Структура Вселенной

Вселенной на всех уровнях от элементарных частиц и до гигантских сверхскоплений галактик присуща структурность.

Современная наука рассматривает Мегамир как сложную развивающуюся систему всех небесных тел, взаимодействующих между собой. Все существующие галактики образовывают Метагалактику, размеры которой более 20 млрд. световых лет.

Метагалактика представляет собой систему галактик; а галактика — это системы планет и планетных систем, возникающих вокруг звезд и звездных систем (в одной галактике насчитывается миллиарды звезд); еще в Метагалактике есть кометы, метеориты и другие сконденсировавшиеся небесные тела. Кроме того, материя во Вселенной представлена в виде диффузной материи (это разобщенные атомы, молекулы и плотные образования - гигантские облака пыли и газа (газово-пылевые туманности)) и виде излучения, то есть все пространство пронизано межгалактическими лучами и заполнено межгалактическим газом.

Современная структура Вселенной является результатом космической эволюции, в ходе которой из протогалактик образовались галактики, из протозвезд – звезды, из протопланетного облака – планеты.

Структура Метагалактики определяется распределением галактик, образующих в пространстве достаточно сложную конфигурацию. Звезды и туманности в пределах галактики движутся довольно сложным образом: вместе с галактикой они принимают участие в расширении Вселенной и участвуют во вращении галактики вокруг оси.

Согласно современным представлениям, для Метагалактики характерна ячеистая (сетчатая, пористая) структура. Эти представления основываются на данных астрономических наблюдений, показавших, что галактики распределены не равномерно, а сосредоточены вблизи границ ячеек, внутри которых галактик почти нет. Пространственной моделью такой структуры может служить кусок пемзы, которая неоднородна в небольших выделенных объемах, но однородна в больших объемах. Если брать не отдельные участки Метагалактики, а ее крупномасштабную структуру в целом, то, очевидно, что в этой структуре не существует каких-то особых, чем-то выделяющихся мест или направлений и вещество распределено сравнительно равномерно.

По современным данным возраст Метагалактики близок к возрасту Вселенной примерно 15 млрд. лет. Ученые считают, что примерно такой же возраст и у галактик, которые сформировались на одной из начальных стадий расширения Метагалактики.

По своей форме галактики условно разделяются на следующие типы:

1. Эллиптические галактики обладают пространственной формой эллипсоида с разной степенью сжатия. Они являются наиболее простыми по структуре: распределение звезд равномерно убывает от центра.

2. Спиральные галактики представлены в форме спирали, включая спиральные ветви. Это самый многочисленный вид галактик. Большинство галактик эллиптические или спиральные («правильные»). Наша галактика – Млечный Путь – спиральная, насчитывающая 200 млрд. звезд. Ее размеры 100 тыс. световых лет, имеет ядро в форме утолщенного диска с 4 спиральными ветвями, в ней 20 тыс. рассеянных и 100 шаровых скоплений. Большая часть звезд сосредоточена в диске толщиной примерно 1500 световых лет. На расстоянии 30 световых лет от центра Млечного пути расположено Солнце. Ближайшая к нам галактика туманность Андромеды, расстояние примерно 2 млн. 700 тыс. световых лет. Ближайшие галактики – Магеллановы облака и Туманность Андромеды.

В строении «правильных» галактик очень упрощенно можно выделить центральное ядро и сферическую периферию, представленную либо в форме огромных спиральных ветвей, либо в форме диска, включающих наиболее горячие и яркие звезды и массивные газовые облака. В ядре галактики сосредоточены самые старые звезды, возраст которых приближается к возрасту галактики. Звезды среднего и молодого возраста расположены ближе к периферии.

Ядра галактик проявляют свою активность в разных формах: в непрерывном истечении потоков вещества; в выбросах сгустков газа и облаков газа с массой в миллионы солнечных масс; в нетепловом радиоизлучении из околоядерной области.

3. Неправильные галактики – вихревые движения газов, имеющие тенденции к вращению. Они не обладают выраженной формой, в них отсутствует центральное ядро.

4. Некоторые галактики характеризуются исключительно мощным радиоизлучением, превосходящим видимое излучение – это радиогалактики, открытые в 1963 году, их светимость в сотни раз больше светимости других галактик, а размеры в 10 раз меньше. Их еще называют квазары и по одной из гипотез – это ядра новых галактик, следовательно, процесс образования галактик продолжается.