> Structure de l'Univers

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Nous vivons dans un espace infini, il est donc toujours intéressant de savoir à quoi ressemblent la structure et l’échelle de l’Univers. La structure universelle globale est constituée de vides et de filaments, qui peuvent être divisés en amas, groupes galactiques et, enfin, eux-mêmes. Si nous réduisons à nouveau l'échelle, alors nous considérerons (le Soleil en fait partie).

Si vous comprenez à quoi ressemble cette hiérarchie, vous pourrez mieux comprendre quel rôle joue chaque élément nommé dans la structure de l’univers. Par exemple, si l’on pénètre encore plus loin, on remarquera que les molécules sont divisées en atomes, et celles-ci en électrons, protons et neutrons. Les deux derniers se transforment également en quarks.

Mais ce sont de petits éléments. Que faire des géants ? Que sont les superamas, les vides et les filaments ? Nous passerons du petit au grand. Ci-dessous, vous pouvez voir à quoi ressemble une carte à l'échelle de l'Univers (les fils, fibres et vides de l'espace sont clairement visibles ici).

Il existe des galaxies uniques, mais la plupart préfèrent être situées en groupes. Il s’agit généralement de 50 galaxies s’étendant sur 6 millions d’années-lumière de diamètre. Le groupe de la Voie Lactée contient plus de 40 galaxies.

Les amas sont des zones comprenant 50 à 1 000 galaxies, atteignant des tailles de 2 à 10 mégaparsecs (diamètre). Il est intéressant de noter que leurs vitesses sont incroyablement élevées, ce qui signifie qu’ils doivent vaincre la gravité. Mais ils restent ensemble.

Les discussions sur la matière noire apparaissent au stade de la réflexion sur les amas de galaxies. On pense que cela crée la force qui empêche les galaxies de s’éloigner dans des directions différentes.

Parfois, des groupes se réunissent également pour former une supergrappe. Ce sont quelques-unes des plus grandes structures de l’Univers. La plus grande est la Grande Muraille de Sloane, qui s'étend sur 500 millions d'années-lumière de long, 200 millions d'années-lumière de large et 15 millions d'années-lumière d'épaisseur.

Les appareils modernes ne sont toujours pas assez puissants pour agrandir les images. Nous pouvons maintenant examiner deux composantes. Structures filamentaires - constituées de galaxies isolées, de groupes, d'amas et de superamas. Et aussi des vides - des bulles vides géantes. Regarder vidéos intéressantes pour en savoir plus sur la structure de l’Univers et les propriétés de ses éléments.

Formation hiérarchique des galaxies dans l'Univers

L'astrophysicienne Olga Silchenko sur les propriétés de la matière noire, de la matière dans l'Univers primitif et du fond relique :

Matière et antimatière dans l'Univers

izik Valery Rubakov à propos de l'Univers primitif, de la stabilité de la matière et de la charge baryonique :

Il y a quelques centaines d'années, les gens étaient sûrs que notre Univers tout entier était constitué du Soleil et de plusieurs planètes autour de lui, mais au fil des années, les esprits curieux ont progressivement commencé à conclure que notre monde n'est pas un « groupe » de planètes à la fois. tous. Au milieu du XXe siècle, Edwin Hubble a stupéfié l'humanité avec une découverte prouvant que la galaxie dans laquelle nous vivons n'est pas l'Univers entier, voie Lactée c'est un « grain de sable » dans un océan innombrable d'autres galaxies. Les gens modernes Les gens se demandent de plus en plus à quoi ressemble l'Univers, les scientifiques ont pu créer une vision approximative de notre monde, dans cet article vous le verrez.

Hypothèses populaires sur l'origine de l'Univers

Mais d’abord, examinons les théories les plus populaires qui tentent d’expliquer la naissance de notre monde.

