, evrenin neden hızlandırılmış bir oranda genişlediğini açıklayacak iyi bir teori yok.
Gökbilimciler birkaç açıklama önerdiler. Bir açıklama, Einstein'ın genel görelilik teorisinde açıklandığı gibi, mevcut yerçekimi teorimizin doğru olduğu, ancak uzayın kendisinin itici bir enerjiye sahip olduğudur. Bu sözde karanlık enerjidir.
Diğer bir açıklama, genel göreliliğin büyük ölçekte doğru olmadığıdır. Genel görelilik, güneş sistemindeki gezegenlerin hareketi gibi küçük alanlarda iyi bir şekilde uygulanabilir, ancak evrenin daha büyük ölçeğinde yerçekimi farklı olabilir. Başka bir deyişle, yerçekimi teorisini değiştirmemiz gerekiyor.
Galaksi grupları gibi alanlarla karşılaştırıldığında, boşluktaki yerçekimi kuvveti daha zayıftır ve orada daha fazla karanlık enerji etkisi veya başka bir farklı türdeki yerçekimi kuvveti hissedilmelidir. Bu nedenle gökbilimciler deliğin boyutunu, konumunu, kütlesini ve kütle dağılımını analiz ederek bazı ipuçları bulmayı umuyorlar. Özellikle, boşluğun maddeyi ne kadar hızlı ittiğini bulmayı ve ardından hangi teorinin gözlemle en alakalı olduğunu analiz etmeyi umuyorum.
Ayrıca bazı bilim adamları üçüncü bir açıklama da önerdiler: Yerçekimi, elektromanyetik kuvvet, güçlü nükleer kuvvet ve zayıf nükleer kuvvetin yanı sıra evrende yeni ve bilinmeyen bir temel kuvvet, yani beşinci kuvvet olabileceğine inanıyorlar. , Evrenin hızlanmasında rol oynuyor. En popüler adaylardan biri, bukalemun gibi bir güçtür. Bu kuvvet, tıpkı kendini gizleyebilen bir bukalemun gibi, malzeme yoğunluğu fazla olan yerlerde kendini gizler ve daha düşük malzeme yoğunluğuna sahip yerlerde ortaya çıkar. Açıktır ki, boşlukta bu tür bir kuvveti bulmak için mükemmel bir yer olan çok az malzeme vardır.
Teori açısından, karanlık enerji modeli hala en iyi açıklamadır. Belki gelecekte boşluk anlayışımızla son ikisinden biri kazanabilir.
İçi Boş Hermit
Delikteki evrenin yapısına ve temel kuvvetlerine cevaplar olsa da, deliği incelemek galaksi oluşumu sorununu çözmek için daha yararlıdır. Deliklerdeki galaksiler (boşluklu galaksiler) nadirdir ve uzun bir süre boyunca gökbilimciler onlar hakkında neredeyse hiçbir şey bilmiyorlardı.
Geleneksel görüş, galaksilerin genellikle birleşmelerle daha da büyüdüğü yönündedir: cüce galaksiler orta galaksilerle birleşir ve orta galaksiler büyük galaksiler halinde birleşirler. Örneğin, 3-4 milyar yıl sonra Samanyolu, Andromeda Gökadası ile birleşerek daha büyük bir gökadaya dönüşecek.
Bununla birlikte, boşluktaki galaksilerin temelde diğer galaksilerle birleşme şansı yoktur ve galaksilerde yaşayan fosiller olarak tanımlanabilecek neredeyse tamamen izole bir ortamda ilerlediler. Bu özel özellik, içi boş galaksiyi, evrendeki en eski galaksileri dolaylı olarak anlamak için mükemmel bir yer yapar.
Şimdiye kadar, en verimli çaba, Hollanda'daki Groningen Üniversitesi tarafından başlatılan ve "Boş Gökada Araştırması" adı verilen araştırma ve araştırmadır. Oradaki gökbilimciler, 60'tan fazla izole edilmiş içi boş gökada bulmak için Sloan Dijital Gökyüzü Araştırması'ndan elde edilen verileri kullandılar. Ardından, uzayda ve yerdeki astronomik teleskopların yardımıyla bu "keşiş" galaksilerini daha fazla gözlemleyebilir ve şekillerini, yıldız oluşum oranlarını ve diğer özelliklerini analiz edebiliriz.
Bu galaksilere dayanarak, gökbilimciler boşluktaki galaksilerin "şehir" deki galaksilerden farklı görünmediğini keşfettiler. Elbette beklendiği gibi içi boş gökada nispeten küçüktür. Ancak yine de canlılık dolu. Ortalama olarak, görünür ışık bandında, içi boş galaksiler "kentsel" galaksilerden daha mavi görünür ve mavi ışık yayan yıldızlar genellikle büyük yıldızlardır. Büyük yıldızların yaşam süreleri çok uzun değil, bu yüzden yakın zamanda oluşmaları gerekirdi. Bu, birçok içi boş gökadanın bol miktarda yıldızlararası gaz kaynağına sahip olduğunu ve "şehir" deki gökadalardan bile daha verimli yeni yıldızlar üretebileceğini göstermektedir.
İçi boş galaksiler "şehir" deki galaksilere çok benziyorlar, bu da küçük galaksilerin büyük galaksilerle birleştiği geleneksel modelin galaksi evriminin tüm içeriği olmayabileceğini gösteriyor. Belki de galaksilerin bazıları veya çoğu, zamanla çevredeki ortamdan yıldızlararası gaz biriktirerek büyüyebilir. Boşlukta yıldızlararası gaz bulabilirsek, bu görüş için bazı kanıtlar sağlayabiliriz.
Mevcut gökbilimcilerin tahminlerine göre, evren hızlanmış bir hızla genişlemeye devam edecek. Boşluk daha da genişleyecek ve sonunda evrendeki neredeyse tüm alanı kaplayacaktır. Uzaktaki galaksiler, gözlemlenebilir evrenin menzilinin ötesine geçecek ve onlarla birlikte evrenin evrim hikayeleri de var. İçinde bulunduğumuz yerel gökada kümesi eninde sonunda birleşecek veya parçalanacak ve hiçlik tarafından yönetilecek. Eğer insanlar veya onların soyundan gelenler yüz milyonlarca yıl sonra hala var olurlarsa, görebilecekleri evren sadece uzay değil, aynı zamanda gerçek bir boşluk olacaktır.
Bu makale büyük teknolojiden geliyor < Bilimsel gizem > 2017 Sayı 9 Dergi Makalesi Büyük Bilim ve Teknolojinin kamuya açık sayısına dikkat etmenizi bekliyoruz: hdkj1997
