Согласно теории Большого взрыва, современная структура в распределении галактик образовалась из неоднородностей, существовавших в почти идеально гладкой ранней Вселенной. Начальные флуктуации были едва заметны: плотности соседних областей различались примерно на 1/100 000 долю, что показали измерения температуры реликтового излучения (см. статью «Космическая симфония», стр. 42). Если в некоторой области пространства плотность была выше средней, то к ней наблюдалось более сильное гравитационное притяжение, поэтому вещество из ближайшего окружения втягивалось в нее.
По той же причине область с плотностью меньше средней со временем теряла массу. Благодаря гравитационной неустойчивости наиболее плотные области превратились в гигантские сверхскопления галактик, которые мы теперь наблюдаем, а менее плотные стали обширными пустотами.
Когда первые обзоры красных смещений уже завершались, астрономы поняли, что ситуация не так уж проста: видимые нами в галактиках звезды и газ составляют лишь малую часть (около 2%) вещества Вселенной. Остальное вещество проявляет себя косвенным образом - через гравитацию. Были предложены различные модели этого скрытого вещества.
Они разделились на две категории - холодную и горячую, и это различие играет решающую роль в эволюции структур.
По сценарию, предложенному Джеймсом Пиблсом (P. James E. Peebles) из Принстонского университета, первыми возникли небольшие объек-
ты типа галактик или даже меньше. Со временем гравитация объединила их в крупные структуры. Согласно этой модели, Великая Стена сформировалась недавно. Горячая же модель Якова Борисовича Зельдовича и его коллег из МГУ предполагает, что темное вещество в ранней Вселенной двигалось хаотически с большими скоростями и поэтому мелкие скопления разглаживались. Первыми сформировались крупные пласты и волокна протяженностью в миллионы световых лет, которые позже распались на галактики.
В этом случае Великая Стена - древнее образование.
Итак, следующему поколению обзоров следовало не только проверить космологический принцип Эйнштейна и выявить крупномасштабные структуры Вселенной, но и разгадать тайну темного вещества.
Один из таких обзоров в начале 1990-х гг. провели Стивен Шектман (Steven A. Shectman) из Института Карнеги (Вашингтон) и его коллеги из Обсерватории Лос-Кампанас (Чили) с помощью 2,5-метрового телескопа. Обзор содержит 26 418 галактик и покрывает существенно большее пространство, чем обзор CfA. Роберт Киршнер (Robert P. Kirshner) из CfA сказал, что обзор Лос-Кампанас показал такое же распределение галактик, что и CfA, и продемонстрировал, насколько грандиозна Великая Стена.
Оказалось, что космологический принцип Эйнштейна действует: в больших масштабах космос однороден и изотропен.
Но и обзор Лос-Кампанас недостаточно велик, чтобы его выводы стали решающими. Он ничего не говорит про области пространства размером 1-2 млрд. световых лет, где надежнее всего «работает» теория формирования скоплений, но наблюдать их очень сложно. Вариации числа галактик в столь крупных областях пространства незначительны, поэтому малейшие ошибки могут привести к «открытию» несуществующих скоплений.
|
ОБЗОР: СТРУКТУРА КОСМОСА
•Астрономы, как космические картографы, создают детальные трехмерные карты распределения галактик и их скоплений. Крупнейший из этих проектов, «Слоанов-ский цифровой обзор неба», позволил получить данные о миллионе галактик вплоть до расстояния в 2 млрд. световых лет.
• Карты показали, что галактики собраны в гигантские структуры размером в сотни миллионов световых лет, которые выросли из слабых флуктуаций плотности, существовавших в юной Вселенной.
• Карты столь точны, что позволяют оценить космологические параметры независимо от результатов, полученных по реликтовому излучению. Теперь астрономы имеют верное представление об истории космоса (14 млрд. лет). |