La théorie la plus célèbre est peut-être la théorie du Big Bang, selon laquelle il y a 14 milliards d'années, il y a eu une certaine explosion d'énergie, en d'autres termes, une « explosion », dont on ignore ce qui a donné naissance à cette explosion. Ce qui est clair, c’est qu’à ce « point » initial, l’énorme température et la plus haute densité de matière ont été concentrées, l’énergie de l’explosion a donné naissance à tous les éléments qui composent les étoiles et les planètes (oui, nous le sommes).

On pense que le nôtre est en constante expansion et continuera de croître en taille. Cela continuera pendant des milliards d’années jusqu’à ce que les étoiles aient épuisé toute leur matière et s’éteignent, alors notre monde deviendra froid et sombre.

Une partie de notre Univers : chaque point est une galaxie qui contient des centaines de milliards d'étoiles

En outre, une autre théorie populaire est celle qui prétend que l’Univers a toujours été, qu’il n’a ni début ni fin, qu’il a été, qu’il est et qu’il sera. Mais cette opinion comporte de nombreuses incohérences, car il a été prouvé que l'Univers est en expansion, grâce à une modélisation complexe du mouvement des objets cosmiques, leur trajectoire a été construite, et elle ne va pas indéfiniment dans le passé, c'est-à-dire il s'avère que notre monde a un certain « commencement ».

Pour être juste, il faut dire que le « Big Bang » présente également de nombreux défauts, par exemple, la vitesse à partir du moment de « l'explosion » est telle qu'ils auraient dû se disperser beaucoup plus en 14 milliards d'années, mais c'est pas observé.

À quoi ressemble l’Univers vu de l’extérieur ?

Les scientifiques améliorent constamment leurs outils pour approfondir l’Univers. Les dimensions exactes sont déjà connues monde visible, cela représente près de 500 milliards de galaxies (!), qui forment une limite de taille de 26 milliards d'années-lumière. Mais ce n'est pas tout, les scientifiques pourraient détecter le rayonnement du monde observable, et il se trouve à 92 milliards d'années-lumière ! Ce sont des chiffres colossaux et difficiles à imaginer. Heureusement, les astronomes ont fait beaucoup modèles visuels notre monde visible, et maintenant vous pouvez voir par vous-même à quoi ressemble l'Univers.

Pour la première fois, les scientifiques ont reçu des preuves sérieuses qu'il en existe plusieurs autres à proximité de notre monde.

Secrets de la carte céleste

Des conclusions sensationnelles ont été suscitées par les données obtenues à l'aide du télescope spatial Planck (satellite Planck de l'Agence spatiale européenne). Les scientifiques ont créé la carte la plus précise du fond micro-onde - ce qu'on appelle le rayonnement de fond micro-onde cosmique, préservé depuis la naissance de l'Univers. j'ai vu plus que des traces étranges.

On pense que ce rayonnement très relique qui remplit l'espace est un écho du Big Bang - lorsqu'il y a 13,8 milliards d'années, quelque chose d'inimaginablement petit et incroyablement dense a soudainement « explosé », s'est étendu et s'est transformé en le monde qui nous entoure. Autrement dit, à notre Univers.

Il est impossible de comprendre comment « l’acte de création » s’est produit, même si vous essayez. Ce n'est qu'à l'aide d'une analogie très lointaine qu'on peut imaginer que quelque chose a tonné, s'est enflammé et s'est envolé. Mais il restait soit un « écho », soit un « reflet », soit quelques bribes. Ils ont formé une mosaïque, présentée sur la carte, où les zones claires (« chaudes ») correspondent à un rayonnement plus puissant. un rayonnement électromagnétique. Et vice versa.

Les points « chauds » et « froids » du fond du micro-ondes doivent alterner uniformément. Mais la carte le montre : il n’y a pas de répartition ordonnée. Un rayonnement relique beaucoup plus puissant provient de la partie sud du ciel que de celle du nord. Et ce qui est absolument surprenant : la mosaïque regorge de lacunes sombres - des trous et des lacunes étendues, dont l'apparition ne peut être expliquée du point de vue de la physique moderne.

