Космические пустоты

Материал из Википедии ? свободной энциклопедии
(перенаправлено с ≪ Войд ≫)
Перейти к навигации Перейти к поиску

Пустоты , космические пустоты [1] [2] , также войды ( англ.   void  ? ≪ пустота ≫) ? обширные области между галактическими нитями , в которых отсутствуют или почти отсутствуют галактики и скопления . Войды обычно имеют размеры порядка 10?100 Мпк . Средняя плотность материи в них менее десятой доли от типичной для наблюдаемой Вселенной .

Космические пустоты впервые были обнаружены в 1978 году Стефаном Грегори и Лаярдом А. Томпсоном в Национальной обсерватории Китт Пик [3] .

Открытие

[ править | править код ]
Карта сверхскоплений и пустот во Вселенной в пределах 1 млрд световых лет.

Космические пустоты (войды) стали объектом изучения астрофизики в середине 1970-х годов, когда астрономические обзоры , измеряющие красное смещение , стали более популярными и позволили двум независимым группам астрофизиков в 1978 году распознать сверхскопления и войды в пространственном распределении галактик [4] [5] . Новые обзоры добавили в двухмерные карты космических структур ≪глубину≫, позволив начать создавать первые трёхмерные карты наблюдаемой Вселенной . В этих обзорах расстояние до галактик рассчитывалось из величин их красного смещения, возникающего из-за расширения Вселенной .

Хронология

[ править | править код ]
  • 1961 ? Внимание астрономического сообщества привлекают крупномасштабные структурные элементы, такие как ≪скопления второго порядка≫ ( англ.   second-order clusters ), один из типов сверхскопления [6] .
  • 1978 ? Опубликованы первые две работы на тему пустот в крупномасштабной структуре, в которых говорится об обнаруженных спереди от скопления Волос Вероники войдах [4] [5] .
  • 1981 ? Обнаружен крупный войд в созвездии Волопаса [7] [8] .
  • 1983 ? Стало возможным достаточно сложное, чтобы дать относительно достоверный результат вычислений для эволюции крупномасштабной структуры, компьютерное моделирование, и оно дало представление об основных особенностях крупномасштабного распределения галактик [9] [10] .
  • 1985 ? Исследование элементов крупномасштабной структуры в области сверхскопления Персея-Рыб (в том числе войдов) [11] .
  • 1989 ? The Center for Astrophysics Redshift Survey показал, какие структуры превалируют в наблюдаемой Вселенной в крупном масштабе [12] .
  • 1991 ? The Las Campanas Redshift Survey подтвердил большую распространённость войдов в крупномасштабной структуре [13] .
  • 1995 ? Сравнения исследований галактик показывают, что войды обнаруживаются независимо от выбора области [14] .
  • 2001 ? Field Galaxy Redshift Survey добавил в каталог войдов большое количество новых записей [15] .
  • 2009 ? Данные Sloan Digital Sky Survey в сочетании с данными предыдущих крупных обзоров дали наиболее полное представление о детальной структуре войдов [16] [17] [18] .

Наблюдаемые характеристики

[ править | править код ]
Компьютерная модель крупномасштабного распределения источников света (галактик и квазаров ) во Вселенной.

Космические пустоты ? одни из крупнейших образований в природе, занимающие основную часть пространства во Вселенной [19] . Главная особенность данных структур заключается в том, что в войдах плотность видимой материи значительно ниже её средней плотности во Вселенной [1] . Будучи главными элементами крупномасштабной структуры , войды разграничиваются галактическими нитями [20] .

Средний размер таких пустот достигает 40 мегапарсек (? 130 млн св. лет ), однако во Вселенной присутствуют более масштабные пустоты ? супервойды ( англ.   supervoids ), средний диаметр которых составляет 100 Мпк [21] . Одним из крупнейших обнаруженных супервойдов является ≪ Гигантский войд ≫ с диаметром в 300?400 Мпк [22] .

