Строение Вселенной

Галактика

Солнечная система является частью более крупной системы, называемой звездным скоплением, которое, в свою очередь, пред­ставляет собой составную часть еще более крупной системы звезд, звездных скоплений и ассоциаций, газовых и пылевых туманно­стей, отдельных атомов и частиц, рассеяннвтх в межзвездном пространстве, — Галактики. В состав нашей Галактики входят звездные скопления Млечного Пути. В нем насчитывается более сотни миллиардов звезд. Он представляет собой гигантское спи­ралеобразное скопление звезд в форме линзы. Солнце — сравни­тельно небольшая по размерам звезда. Его масса в 2,3 раза меньше массы средней звезды Галактики.

Расстояние между звездами измеряется в световых годах. Световой год — это путь,''пройденный светом за один год. В по­перечнике размер Галактики достигает 100 тыс. световых лет.

Тела каждой звездной системы связаны силами взаимного притяжения и имеют общее движение в пространстве. Все тела, входящие в состав Галактики, движутся вокруг ее оси, проходя-

щей через центральную часть Млечного Пути, в созвездии Стрельца. Полный оборот вокруг оси Галактика совершает более чем за 200 млн. лет.

В настоящее время твердо установлено, что Вселенная состоит из галактик, подобно нашей, объединенных в скопления и сверх­скопления. Галактики и их скопления удаляются друг от друга, обусловливая расширение Вселенной. Скорость разлета галактик возрастает с увеличением расстояния между ними. Рассчитано, что от начала расширения Вселенной нас отделяет 10 млрд. лет. До этого ее вещество находилось в горячем состоянии в виде почти однородной расширяющейся плазмы. К такому выводу ученые пришли в результате открытия в 60*х годах реликтового высоко­температурного электромагнитного излучения, оставшегося от начала расширения Вселенной. Революционным с точки зрения познания Вселенной следует считать установление советскими учеными, возглавляемыми В. А. Любимовым (1980 г.), факта отли­чия от нуля массы покоя электронных нейтрино. Полученная величина 6-10~³² г еще подлежит тщательной проверке, однако это открытие уже сейчас позволило астрофизикам следующим образом представить гипотезу развития и строения Вселенной с учетом тяготения нейтрино (И. Новиков, 1980 г.).

В первые мгновения расширения плазмы под действием грави­тационной неустойчивости в ней образовались случайные ма­ленькие сгустки. Уже через секунду снижение плотности расширя­ющихся сгустков позволило нейтрино, обладавшим в этот период огромной энергией, вылетать из них с околосветовой скоростью. Это привело к сглаживанию образующихся неоднородностей в рас­пределении нейтрино. Такое сглаживание могло иметь место до тех пор, пока скорость нейтрино позволяла им вылетать из рас­ширяющихся сгустков. Ученые оценивают этот период в 300 лет, а размеры участков, на которых произошло выравнивание, соот­ветственно в 300 световых лет. Падение скорости нейтрино на боль­ших расстояниях не позволило им покинуть пределы расширя­ющихся сгустков. Нейтрино скапливались в них, а сами сгустки усиливались тяготением, уплотнялись, расширялись, тем самым давая начало отдельным облакам из нейтрино. Естественно, масса этих облаков в сфере радиусом 300 световых лет при указанной выше массе покоя нейтрино составит 10¹⁵ солнечных масс, что почти в 30 раз больше общей массы всех скоплений галактик, оцениваемой в 3-Ю¹³ солнечных масс.

Академик Я. Б. Зельдович убедительно доказал, что возни­кающие подобным образом облака должны были быть сплюсну­тыми, по форме напоминая блины. Хаотично располагаясь в про­странстве, невидимые нейтринные облака — «блины» создают яче­истую структуру, влияющую на формирование пространственных

структур обычного вещества Вселенной, т. е. галактик, их скопле­ний, сверхскоплений.

Первоначально обычное вещество Вселенной (кроме нейтрино) представляло собой горячую плазму. Расширяясь, плазма охла­ждалась и постепенно превращалась в нейтральный газ. К концу первого миллиона лет с начала расширения давление в нейтраль­ном газе упало, и дальнейшая его эволюция происходила под влиянием поля тяготения возникающих нейтринных облаков. Нейтральный газ стягивался к их центральной части, постепенно сгущался, тем самым давая начало будущим звездам, галактикам и их скоплениям. Так как масса и средняя плотность последних во Вселенной в 30 раз меньше этих же параметров электронных нейтрино, то расположение и движение галактик и их скоплений должно определяться невидимыми нейтринными облаками.

Действительно, наблюдениями советских астрономов во главе с Я. Э. Эйнасто и ряда американских ученых установлено, что скопления- и сверхскопления галактик во Вселенной сосредото­чены в тонких слоях, имеющих ячеистую структуру, что со­гласуется с гипотезой об ее связи с ячеистой структурой нейтрин­ных облаков.

Изучение квантов реликтового излучения позволило устано­вить однородность Вселенной на участках с размерами в сотни миллионов световых лет. Это, в свою очередь, дало ответ на одну из принципиальных проблем: крупнейшей структурной единицей Вселенной является сверхскопление галактик с размерами в де­сятки миллионов световых лет.