Les voisins se font connaître

En 2005, la physicienne théoricienne Laura Mersini-Houghton de l'Université de Caroline du Nord à Chapel Hill et son collègue Richard Holman, professeur à l'Université Carnegie Mellon, ont prédit l'existence d'anomalies du fond de micro-ondes. Et ils ont supposé qu'ils étaient dus au fait que notre Univers est influencé par d'autres Univers situés à proximité. De la même manière, des taches apparaissent sur le plafond de votre appartement à cause des « fuites » des voisins, qui se font sentir par de telles anomalies visuelles du « fond de plâtre ».

Sur la carte précédente, moins claire, établie à partir des données de la sonde WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) de la NASA, en vol depuis 2001, rien de complètement inhabituel n'était visible. Juste des indices. Et maintenant, le tableau est clair. Et sensationnel. Selon les scientifiques, les anomalies observées signifient que notre Univers n'est pas seul. Il y en a d’innombrables autres.

Laura et Richard ne sont pas non plus les seuls à partager ce point de vue. Par exemple, Stephen Feeney de l’University College de Londres a vu au moins quatre points ronds anormalement « froids » sur une photo du fond des micro-ondes, qu’il a qualifiés de « bleus ». Et maintenant, il prouve que ces « bleus » résultent des impacts directs des Univers voisins sur le nôtre.

Selon Stefanna, les univers surgissent et disparaissent comme des bulles de vapeur dans un liquide bouillant. Et étant survenus, ils entrent en collision. Et ils rebondissent les uns sur les autres, laissant des traces.

Où les emmène-t-il ?

Il y a plusieurs années, un groupe de spécialistes de la NASA dirigé par l'astrophysicien Alexander Kashlinsky a découvert comportement étrange dans environ 800 amas de galaxies lointains. Il s'est avéré qu'ils volaient tous dans la même direction - vers une certaine partie de l'espace - à une vitesse de 1 000 kilomètres par seconde. Ce mouvement universel fut appelé le « Dark Stream ».

Il a été récemment révélé que le Dark Stream s'étend sur jusqu'à 1 400 amas de galaxies. Et les transporte vers une zone située quelque part près des frontières de notre Univers. Pourquoi est-ce arrivé ? Ou bien là - au-delà des limites inaccessibles à l'observation - se trouve une masse incroyablement énorme qui attire la matière. Ce qui est peu probable. Ou bien la galaxie est aspirée dans un autre Univers.

Voler de monde en monde

Est-il possible de passer de notre Univers à un autre ? Ou les voisins sont-ils séparés par une barrière insurmontable ?

L'obstacle est surmontable, selon le professeur Thibault Damour de l'Institut français des études avancées recherche scientifique(Institut des Hautes Etudes Scientifiques - IHE"S) et son collègue, docteur en sciences physiques et mathématiques Sergei Solodukhin de l'Institut physique Lebedev de Moscou de l'Académie des sciences de Russie (FIAN), qui travaille désormais à l'Université internationale allemande de Brême . Selon les scientifiques, il existe des passages menant vers d’autres mondes. De l'extérieur, ces passages ressemblent exactement à des « trous noirs ». Mais en réalité, ce n’est pas le cas.

Les tunnels qui relient des parties éloignées de notre Univers sont appelés « trous de ver » par certains astrophysiciens et « trous de ver » par d’autres. Le fait est qu'après avoir plongé dans un tel trou, vous pouvez émerger presque instantanément quelque part dans une autre galaxie, à des millions, voire des milliards d'années-lumière. Au moins en théorie, un tel voyage est possible au sein de notre Univers. Et si vous croyez Damur et Solodukhin, vous pouvez alors plonger encore plus loin - dans un univers complètement différent. Il semble que le chemin du retour ne soit pas fermé non plus.

Les scientifiques, grâce à des calculs, ont imaginé à quoi devraient ressembler des « trous de ver » menant aux Univers voisins. Et il s’est avéré que de tels objets ne sont pas particulièrement différents des « trous noirs » déjà connus. Et ils se comportent de la même manière : ils absorbent la matière, déforment le tissu de l'espace-temps.

