Метагалактика и Вселенная — границы мироздания

В 1888 году вышла книга Камиля Фламмариона «Атмосфера. Популярная метеорология». В ней известный французский астроном и популяризатор науки приводит любопытную анонимную гравюру: мы видим средневекового пилигрима с посохом, достигшего края Земли. Паломник проник за небесную сферу и с восторженным изумлением созерцает строение мироздания. Впоследствии «гравюру Фламмариона» часто рассматривали как иллюстрацию к средневековому парадоксу безграничности нашего мира. Ведь, как считали древние схоласты, если достичь края мироздания, то стоит протянуть руку — и Вселенная тут же раздастся «на локоть или более, и так будет продолжаться до бесконечности…». Ну а что говорит о границах нашего мира современная наука?

Метагалактика и Вселенная — границы мироздания

Пределы Солнечной системы

Далеко не секрет, что все книжные изображения и наглядные школьные модели Солнечной системы делаются не в масштабе. Они ни в коей мере не передают истинные расстояния между нашим светилом и каруселью вращающихся вокруг планет. Это делается для наглядности — ведь иначе все планеты не поместятся на чертеже или на одной подставке. Действительность намного масштабнее и просто поражает воображение.
Итак, в центре нашей планетарной системы лежит звезда по имени Солнце диаметром почти 1,4 млн. километров. Ближайшие к нему планеты составляют земную группу и заселяют внутреннюю область нашего «солнечного дома». Все эти жители «нижних этажей»: Меркурий, Венера, Земля и Марс — имеют твёрдую поверхность, состоят из различных минералов и обладают (кроме Меркурия) атмосферой. Условную внутреннюю область Солнечной системы ограничивает Главный пояс астероидов, занимающий место между орбитами Марса и Юпитера. Это где-то в двух-трёх астрономических единицах (а.е.) — расстояниях от Земли до Солнца.
Дальше начинается царство газовых и ледяных гигантов. Это колоссальные планеты, окружённые свитой многочисленных сателлитов. Ближайший из них, громадный Юпитер, расположен впятеро дальше от Солнца, чем Земля. За ним обращаются Сатурн, Уран и Нептун, на котором заканчивается планетарная часть Солнечной системы. Транснептуновые объекты расположены на умопомрачительных дистанциях, превышающих 4,5 млрд. км, что составляет более 30 а.е.
Если представить Солнечную систему в виде футбольного поля с Солнцем в воротах, то Меркурий расположится на краю ближней штрафной площадки, Уран — где-то у противоположных ворот, а Нептун — в полукилометре, на ближайшей парковке.

Пояс, облако и сфера

За орбитой Нептуна на расстоянии от 35 до 50 а.е. растянулся пояс Койпера. Ныне в число его обитателей входит и разжалованный из полноценных планет в карликовые Плутон со спутником Хароном, и такие известные планетоиды, как Эрида и Хаумеа.
Часть населения пояса Койпера составляют короткопериодические кометы, которые изредка мигрируют во внутренние области Солнечной системы. Там новоявленные мигранты под действием солнечных лучей превращаются в феерические «хвостатые звезды».
По футбольной аналогии пояс Койпера будет находиться уже в нескольких кварталах от «солнечных ворот». Тем не менее до границ нашего «солнечного дома» все ещё очень далеко.
Пояс Койпера плавно переходит в ещё более загадочный объект — облако Оорта. Оно раскинулось в трудновообразимых далях, расстояние до которых оценивают в 50-100 тысяч а.е. Таинственное облако, откуда Солнце больше напоминает яркую звезду, скрывает множество космических загадок, среди которых и Красный карлик Немезида, и Планета X, и различные гости из иных звёздных систем. Но основными аборигенами этого дальнего космоса являются ледяные объекты в виде грязных снежков долго-периодических комет.
Расстояние до таинственного облака так велико, что «футбольная модель» начинает терять свой смысл, затерявшись в тысячах километров от футбольного поля. Здесь уже надо применять новую единицу расстояния — световой год, именно столько путешествует луч света до облака Оорта. А это уже четверть расстояния до ближайшей звезды — Проксимы Центавра.
Но гравитационное влияние Солнца, пускай и слабое, простирается ещё дальше: внешняя граница облака Оорта — сфера Хилла — находится на расстоянии двух световых лет.

Гелиосфера и гелиопауза

Где же заканчивается наш космический дом? Учёные до сих пор расходятся во мнениях по этому вопросу. Чаще всего условной границей Солнечной системы считается область околосолнечного пространства, в которой заканчивается гелиосфера — сфера наполненная излучением нашего светила. Здесь давление солнечного ветра начинает уступать атакам межзвёздного вещества. Первые признаки края гелиосферы наблюдаются примерно в 90 а.е. от Солнца, на так называемом фронте ударной волны.
В 130 а.е. солнечный ветер окончательно замирает и наступает гелиопауза. В такую даль долетели только два зонда НАСА: «Вояджер-1» и «Вояджер-2». Эти аппараты были запущены ещё в семидесятых годах прошлого века. Недавно они пересекли фронт ударной волны и устремились в межзвёздное пространство. Вскоре их изотопные батареи иссякнут, но пока ещё учёные с волнением следят за редкой информацией, приходящей из далёкого космоса.

