На зображенні в заголовку статті - одна з найповніших карт нашого Всесвіту. Кожна точка на ній - це окрема галактика, настільки ж величезна, як і сам наш Чумацький Шлях. Темна зона на галактичному екваторі - артефакт нашого власного місця розташування: ми можемо бачити галактики в екваторіальному секторі неба тільки у вузькому проміжку від 120 ° до 240 °, та й то - погано, в силу того, що галактичний екватор щільно забитий зірками і міжзоряним газом нашої власної галактики Чумацький Шлях, який і поглинає випромінювання далеких галактик.

В силу цього, в сторону ядра нашої галактики ми взагалі не нічого не бачимо, а в протилежну сторону, яка закрита від нас тільки нещільним рукавом Персея, ми можемо все-таки дещо розглянути. А ось до галактичного північ і галактичного південь у нас є можливість оглядати Всесвіт на мільйони і мільярди світлових років.

Однак навіть такий недосконалий «спостережний пункт» вже підніс нам масу сюрпризів, що стосуються мегаструктури нашого Всесвіту - різних неоднорідностей, які перевершують розмір нашої власної галактики в сотні тисяч і в мільйони разів.
І які порушують масу космологічних концепцій, додержують ХХ столітті, навіть на тлі маси фундаментальних потрясінь для космології, які перевели нескінченну і стійку Всесвіт XIX століття під «Всесвіт Великого вибуху» століття ХХ-го.
І перегляд цих космологічних концепцій, заснований на нових відкриттях, обіцяє стати не менш цікавим кроком в пізнанні, ніж стало відкриття червоного зсуву, розширення Всесвіту і перемога моделі Великого вибуху, як «початку всіх початків».

По-перше, варто визначитися в тому питанні, що в даний момент часу теорія Великого вибуху є не просто якоїсь зручної абстракцією, а й, мабуть, єдиною моделлю, яка може пояснити спостережувану картину нашої з вами Всесвіту.
Тобто - це не примха вчених, які вирішили таким чином прикрити своє нерозуміння колосально віддалених від нас подій. Вчені зараз просто не можуть придумати модель, яка б краще пояснювала масу спостережуваних ефектів, які нас оточують. Як і не можуть знайти спростувань, які б підірвали саму модель існування Великого вибуху в минулому нашої власної Всесвіту.

Великий вибух, як неминучість.

Докази розширення Всесвіту почалися з моменту, коли молодий американський астроном Едвін Хаббл, якому в 1919 році виповнилося всього 30 років, отримав доступ до найпотужнішого на той час оптичному телескопу обсерваторії Маунт-Вілсон - телескопу Хукера, з діаметром дзеркала всього лише в 2,5 метра.

Першим відкриттям Хаббла, яке поставило «з ніг на голову» всю спокійну космологію XIX століття, було відкриття зірок-цефеїд в туманностях Андромеди і Трикутника, які тоді ще ніхто не сприймав, як окремі від Чумацького Шляху галактики.
За допомогою телескопа обсерваторії Маунт-Вілсон Хаббл знайшов у цих туманностях цефеїди - змінні зірки головної послідовності, які мають дуже чіткої залежністю між періодом коливання яскравості і власної світність зірки.
В силу такої цікавої особливості цефеїди є ідеальними «стандартними свічками» і космічними маяками: по періоду пульсації зірки можна легко визначити її абсолютну зоряну величину, а помірявши її спостережувану зоряну величину - вже можна легко визначити відстань до обраної цефеїди.
Ну а величезна світність цих змінних зірок (103-105 светимостей Сонця) дозволяє спостерігати їх навіть на міжгалактичних відстанях.

Галактика Андромеди. 1 трильйон зірок, уп'ятеро більша маса, ніж у Чумацького Шляху. Але в XIX столітті - просто «туманність М31», так як ніхто її не сприймав, як окрему галактику.

Саме це і з'ясував Хаббл після спостережень 1922-23 років: знайдені ним цефеїди показали, що туманності Андромеди і Трикутника були занадто далекі, щоб бути частиною Чумацького Шляху, і були в дійсності окремими галактиками за межами нашої власної.