Seule différence significative : vous pouvez passer par le « trou ». Et reste entier. Et le « trou noir » déchirera le vaisseau qui s’en approche en atomes avec son monstrueux champ gravitationnel.

Malheureusement, Thibault et Solodukhin ne savent pas distinguer avec précision un « trou noir » d'un « trou de ver » à grande distance. Cela ne deviendra clair qu’au cours du processus d’immersion dans l’objet.

Cependant, le rayonnement émane des « trous noirs » – ce qu’on appelle le rayonnement de Hawking. Et les « trous de ver » n’émettent rien. Mais le rayonnement est si faible qu'il est incroyablement difficile de le capter par rapport à d'autres sources.

On ne sait pas encore combien de temps prendra le saut vers un autre Univers. Peut-être une fraction de seconde, ou peut-être des milliards d'années.

Et le plus étonnant : selon les scientifiques, des « trous de ver » peuvent être créés artificiellement - au Grand collisionneur de hadrons (LHC), entrant en collision des particules à une énergie plusieurs fois supérieure au niveau actuellement atteint. Autrement dit, ce ne seront pas les « trous noirs » qui se sont formés qui ont été utilisés pour nous effrayer avant même le début des expériences de simulation du Big Bang, mais des « trous de ver » s'ouvriront. Les physiciens n’ont pas encore expliqué à quel point cette évolution particulière des événements est effrayante. Mais la perspective elle-même – créer une entrée vers un autre Univers – semble tentante.

D'AILLEURS

Nous vivons dans un ballon de football

Jusqu'à récemment, les scientifiques proposaient de nombreuses options pour la forme de notre monde : d'une banale boule-bulle à un tore-beignet, en passant par un paraboloïde. Ou encore... des tasses avec anse. Eh bien, vous ne pouvez pas voir depuis la Terre à quoi ressemble l’Univers de l’extérieur. Cependant, après avoir examiné de plus près la répartition du rayonnement cosmique du fond micro-onde, les astrophysiciens ont conclu : l'Univers est comme un ballon de football, « cousu » à partir de pentagones - des dodécaèdres, en termes scientifiques.

"La boule est bien sûr énorme", explique Douglas Scott de l'Université de Colombie-Britannique (Canada), "mais pas au point d'être considérée comme infinie".

Les scientifiques évoquent à nouveau l’étrange ordre de répartition des zones « froides » et « chaudes ». Et ils croient qu’un « modèle » d’une telle ampleur ne pourrait apparaître que dans un Univers de taille limitée. D'après les calculs, il s'ensuit : d'un bord à l'autre, il n'y a que 70 milliards d'années-lumière.

Qu’y a-t-il au-delà du bord ? Ils préfèrent ne pas y penser. Ils s'expliquent : l'espace semble fermé sur lui-même. Et la « boule » dans laquelle nous vivons semble « comme un miroir » de l'intérieur. Et si vous envoyez un faisceau depuis la Terre dans n’importe quelle direction, il reviendra certainement un jour. Et certains rayons seraient déjà revenus, réfléchis par le « bord du miroir ». Et plus d'une fois. C'est pourquoi les astronomes voient certaines (les mêmes) galaxies dans Différents composants firmament. Oui, et de différents côtés.

Les esprits curieux de scientifiques enthousiastes s'efforcent de résoudre des phénomènes mystérieux, d'élaborer des théories, de mener des recherches et des observations... L'un des sujets les plus intéressants et les plus prometteurs est peut-être l'espace et tout ce qui s'y rapporte. Et plus l’humanité s’y penche, plus il est intéressant de trouver des réponses à tout plus grand nombre des questions.

Nous essayons d'explorer l'Univers autant que possible technologies modernes. Mais les télescopes les plus modernes ont certaines limites au-delà desquelles vous pouvez regarder moyens techniques C'est tout simplement impossible. Ensuite, la personne utilise son imagination et commence à conjecturer les faits disponibles.

