Самые пугающие места во Вселенной: что такое космические пустоты

Войды — обширные области между галактическими нитями, в которых почти (или совсем) нет галактик, звезд и планет. Эти пугающие пустоты простираются на миллионы световых лет. «Хайтек» рассказывает, откуда они взялись и что происходит внутри них.

Если уменьшить масштаб Вселенной настолько, что целые галактики превратятся в отдельные точки, то можно найти уникальную сеть, где галактики объединены в нити. А в них — еще больше скоплений и тысячи звезд.

Это — космическая паутина: нити из темной материи в межгалактическом пространстве, которые образуют структуру, вдоль них концентрируется «обычное» вещество. Между нитями находятся огромные космические пустоты. В поперечнике их размер составляет миллионы световых лет. Там почти нет материи. Можно считать, что большая часть нашей Вселенной — это просто ничто.

Прядение космической паутины

Почти 14 млрд лет назад космической паутины, галактик и звезд не было. Согласно теории, мир состоял из темной материи, водорода, гелия и небольшого количества лития. Все это вещество было однородным, и почти равномерно распределялось по Вселенной.

Но некоторые участки немного отличались от остальных. Одни имели большую плотность, другие — меньшую. У более плотных пятен гравитационное притяжение было сильнее. Поэтому тяжелые места притягивали своих соседей, увеличивались в размерах и развивали еще более сильную гравитацию — и этот процесс продолжается до сих пор.



Сотни миллионов лет материя текла в плотные участки, где объединилась в первые звезды и галактики. По мере того, как росла космическая паутина, участки без материи становились все более пустыми и превращались в войды.

Что происходит в космических пустотах?

Конечно, войды нельзя назвать совсем пустыми. Внутри этих областей «плавают» несколько тусклых рассеянных карликовых галактик. Но кроме темной энергии там ничего нет.

Согласно последним теориям, известная нам Вселенная только на 5% состоит из «обычной», привычной человеку материи, которая окружает его каждый день. Еще примерно четверть — неуловимая темная материя. В итоге, более 60% приходятся на еще более загадочную темную энергию. Ученые мало о ней знают, но именно она отвечает за то, что Вселенная расширяется все быстрее. Но какая же сила порождает это ускорение? Как ни странно, это гравитация, только не притягивающая, а отталкивающая. Именно так работает темная энергия — она отталкивает объекты друг от друга.


SLOAN DIGITAL SKY SURVEY. Карта локальной Вселенной по данным Sloan Digital Sky Survey. Оранжевые области имеют более высокие плотности скоплений и нитей галактик.

Найти и определить темную энергию непросто — нас окружает слишком много другой энергии и материи. Но не в войдах — они пустые (по большей части). Там нет ничего, что может конкурировать с темной энергией, именно там она играет главную роль.

В итоге, ускоренное расширение нашей Вселенной происходит в самих пустотах. За счет темной энергии пустоты буквально надавливают свои границы, раздвигая галактики и растворяя огромную космическую паутину, на создание которой потребовались миллиарды лет.

Какой войд во Вселенной самый большой?

В 2007 году астрономы обнаружили самую большую пустоту во Вселенной. Войд, у которого в поперечнике почти миллиард световых лет, пуст как от обычной, так и от темной материи.

Лоуренс Рудник и его коллеги из Миннесотского университета в Миннеаполисе, США, случайно наткнулись на войд. Команда Рудника изучала данные обзора, проведенного радиотелескопом Very Large Array в Нью-Мексико. «Однажды утром мне стало немного скучно, и я сместил угол наблюдения», — говорит Рудник. Они обнаружили аномалию и изучили ее.


Сверхпустота Эридана на карте Вселенной

Команду ждал сюрприз. Они почти не видели радиоисточники на территории почти 280 мегапарсек (почти миллиард световых лет в диаметре). Отсутствие радиоисточников означает, что в этом объеме нет галактик или скоплений. Ученые не нашли и признаки темной материи. Оказалось, это — огромный космический войд, который назвали пустотой Эридана.

Она находится от Земли на расстоянии от 6 до 10 млрд световых лет. До 2007 года оптические исследования не находили пустот шириной более 80 мегапарсек.

Что в итоге?

Существование мест в космосе, где миллиарды лет нет даже гипотетической материи, может настораживать. Но не все войды полностью пусты. Например, в 2013 году астрономы Райан Кинан, Эми Баргер и Леннокс Коуи предположили, что Земля, как и галактика Млечный Путь, находится в огромной пустоте. Ее назвали войд ВКС, в честь ученых, которые его открыли. Он примерно сферической формы, около 2 млрд световых лет в диаметре. Согласно исследованию 2017 года, это крупнейший супервойд, известный науке. Пустота KBC окружена оболочкой из галактик, звезд и другой материи, заявляют ученые из Университета Висконсин-Мэдисон.



Используя данные крупномасштабных телескопов, которые подсчитывают галактики, исследователи пришли к выводу, что Млечный Путь располагается недалеко от центра области, где галактик меньше, чем в других частях Вселенной.

Если ученые правы, люди живут в самой большой известной пустоте в наблюдаемой Вселенной.

https://hightech.fm/2021/10/08/cosmic-void