В пустотах могут быть ≪ тёмная энергия ≫ и протогалактические облака . Кроме того, по опубликованным в 2014 году данным астрономы из Университета Пенсильвании обнаружили в войдах небольшие искажения в направлениях распространения света, создаваемые, предположительно, тёмной материей . Для этого были использованы данные Слоановского цифрового небесного обзора для 40 миллионов галактик и 20 тысяч войдов [23] .

Формирование

[ править | править код ]

По современным представлениям, на самых ранних стадиях расширения Вселенной вещество было распределено почти идеально однородно [2] . В фазу инфляции малые по величине и случайно возникающие квантовые флуктуации полей стремительно разрастались [24] . Они привели к неоднородностям плотности материи, которые в дальнейшем развивались благодаря гравитационной неустойчивости [25] . Нелинейный рост возмущений вызвал преимущественное сжатие материи вдоль одного из направлений [26] , из-за чего вещество концентрировалось на каустиках , которые далее пересекались и стали нитями. Соответственно, пустотами стали места с весьма низкой плотностью материи. В итоге образовалась наблюдаемая структура Вселенной с сохранением крупномасштабной однородности и изотропности .

Была подтверждена возможность формирования сети нитей и пустот по описанному выше сценарию, но только если учитывать сильное влияние тёмной материи [2] . Поэтому считается, что ключевую роль в процессе сыграли неоднородности плотности именно тёмной материи [26] . Без её неравномерного распределения развивающиеся возмущения плотности видимого вещества не смогли бы вырасти настолько, чтобы образовать наблюдаемый облик Вселенной [2] .

См. также

[ править | править код ]