Où s’arrête l’Univers ? De plus, il ne s’agit pas d’une question philosophique ou rhétorique, mais d’une véritable question scientifique. Il est impossible d’y répondre de manière monosyllabique et précise sans disposer d’une base suffisante. Il n'est possible, sur la base de théories déjà éprouvées et de faits existants, que de tirer certaines conclusions et de fantasmer...

L'origine de l'Univers, des galaxies, des étoiles et même de notre planète est décrite par la théorie du Big Bang. Cet événement s'est produit il y a environ 13,8 milliards d'années et constitue le moment de la naissance de l'Univers sous la forme sous laquelle nous l'imaginons. En même temps, il ne faut pas penser qu'avant cela, l'Univers était vide. Au contraire, à mesure que l’énergie de l’espace augmentait, se rapprochant d’une explosion, l’espace lui-même changeait.

À quoi ressemble la limite de l’Univers ?

La zone supposée du Big Bang est une sphère d’un rayon d’un peu plus de 46 années-lumière. Mais cette frontière est très arbitraire et, bien entendu, ce n’est pas la frontière de l’espace. Mais qu’y a-t-il derrière cela ?

Les chercheurs pensent qu’il existe la même partie de l’Univers que celle que nous observons. À l'exception des détails que l'on peut qualifier de locaux - l'emplacement des galaxies et des étoiles, les caractéristiques des systèmes.

Sur cette base, il devient clair qu'il est impossible de voir le fameux « bord de l'Univers », tout comme il est impossible d'embrasser l'immensité.

Univers! Cours de survie [Parmi les trous noirs. paradoxes temporels, incertitude quantique] Goldberg Dave

II. À quoi ressemble la limite de l’Univers ?

Parler de Tentaculus VII nous amène à quelques réflexions importantes. Si nous avions des télescopes si puissants que nous pouvions voir la planète natale du Dr Kalachik, nous verrions non pas ce qui s’y passe aujourd’hui, mais ce qui s’est passé il y a environ un milliard d’années. Et si nous regardions une autre galaxie, encore plus lointaine, nous nous retrouverions dans un passé encore plus lointain. C'est exactement ainsi que les scientifiques étudient les premiers stades du développement de l'Univers : ils observent ce qui se passe dans des galaxies très lointaines.

Cependant, au-delà des galaxies les plus lointaines, il existe une limite au-delà de laquelle nous ne pouvons pas voir. Sur Terre, nous appelons cette limite l'horizon, mais exactement le même horizon existe dans l'Univers dans son ensemble. Nous ne pouvons pas regarder au-delà de l’horizon puisque la lumière se déplace à une vitesse constante. Et comme l'Univers a existé relativement récemment, il y a seulement 13,7 milliards d'années environ, tout ce qui se trouve à plus de 13,7 milliards d'années-lumière ne sera pas visible à nos yeux avant un certain temps.

D’où vient exactement cette date du « début de l’Univers » ? Commençons par la fin. Si toutes les galaxies de l'Univers s'éloignent les unes des autres, il fut un temps dans le passé où elles (ou du moins les atomes qui les composent) étaient assises les unes sur les autres. Nous appelons cela « événement » Big Bang, ce qui a provoqué d'importantes idées fausses, toutes sortes de confusions et la rédaction du chapitre suivant.

Nous pouvons estimer quand le Big Bang s’est produit si nous nous souvenons que la vitesse est le rapport entre la distance et le temps. En supposant (à tort, comme il s’avère, mais pour l’instant nous nous contentons d’une telle erreur) que la vitesse de recul de la galaxie où se trouve Tentaculus est constante depuis le début des temps, nous pouvons calculer la vitesse de l’Univers en utilisant simplement calculs mathématiques. Pensez-y : plus la galaxie est éloignée de nous aujourd’hui, plus notre Univers est ancien, puisque tout s’éloigne les uns des autres à un rythme que nous connaissons. Disons-le de manière aussi simple équation linéaire variables valables pour notre Univers, et estimons que l'âge de l'Univers est d'environ 13,8 milliards d'années : regardez, le résultat est presque le même que si vous aviez fait tous les calculs avec précision et avec les corrections nécessaires.