Ця ідея була оскаржена дуже багатьма вченими того часу, які запідозрили Хаббла в підтасовки або ж в неправильній методології спостережень - настільки ідея про множинність галактик була революційною для початку ХХ століття. Але, всупереч опозиції, Едвін Хаббл, на ту пору 35-річний учений, представив свої відкриття в друкованому вигляді на зборах Американського астрономічного співтовариства 1 січня 1925 року і переконливо довів: галактик багато і Чумацький Шлях - аж ніяк не єдина і зовсім не найбільша з них.

Це відкриття фундаментальним чином змінило наукове бачення Всесвіту.

Однак Хаббл не зупинився на досягнутому і пішов далі, розсуваючи межі спостережуваного Всесвіту: вже в 1929 році він опублікував свої роботи про що спостерігається червоному зміщенні найбільш яскравих галактик. Саме за величиною червоного зміщення і візуалізувати, до речі, сама верхня «карта Всесвіту».

В результаті своїх спостережень Хаббл помітив, що кожна галактика, в середньому, відлітає від кожної іншої галактики. Всесвіт розширюється - постійно, всюди і кожен день. Цей факт вже не просто розширював уявлення людства про Всесвіт, поміщаючи нас в одну з пересічних галактик - він просто ставив всю картину світобудови «з ніг на голову». Протягом століть спостережень за зірками основним допущенням астрономів і філософів було те, що на Землі може відбуватися маса швидкоплинних і різноспрямованих процесів, в той час, як зоряне небо - річ постійна і незмінна.

Так, вибухають наднові зірки, так, планети продовжують свій біг, так, цефеїди мерехтять в нічному небі, але в цілому Всесвіт два століття назад дивно схожа на Всесвіт сьогодні.

І, як наслідок, Всесвіт два мільйони років тому, двісті мільйонів років назад або мільярди і мільярди років тому - теж стабільна і незмінна. А про вік Всесвіту люди вже здогадувалися - в тому числі і виходячи з досліджень геологів і палеонтологів на самій Землі, які до початку ХХ століття вже довели поважний вік нашої власної планети.

Мільйони років на одному фото. Саме швидкість накопичення опадів вперше поставила питання про вік Землі і, як наслідок, всього Всесвіту.

В цьому і полягала революційність спостереження і подальшої, досить логічною ідеї Хаббла. Якщо Всесвіт «сьогодні» зовсім не схожа на Всесвіт «вчора», то і «завтра» вона буде вже інший. І, як наслідок - Всесвіт навколо нас змінюється не тільки в деталях, але і в цілому.

Ну а друге припущення вже прямо випливало з спостережуваних ефектів. Якщо все спостережувані галактики віддаляються один від одного, подібно роздувається пики клоуна на надувається дитиною повітряній кульці - то логічно припустити, що вчора ця кулька був менше, позавчора - ще менше, і так до тих пір, поки ви не стиснеться весь Всесвіт до якогось нижнього межі, який чисто математично упреться в одну-єдину точку або ж в той самий Великий вибух.

Відразу ж після опублікування першої ідеї Хаббла про роль червоного зсуву, теорія Великого вибуху стала обростати масою експериментальних підтверджень. Незважаючи на неможливість нас і сьогодні заглянути за «горизонт подій» Великого вибуху, ми за ХХ століття дуже близько підійшли до його межі, спостерігаючи події, віддалені від часу Великого вибуху на нікчемні по космологічним поняттям тимчасові відстані.

Однак сам Великий Вибух ми спостерігати не можемо і пов'язано це не з недосконалістю наших інструментів або з невдалим нашого «спостережного пункту», а в силу того, що ранній час Всесвіту стає, по мірі наближення до Великого вибуху, розмитим і нечітким. Сили, енергії, щільності, температури стають занадто високими, і наше розуміння фізики, яке ми накопичували століттями, просто не справляється з завданням інтерпретації того, що ми можемо спостерігати навіть вигляді доступних нам залишків і слідів подій того часу. Однак дещо з того, що ми виявили, вже вступає в протиріччя з чисто «математичної» редукцією Всесвіту на початку часів до абстрактної і безрозмірною точки.

Великий вибух, який слідував з викладок Хаббла, породив неминуче допущення: якщо вся Всесвіт походив з однієї по суті справи безрозмірною точки, то десь вище за шкалою розмірів (або, що те ж саме - старше за шкалою часу) нас чекає картина однорідної , однаковою і ізотропного Всесвіту.

До останнього часу вважалося, що на розмірах, порівнянних з розмірами спостерігається частини Всесвіту, настає так званий «кінець величі» (End of Greatness), який перетворює картинку Всесвіту в однорідний «суп» з галактик.