Примечания

[ править | править код ]
  1. ↑ 1 2 Элыив А. А. , Караченцев И. Д. , Караченцева В. Е. , Мельник О. В. , Макаров Д. И. Структуры низкой плотности в Местной вселенной. II. Близкие космические пустоты  // Астрофизический бюллетень. ? Специальная астрофизическая обсерватория Российской академии наук , 2013. ? Т. 68 , № 1 . ? С. 1 . ? ISSN 1990-3391 . ? arXiv : 1302.2369 . Архивировано 20 декабря 2016 года.
  2. ↑ 1 2 3 4 Крупномасштабная структура Вселенной | Энциклопедия Кругосвет . Дата обращения: 22 апреля 2017. Архивировано 22 апреля 2017 года.
  3. ↑ Roger A. Freedman, William J. Kaufmann. Universe : stars and galaxies . ? New York : W.H. Freeman and Company, 2001. ? 600 с. ? ISBN 978-0-7167-4646-1 .
  4. ↑ 1 2 Gregory, S. A.; L. A. Thompson. The Coma/A1367 supercluster and its environs   (англ.)  // The Astrophysical Journal . ? IOP Publishing , 1978. ? Vol. 222 . ? P. 784 . ? ISSN 0004-637X . ? doi : 10.1086/156198 . ? Bibcode :  1978ApJ...222..784G . Архивировано 14 мая 2021 года.
  5. ↑ 1 2 Joeveer, M.; Einasto, J. The Large Scale Structure of the Universe  (англ.) / M.S. Longair; J. Einasto. ? Dordrecht: Reidel, 1978. ? P. 241.
  6. ↑ Abell, George O. Evidence regarding second-order clustering of galaxies and interactions between clusters of galaxies  (англ.)  // The Astronomical Journal  : journal. ? IOP Publishing , 1961. ? Vol. 66 . ? P. 607 . ? ISSN 0004-6256 . ? doi : 10.1086/108472 . ? Bibcode :  1961AJ.....66..607A .
  7. ↑ Kirshner, R. P.; Oemler, A., Jr.; Schechter, P. L.; Shectman, S. A. A million cubic megaparsec void in Bootes  (англ.)  // The Astrophysical Journal . ? IOP Publishing , 1981. ? Vol. 248 . ? P. L57 . ? ISSN 0004-637X . ? doi : 10.1086/183623 . ? Bibcode :  1981ApJ...248L..57K .
  8. ↑ Kirshner, Robert P.; Oemler, Augustus, Jr.; Schechter, Paul L.; Shectman, Stephen A. A survey of the Bootes void  (англ.)  // The Astrophysical Journal . ? IOP Publishing , 1987. ? Vol. 314 . ? P. 493 . ? ISSN 0004-637X . ? doi : 10.1086/165080 . ? Bibcode :  1987ApJ...314..493K .
  9. ↑ Merlott, A. L. Clustering velocities in the adiabatic picture of galaxy formation  (англ.)  // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society  : journal. ? Oxford University Press , 1983. ? November ( vol. 205 , no. 3 ). ? P. 637?641 . ? ISSN 0035-8711 . ? doi : 10.1093/mnras/205.3.637 . ? Bibcode :  1983MNRAS.205..637M .
  10. ↑ Frenk, C. S.; S. D. M. White; M. Davis. Nonlinear evolution of large-scale structure in the universe  (англ.)  // The Astrophysical Journal  : journal. ? IOP Publishing , 1983. ? Vol. 271 . ? P. 417 . ? ISSN 0004-637X . ? doi : 10.1086/161209 . ? Bibcode :  1983ApJ...271..417F .
  11. ↑ Giovanelli, R.; M. P. Haynes. A 21 CM survey of the Pisces-Perseus supercluster. I ? The declination zone +27.5 to +33.5 degrees  (англ.)  // The Astronomical Journal  : journal. ? IOP Publishing , 1985. ? Vol. 90 . ? P. 2445 . ? ISSN 0004-6256 . ? doi : 10.1086/113949 . ? Bibcode :  1985AJ.....90.2445G .
  12. ↑ Geller, M. J.; J. P. Huchra. Mapping the Universe  (англ.)  // Science. ? 1989. ? Vol. 246 , no. 4932 . ? P. 897?903 . ? ISSN 0036-8075 . ? doi : 10.1126/science.246.4932.897 . ? Bibcode :  1989Sci...246..897G . ? PMID 17812575 .
  13. ↑ Kirshner, 1991, Physical Cosmology, 2, 595.
  14. ↑ Fisher, Karl; Huchra, John; Strauss, Michael; Davis, Marc; Yahil, Amos; Schlegel, David. The IRAS 1.2 Jy Survey: Redshift Data   (англ.)  // The Astrophysical Journal . ? IOP Publishing , 1995. ? Vol. 100 . ? P. 69 . ? doi : 10.1086/192208 . ? Bibcode :  1995ApJS..100...69F . ? arXiv : astro-ph/9502101 .