Si nous avions un télescope suffisamment puissant, pourrions-nous voir le début de l’Univers de nos propres yeux ? Presque, mais pas tout à fait. L'actuel détenteur du record de distance, surnommé A 1689-zD1, est si loin de nous que son image vue par le télescope spatial Hubble remonte à une époque où l'Univers n'avait que 700 millions d'années (environ 5? % de sa surface actuelle). âge) alors que sa taille était inférieure à 1/8 de sa taille actuelle.

Pour aggraver les choses, A 1689-zD1 s’éloigne de nous à environ 8 fois la vitesse de la lumière. (Nous attendrons et vous retournez le livre au chapitre 1, où nous avons déclaré clairement et sans équivoque que cela est impossible.) L'énigme sera instantanément résolue si nous nous souvenons que c'est l'Univers qui est en expansion, et non la galaxie. ça bouge. La galaxie reste immobile.

Pensez-vous toujours que nous trichons ? Pas du tout. La relativité restreinte ne dit pas que les objets ne peuvent pas s'éloigner les uns des autres plus rapidement que la vitesse de la lumière. Et elle dit ceci : si j'envoie le signal Bat dans le ciel, Batman ne pourra pas le dépasser dans le Batplane, peu importe ses efforts. En plus dans un sens général cela signifie qu'aucune information (comme une particule ou un signal) ne peut se déplacer plus rapide que la lumière. C’est absolument vrai, même si l’Univers s’étend très rapidement. Nous ne sommes pas en mesure d’utiliser l’expansion de l’Univers pour distancer un faisceau de lumière.

En fait, nous sommes capables de regarder encore plus loin dans le passé que l'A 1689-zD1, mais pour ce faire, nous avons besoin de radios. Nous pouvons remonter à une époque où l’Univers n’avait que 380 000 ans et n’était constitué que d’un mélange bouillonnant d’hydrogène, d’hélium et de rayonnements extrêmement énergétiques.

Alors tout n’est plus qu’un brouillard – littéralement. Étant donné que l’Univers était si rempli de matière à ses débuts, c’est comme essayer de jeter un coup d’œil derrière les rideaux de votre voisin. Ce qui se trouve derrière eux n'est pas visible, mais nous savons à quoi ressemble l'Univers aujourd'hui et à quoi il ressemblait à chaque instant depuis étapes préliminaires jusqu'à aujourd'hui, on peut donc deviner ce qui se cache derrière ce rideau cosmique. C’est tentant de regarder derrière elle, n’est-ce pas ?

Ainsi, même si nous ne sommes pas capables de regarder au-delà de l’horizon, nous en voyons suffisamment pour satisfaire notre propre curiosité et celle des autres aux frais du public. Le meilleur, c’est que plus nous attendons, plus l’Univers vieillit et plus l’horizon s’éloigne. En d’autres termes, il existe des coins éloignés de l’Univers dont la lumière ne nous atteint que maintenant.

Qu'y a-t-il au-delà de l'horizon ? Personne ne le sait, mais nous pouvons faire des suppositions éclairées. N'oubliez pas que Copernic et ses disciples nous ont clairement montré que « quand vous allez quelque part, vous finissez toujours quelque part », nous pouvons donc supposer que l'Univers a à peu près la même apparence au-delà de l'horizon qu'ici. Bien sûr, il y aura d’autres galaxies là-bas, mais il y en aura à peu près le même nombre qu’autour de nous, et elles auront à peu près la même apparence que nos voisines. Mais ce n’est pas nécessairement vrai. Nous faisons cette hypothèse parce que nous n’avons aucune raison de penser autrement.