Цей так званий «космологічний принцип» був вперше сформульований в 1935 році англійський космологом Едуардом Артуром Милном (не плутати з автором «Вінні-Пуха», Аланом Олександром Милном!).

Космологічний принцип стверджує, що кожен спостерігач у Всесвіті, незалежно від його місця розташування та напрямки спостереження, в один і той же момент часу виявляє у всій доступній йому для спостереження Всесвіту в середньому одну і ту ж картину. Незалежність від місця спостережень, тобто рівноправність усіх точок простору, називається однорідністю Всесвіту; незалежність від напрямку спостережень, тобто відсутність виділеного напрямку в просторі - изотропией Всесвіту.

Найсильнішим підтвердженням космологічного принципу (і, як наслідок, однорідності і сингулярності всесвіту в момент Великого вибуху) стала однорідність реліктового випромінювання, передбачена російським ученим Георгієм Гамовим в 1946 році і відкрита згодом, в 1965-му році.

Реліктове випромінювання, що спостерігається нами - це залишок дуже ранньому Всесвіті, за всіма Розрахунок воно виникло в той період, коли вік Всесвіту становив «усього лише» 400 000 років, за мірками самого Всесвіту - не більше, ніж мить.
Перші спостереження реліктового випромінювання показували його практично повну изотропность, що і підтверджувало правоту космологічного принципу. Великий вибух - абстрактна точка, Всесвіт - однорідна, всі вільні, так як нічого нового за горизонтом подій ми не знайдемо.

Але вже дослідження 1980х-1990х років виявили перші ознаки анізотропії реліктового випромінювання, які переглянули початкову оцінку анізотропності, приймати, як 10-5 або ж 0,001%.

Ось нинішня детальна карта реліктового випромінювання, складена за сумою наземних і супутникових спостережень:

Нижня шкала показує розкид температур реліктового випромінювання, що становить не більше 200 мікрокельвіна при температурі самого випромінювання в 2,725 Кельвіна.

При цьому велика частина коливань реліктового випромінювання укладається в діапазон +/- 18 мкК, проте є два «прикрих» виключення з цієї милостивої картинки.
По-перше, в районі сузір'я Ерідана на карті реліктового випромінювання зяє сверххолодная пролом, звана ще «Сверхпустота Ерідана» (на загальній карті вона розташована в нижньому правому куті карти):

Реліктове холодна пляма в цілому приблизно на 70 мкК холодніше, ніж середня температура реліктового випромінювання, що вже дуже складно пояснити. Реліктове холодна пляма може бути відбитком інший Всесвіту за межами нашої, чий слід залишився в нашому Всесвіті до моменту її «отпочковиванія» від нас. Професор Університету Північної Кароліни Лаура Мерсін-Хафтон з цього приводу говорить просто: «Стандартна космологія не може пояснити такої гігантської космічної діри - це явний відбиток іншого Всесвіту, розташованої вже за краєм нашої власної».

Другою особливістю реліктового випромінювання є слабка, але все ж спостерігається анізотропія його в навколишньому просторі, так звана «вісь зла», відкрита в 2005 році:

Наочне усереднення карти реліктового випромінювання в квадруполь і октуполь, що виявляє «вісь зла» реліктового випромінювання.

Відкрити «вісь зла» вийшло, використовуючи точні дані космічних апаратів - супутника WMAP і обсерваторії «Планк». Виявлена ​​анізотропія реліктового випромінювання носить складний характер. Так, саме «холодну» поле знову-таки проектується на темне, практично позбавлене яскравих зірок сузір'я Ерідана, де і розташована вже згадана «сверхпустота».

Отримані дані про анізотропії реліктового випромінювання вже ставлять під сумнів «класичну» точкову теорію Великого вибуху, показуючи, що в ранні періоди Всесвіту все було «савсем нє так». Але крім цього, в даний час існує і ще ряд виявлених фактів, які ставлять стандартну космологічних моделях і космологічний принцип під сумнів.

Так, зовсім недавно, в листопаді 2013 року в нашому Всесвіті була відкрита колосальна структура видимої матерії, так звана Велика Стіна Геркулес - Північна Корона. Це - величезна плоска суперструктура з сотень тисяч або навіть мільйонів галактик розміром більше 10 млрд світлових років, що становить близько 10% від діаметра спостережуваному Всесвіті. На сьогоднішний день вона є найбільшою з великомасштабних структур, виявлених у Всесвіті.

