Звезды распределяются по просторам Вселенной неравномерно. Они объединяются в скопления, которые принято называть галактиками. Однако будет ошибкой считать, что видимые на небосклоне созвездия – это звездные скопления. Те светила, которые человек видит на одном участке небосклона, на самом деле могут быть удалены друг от друга на гигантское расстояние.
Определение вселенского масштаба
Согласно астрономическому словарю, метагалактика – это часть всей Вселенной, которую можно наблюдать и исследовать при помощи современных научных методов и приборов. В ней находится порядка миллиарда звездных систем. Есть и другое определение. Например, в Большой советской энциклопедии говорится, что метагалактика – это совокупность галактик, в которую включается множество галактик (порядка 1 млрд), которые можно наблюдать при помощи телескопов. Чем мощнее становится современная техника, тем больше расширяются границы человеческого знания о неведомой Вселенной. Материя Вселенной является материей, из которой состоит вся метагалактика. Иногда можно увидеть и такое определение: Вселенная и метагалактика – это синонимы.
Понятия «метагалактика» и «наблюдаемая Вселенная»
Чтобы более детально разобраться с тем, что такое метагалактика, нужно объяснить другой термин – «наблюдаемая Вселенная». Астрономы этим словосочетанием называют ту часть Вселенной, за которой человек может наблюдать с Земли. При этом ученые могут наблюдать и исследовать самые разные ее части – не только звезды и планеты, но и волны, и сигналы – все, что проходит относительно нашего дома во Вселенной. Наблюдаемая Вселенная является лишь частью необъятного Космоса. Она имеет собственную границу – космологический горизонт. Ученые считают, что общее число звездных скоплений в наблюдаемой Вселенной превышает 170 млрд.
Поскольку в понятие наблюдаемой Вселенной входит гораздо большее число объектов, чем возможно увидеть простому человеку, было введено понятие метагалактики. Звезды и галактики, наблюдаемые при помощи ультрасовременной техники, являются частью обозримой Вселенной. Если же ведется речь о тех объектах, которые находятся за этой границей досягаемости, то такие объекты носят название метагалактических. Многие астрономы полагают, что действительные размеры Вселенной значительно превышают те, что доступны наблюдению.
Но и обозримая Вселенная не может наблюдаться астрономами полностью, ведь она ограничивается особым излучением. Из-за него практически невозможно наблюдать за тем, что находится за горизонтом. Это излучение – самый дальний объект, до которого «добралась» современная астрономия.
Галактические скопления
Галактики группируются в скопления различного типа точно так же, как это делают звезды. Различают два типа галактических скоплений – шарообразные и рассеянные. Все звезды, которые можно наблюдать невооруженным глазом или при помощи телескопов (исключая самые мощные из них), образуют одну систему – нашу Галактику. Ученые считают, что в ней порядка 100 млрд составляющих.
Обнаружение новых галактик
За границами Млечного Пути астрономы обнаружили большое число других звездных систем. По своему строению они похожи на нашу. Точно также они состоят из миллиардов звезд, некоторые их которых похожи на Солнце. Структура метагалактики стала предметом исследования уже на рубеже XIX и XX веков. Тогда некоторые астрономы были убеждены, что туманности в действительности являются звездными системами, которые удалены от Млечного Пути на миллиарды световых лет.
Галактика Андромеды – пример самостоятельной звездной системы
В начале XX века Эдвином Хабблом было доказано, что подобные туманности на самом деле являются отдельными, зачастую гигантских размеров звездными системами. Примером такой обособленной галактики является скопление звезд Андромеды. Наблюдать ее можно в ясную, но безлунную ночь. Она видна как светлое туманное пятнышко величиной с лунный диск. Во многом галактика похожа на Млечный Путь. Она видна для наблюдателей немного наклоненной по отношению к углу зрения. Самые яркие ее части построены по типу спирали, а сама она больше, чем наша галактика. Туманность Андромеды находится от нас на расстоянии более 1 млн световых лет.
Теория расширяющейся Вселенной
Эта теория является одной из самых грандиозных в науке. Ее другие названия – «теория расширяющейся метагалактики», или же попросту Теория большого взрыва. Ее основное положение заключается в том, что Вселенная родилась около 20 млрд лет назад. Это произошло по причине гигантского взрыва сгустка материи огромной плотности. Как возникла эта теория? Когда-то до нее были популярны так называемые изотропные модели Вселенной. Автором одной из них был А. Эйнштейн.
Что значит этот термин? Каждая галактика (и метагалактика) может быть разбита на несколько элементарных областей. То же самое можно проделать со всей Вселенной. Изотропия означает, что свойства метагалактики являются одинаковыми во всех таких областях. Согласно модели, предложенной Эйнштейном, метагалактика – это стационарная система, в которой не происходит никаких изменений. В дальнейшем эта теория была опровергнута отечественным ученым А. А. Фридманом. Он предложил модель расширяющейся Вселенной.
Квазары - самые яркие объекты Вселенной
Важный вклад в изучение различных объектов метагалактики дает изучение квазаров – необычных и завораживающе красивых формирований. Квазары подпитываются от неизведанных черных дыр, своим ярким сиянием они затмевают соседние галактики. Квазары обладают массой, в миллиарды раз превосходящей массу Солнца.
Когда ученые впервые получили данные о квазарах, они не могли поверить в их существование. Здоровое стремление к скептицизму заставляло их найти научное объяснение этим объектам. Однако последующие астрономические исследования показали, что перед учеными действительно находятся самые яркие формирования метагалактики. Сверхмассивные черные дыры являются лучшими источниками питания для квазаров. Черные дыры такого типа – это участки в космическом пространстве, гравитационные силы которых сильны настолько, что даже солнечный свет не может вырваться за их границы. Сверхмассивные черные дыры также являются загадкой для астрономов. Их размер может достигать размеров Солнечной системы. Как они формируются, никто из ученых пока не может понять.