  15. ↑ Colless, Matthew; Dalton, G. B.; Maddox, S. J.; Sutherland, W. J.; Norberg, P.; Cole, S.; Bland-Hawthorn, J.; Bridges, T. J.; Cannon, R. D.; Collins, C. A.; J Couch, W. [англ.] ; Cross, N. G. J.; Deeley, K.; DePropris, R.; Driver, S. P.; Efstathiou, G.; Ellis, R. S.; Frenk, C. S.; Glazebrook, K.; Jackson, C. A.; Lahav, O.; Lewis, I. J.; Lumsden, S. L.; Madgwick, D. S.; Peacock, J. A.; Peterson, B. A.; Price, I. A.; Seaborne, M.; Taylor, K. The 2dF Galaxy Redshift Survey: Spectra and redshifts  (англ.)  // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society  : journal. ? Oxford University Press , 2001. ? Vol. 328 , no. 4 . ? P. 1039?1063 . ? doi : 10.1046/j.1365-8711.2001.04902.x . ? Bibcode :  2001MNRAS.328.1039C . ? arXiv : astro-ph/0106498 .
  16. ↑ Abazajian, K.; for the Sloan Digital Sky Survey; Agueros, Marcel A.; Allam, Sahar S.; Prieto, Carlos Allende; An, Deokkeun; Anderson, Kurt S. J.; Anderson, Scott F.; Annis, James; Bahcall, Neta A.; Bailer-Jones, C. A. L.; Barentine, J. C.; Bassett, Bruce A.; Becker, Andrew C.; Beers, Timothy C.; Bell, Eric F.; Belokurov, Vasily; Berlind, Andreas A.; Berman, Eileen F.; Bernardi, Mariangela; Bickerton, Steven J.; Bizyaev, Dmitry; Blakeslee, John P.; Blanton, Michael R.; Bochanski, John J.; Boroski, William N.; Brewington, Howard J.; Brinchmann, Jarle; Brinkmann, J.; Brunner, Robert J. The Seventh Data Release of the Sloan Digital Sky Survey  (англ.)  // The Astrophysical Journal  : journal. ? IOP Publishing , 2009. ? Vol. 182 , no. 2 . ? P. 543?558 . ? doi : 10.1088/0067-0049/182/2/543 . ? Bibcode :  2009ApJS..182..543A . ? arXiv : 0812.0649 .
  17. ↑ Thompson, Laird A.; Gregory, Stephen A. (2011). "An Historical View: The Discovery of Voids in the Galaxy Distribution". arXiv : 1109.1268 [ physics.hist-ph ].
  18. ↑ Mao, Qingqing; Berlind, Andreas A.; Scherrer, Robert J.; Neyrinck, Mark C.; Scoccimarro, Roman; Tinker, Jeremy L.; McBride, Cameron K.; Schneider, Donald P.; Pan, Kaike. A Cosmic Void Catalog of SDSS DR12 BOSS Galaxies   (англ.)  // The Astrophysical Journal  : journal. ? IOP Publishing , 2017. ? Vol. 835 , no. 2 . ? P. 161 . ? ISSN 0004-637X . ? doi : 10.3847/1538-4357/835/2/161 . ? Bibcode :  2017ApJ...835..161M . ? arXiv : 1602.02771 .
  19. ↑ van de Weygaert, Rien; Platen, Erwin (2009). "Cosmic Voids: structure, dynamics and galaxies". arXiv : 0912.2997 [ astro-ph ].
  20. ↑ Platen, Erwin; van de Weygaert, Rien; J.T. Jones, Bernard (2007). "Alignments of Voids in the Cosmic Web". arXiv : 0711.2480 [ astro-ph ].
  21. ↑ Lindner, Ulrich; Einasto, Jaan; Einasto, Maret; Freudling, Wolfram; Fricke, Klaus; Tago, Erik (1995). "The Structure of Supervoids -- I: Void Hierarchy in the Northern Local Supervoid". arXiv : astro-ph/9503044 .
  22. ↑ Kopylov A. I.; Kopylova, F. G." (2002) ≪Search for streaming motion of galaxy clusters around the Giant Void≫ (PDF) Astronomy and Astrophysics , v.382, p.389-396 Bibcode :  2002A&A...382..389K doi : 10.1051/0004-6361:20011500
  23. ↑ Lenta.ru: Наука и техника: Наука: Астрономы обнаружили материю в войдах . Дата обращения: 6 июля 2020. Архивировано 15 сентября 2016 года.
  24. ↑ Элементы ? новости науки: Эксперимент BICEP2 подтверждает важнейшее предсказание теории космической инфляции . Дата обращения: 22 апреля 2017. Архивировано 22 марта 2015 года.
  25. ↑ Лукаш В. Н. , Михеева Е. В. Основания физической космологии  // Учёные записки Казанского университета . Серия Физико-математические науки. ? Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования ≪ Казанский (Приволжский) федеральный университет ≫, 2011. ? Т. 153 , № 3 . ? С. 1 . ? ISSN 2541-7746 . Архивировано 22 апреля 2017 года.
  26. ↑ 1 2 Астронет ? Образование крупномасштабной структуры Вселенной . Дата обращения: 22 апреля 2017. Архивировано 23 апреля 2017 года.

Ссылки

[ править | править код ]
Источник ? https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Космические_пустоты&oldid=128700065