Гамма-сплески, за концентрацією яких і була відкрита Велика Стіна.

Структура цього мегаскопленія є собою стіну або нитка, що складається з груп галактик, з'єднаних гравітацією, протяжністю близько 10 млрд світлових років (3 гігапарсек) за найбільшою напрямку, що збігається з перпендикуляром до нашого променю зору і в 7,2 млрд світлових років (2, 2 гігапарсек або 150 000 км / c у визначенні червоного зсуву) в напрямку нашого променя зору.

Вона розташована на відстані червоного зсуву в 1,6-2,1, що приблизно становить 10 млрд світлових років, і знаходиться в напрямку сузір'їв Геркулес і Північна Корона. Як наслідок, гамма-сплески з боку Великої Стіни дуже сильно зсуваються в червону частину спектру, потрапляючи в рентгенівський і навіть в ультрафіолетовий діапазон, де їх і зареєструвала космічна обсерваторія «Свіфт».

Положення Великої Стіни Геркулес - Північна Корона (Hercules - Сorona Borealis) на карті Всесвіту. Положення Чумацького Шляху приведено до земного зоряного екватора.

Сплески гамма-випромінювання є найпотужнішими викидами енергії в спостережуваному Всесвіті і відбуваються на величезних і молодих зірках, що обертаються при цьому з високою швидкістю. Такі спалахи дуже рідкісні: в галактиці розміром з Чумацький Шлях вони відбуваються раз в декілька мільйонів років. Таким чином, спалахи є кількісними індикаторами інтенсивності розпаду матерії - тобто активності, властивою лише галактик, до складу яких входять трильйони зірок, а велика кількість спалахів означає високу концентрацію матерії і відповідно наявність великого числа галактик.

У дослідженні космічного телескопа «Свіфт», яке і знайшло Велику Стіну, що спостерігається небо було розділено на 9 частин, в кожній з яких досліджувалася 31 спалах гамма-випромінювання. В одній з цих частин, 14 спалахів виявилися розподіленими в області з кутовим радіусом 45 ° і з червоним зміщенням від 1,5 до 2,0, що потрапили в ультрафіолетову область. Це означає, що в даному регіоні знаходяться тисячі або навіть мільйони галактик, до того ж ще й віддалені від нас на 10 млрд. Світлових років - практично на три чверті віку самого Всесвіту.

За існуючим уявленням в рамках космологічного принципу Мілна, будь-яка анизотропность видимої матерії повинна була зникати в розмірах об'єктів, які можна порівняти з відстанню в 250-300 млн світлових років (О, господи, від цих галактик світло йде до нас більше, ніж час, що відділяє нас від динозаврів!).

Ніякі неоднорідні структури великих розмірів виходячи з цього принципу «кінця величі» не повинні існувати. Однак, виявлена ​​ще в 2003 році Велика стіна Слоуна, до 2012 року - найбільший об'єкт у Всесвіті, мала розмір 1,37 млрд світлових років, в було в 4,5 рази більше передбаченого масштабу.

Велика стіна Слоуна на карті нашого найближчого оточення. До неї «всього лише» 1,2 млрд. Світлових років. На Землі в той час ще не було багатоклітинного життя.

Величезна група квазарів, виявлена ​​в 2012 році, мала розмір вже в 4 млрд світлових років, що в 13,5 рази більше передбачення про максимальний розмір «кінця величі», але це ще можна було списати на якісь флуктуації.

Виявлення ж стіни Геркулес-Північна Корона, неоднорідної структури розміром більш ніж в 30 разів більше передбаченого масштабу, поставило під сумнів сам космологічний принцип.

Загалом, «чим далі в ліс - тим товщі партизани» і не виключено, що на відстані в 12-13 млрд. Світлових років від нас ми знайдемо і ще більш титанічні об'єкти.

І, судячи з усього, такі нові відкриття змусять нас переглянути ті найперші 400 000 років існування нашого Всесвіту, які розкидали по околицях нашої крихітної галактики якісь недоноски катастрофи по-справжньому вселенського масштабу.
Це був не точкове вибух, а швидше за все - це дещо інше.

джерело . Друкується з дозволу автора

Від редакции: суджень ув. авторів в рубриці "Думки" можуть не збігатися з думкою редакції і не є рекомендацією до будь-яких дій.