Мы с вами проводим свои дни на обычной каменистой планете, а вокруг нас триллионы солнечных систем. Мы крутимся вместе с планетой вокруг средней звезды, которая движется по орбите третьего рукава Млечного Пути. И хотя ученые создали карты многих планет, но они пока не могут графически выразить целостность космоса. Однако это становится все более возможным благодаря современным технологиям.
Теория «тепловой смерти»
Однажды, через триллионы лет после нашей смерти, Вселенной придет конец. Как и мы все, она в настоящее время находится в процессе своей смерти. Она расширяется наружу с непостижимой скоростью, настолько, что в конечном итоге вся материя во Вселенной начнет разделяться, раздвигаясь все дальше и дальше.
В результате этого расширения Вселенная и вся материя в ней будут остывать до тех пор, пока все не станет примерно равной температуры. Это довольно логичная и популярная теория конца Вселенной, называемая «тепловая смерть» — буквально смерть от тепла. С течением лет звезды умрут, материя внутри черных дыр испарится, ничего не останется. Но пока мы здесь, у нас есть время изучить Вселенную по максимуму, структурировать свои знания и создать карту для будущих поколений.
Люди ищут свое место на земле
С тех пор, как мы существуем, люди пытались понять свое место в мире. Конечно, мы связываем ценность и идентичность с тем, откуда мы вышли, где родились и выросли. Но свое место на земле в более широком смысле людей интересовало не меньше.
Карта мира, старейшая в истории человечества, датируется VII или VI веком и находится в Месопотамии. Это незамысловатая табличка из глины под названием Imago Mundi, и на ней вырезана клинопись. Целых восемь разделов описывают регион вокруг реки Евфрат в Вавилоне. Это больше банального представления о месте проживания вавилонян.
Imago Mundi — это первая запись карты нашего непосредственного окружения. Это действительно уникальный текст, потому что у нас есть много описаний мира, но не так много его рисунков. У нас есть чертежи зданий, планы зданий и тому подобное, но мы не пытаемся объяснить мир визуально. Есть рисунки звезд, есть звездные карты, но нет карты Вселенной.
Новые технологии для лучшего понимания Вселенной
Долгие тысячелетия люди поднимались на горы и преодолевали реки, чтобы создавать карты. И самое масштабное, что способен создать человек, - это трехмерная карта Вселенной. Мы уже нанесли на бумагу границы суши, океанов, морей, рек, нанесли на карту все планеты Солнечной системы. Теперь нужно понять только одну вещь — это целостность космоса.
Ученые закончили установку инструмента DESI, умеющего отыскивать темную материю во Вселенной — неуловимую силу, ответственную за ее расширение. Прибор работает очень быстро, это тысячи миль в секунду. Даже больше, чем 70 километров в секунду на мегапарсек.
Прибор DESI был прикреплен к телескопу для официальной охоты за галактиками в первые дни 2020 года. Цель ученых амбициозна — создать максимально подробную 3D-карту Вселенной. Астрономы проведут эти манипуляции, оглянувшись на 11 миллиардов лет назад. Тогда содержимое Вселенной было расположено гораздо ближе друг к другу.
Что это за чудо-прибор
DESI конгломерат из 500 000 частей, движущихся согласованно. В трубах, проходящих на расстоянии 100 метров от верхней части телескопа до нижней, располагается 5000 прочных и инновационных оптоволоконных кабелей. Тончайшие, как волосок, нити служат проводниками света.
Все 5000 нитей расходятся в верхней части наружу, где каждый отдельный кабель будет отнесен к отдельной галактике. С интервалом в 20 минут команда будет направлять телескоп в разные стороны, в то время как каждый из 5000 кабелей будет привязан к отдельной галактике.
Требуется всего несколько секунд на каждого робота, чтобы повернуться. В среднем за ночь команда ученых рассчитывает собрать свет от 150 000 различных галактик и редко будет смотреть на одну и ту же галактику дважды. Хотя это может показаться устрашающим, сложная задача DESI состоит в картографировании почти 40 миллионов галактик за пять лет.
Планы ученых грандиозны
5000 мини-роботов внутри DESI проведут пять лет, оглядываясь назад во времени на древний свет, и это поможет им лучше изучить историю Вселенной. С помощью полученных данных они легко расшифруют путешествие света через пустоту. Сейчас на вооружении ученых сверхтелескопы. С их помощью создать карту Вселенной становится все более реальным.
В ходе изучения космоса астрономы видят объекты только в прошлом, а не так, как они выглядят в настоящее время. Ученые делают это, изучая фотоны - наиболее легкие во Вселенной частицы, которые отвечают за то, что мы называем светом. Они играют жизненно важную роль в том, чтобы осознать расширение Вселенной.
Поскольку этому свету требуется так много времени, чтобы достичь нас, у каждого фотона есть уникальная история о собственном происхождении. Эти фотоны потратили триллиарды и лет, пересекая космос, и достигли поверхности Земли. Они расскажут ученым интересную историю Вселенной.
Открытие расширения Вселенной
Астроном Эдвин Хаббл в 1929 году вел работу над изучением спектров галактик. Его наблюдения показали, что многие галактики удаляются от нас, смещаясь на довольно далекие расстояния. Так он, сам еще того не осознавая, открыл расширение Вселенной.
Причем не просто уносились прочь галактики, раздувалась наружу сама ткань пространства-времени. Тогда ученый еще не верил, что это свидетельство расширения. Минует еще 70 лет, прежде чем ученые поймут, что это не просто расширяется Вселенная. Расширение ускоряется и появляется больше темной материи.
Астрономы оценили, что во Вселенной может существовать до двух триллионов галактик, в каждой по два типа материи — обычная, из которой состоим все мы, и темная. Последнюю мы не можем видеть, но она составляет около 25%. Это очень большая масса, которая гравитационно притягивается друг к другу.
Впереди еще много неизведанного
Где-то между 11 и 7 миллиардами лет назад начало проявляться доминирование темной материи во Вселенной. Возникла она 13,8 миллиарда лет назад. Диаметр ее в то время без темной энергии составлял бы 13,8 миллиарда световых лет в ширину. Но темная энергия существует, давит в стороны, расширяет пространство. Вселенная теперь имеет поперечник 91,32 миллиарда световых лет.
Ученые по всему миру, включая команду DESI, стараются объяснить, осознать, почему вдруг произошел этот сдвиг. Как именно стала доминировать темная энергия? И именно создание атласа Вселенной поможет ответить на многие вопросы и раскрыть загадки, скрытые до сих пор.