Пузырь в рукаве

Всё, что нас окружает в Солнечной системе, включая само Солнце, стремительно мчится в сверхразрежённом газопылевом Местном межзвёздном облаке. Именно с ним сталкиваются порывы солнечного ветра, порождая фронт ударной волны, отбрасывающей прочь облачные частицы.
Местное межзвёздное облако раскинулось где-то на 30 световых лет. Однако уже через пару десятков тысячелетий Солнечная система покинет его и вступит в пределы соседнего более обширного G-облака.
Эти и другие похожие облака возникли после давних чудовищных взрывов сверхновых, которые образовали Местный пузырь. В нём и движется Солнечная система с момента своего рождения на просторах нашей галактики — Млечного Пути. Этот колоссальный пустырь, выжженный космическими катаклизмами, простирается по меньшей мере на три сотни световых лет. Он входит в наш галактический рукав Ориона — один из многих рукавов Млечного Пути. Хотя он и не выделяется размерами на фоне других рукавов нашей спиральной галактики, его размеры намного превышают и Местный пузырь, и тем более окружающие газопылевые облака. В длину он тянется более чем на 11 световых тысячелетий, а в толщину достигает 3,5 тысячи световых лет.

На карусели Млечного Пути

Со стороны наша спиральная галактика напоминает гигантский водоворот из звёзд, газа и пыли диаметром около ста световых тысячелетий. При этом расстояние от Солнца до галактического центра составляет 26 тыс. световых лет. Следовательно, Солнечная система вращается вместе со своим ближним звёздным окружением по периферии Млечного Пути, вокруг его центра. Такое путешествие на галактической карусели обычно занимает около двухсот световых миллионолетий, и когда на Земле царили динозавры, мы как раз были на противоположной стороне галактики.
Точная структура нашей галактики до сих пор неизвестна. Предполагается, что в середине у неё есть массивная перемычка, к которой подходят два мощных рукава. Один из них носит название Магелланов поток и включает звёзды и газ, перетянутые Млечным Путём от двух соседних карликовых галактик: Большого и Малого Магеллановых облаков. Второй — поток Стрельца, наполненный звёздами, присвоенными у других карликовых соседей. Нашу галактику окружает несколько десятков небольших звёздных островов и шаровых скоплений, а сама она входит в связанную гравитацией Местную группу галактик, насчитывающую около полусотни членов.
Ближайшей к нам галактикой является колоссальная спираль Туманности Андромеды. Она в несколько раз превышает Млечный Путь и населена почти триллионом звёзд. Нас отделяет от Туманности Андромеды чуть более 2,5 млн. световых лет, но это расстояние постоянно уменьшается из-за встречного движения. Когда-нибудь эти галактики сольются воедино, и астрономы уже придумали название новой структуре — «Млечномеда».

Местное сверхскопление галактик

Несмотря на свои внушительные размеры, Местная группа буквально теряется на фоне ещё более крупномасштабной структуры, превышающей размерами 200 млн. световых лет. Тут мы встречаем грандиозное Местное сверхскопление галактик, куда входит свыше сотни галактических групп и скоплений галактик. Сверхскопление также наполняют десятки тысяч отдельных галактик, вытянутых в длинные цепочки — филаменты. Чем-то эта ячеистая структура наблюдаемой Вселенной, или Метагалактики, напоминает «вселенские соты».
Как же возникла такая странная сверхструктура мироздания? И как далеко она простирается в пространстве? Пока ещё наука не может обоснованно ответить на эти вопросы. Сегодня учёные полагают, что Метагалактика включает более 170 млрд. галактик с сотнями тысяч миллиардов звёзд. Она охватывает сферическое пространство, которое тянется на 46 млрд. световых лет во всех направлениях. Только представьте, если бы все галактические звёздные острова превратились в горошины, то ими можно было бы полностью засыпать целый стадион.
Ну и наконец, главный вопрос: есть ли границы у видимой Вселенной, и если есть, то что же может лежать за их пределами? Тут существует много вариантов ответов. Есть среди них и модели безграничной Вселенной, и схемы строения множественных вселенных, входящих в структуру Мультиверса, и бесчисленные квантовые отражения нашего мира. Но это уже совсем иная история…

Журнал: Тайны 20-го века №8, февраль 2020 года
Рубрика: Тайны мироздания
Автор: Олег Файг

Метки: Тайны 20 века, Солнце, космос, галактика, вселенная, метагалактика, Олег Фейгин



Telegram-канал Багира Гуру


Исторический сайт Багира Гуру; 2010 —