Vesmírné prázdnoty

Prázdniny , vesmírné prázdnoty [ 1 ] [ 2 ] , také prázdnoty ( eng.  void  -- " prázdnota " ) -- rozsáhlé oblasti mezi galaktickými vlákny , ve kterých galaxie a kupy chybí nebo téměř chybí . Dutiny mají obvykle rozměry řádově 10-100 Mpc . Průměrná hustota hmoty v nich je menší než desetina toho, co je typické pro pozorovatelný vesmír .

Vesmírné prázdnoty byly poprvé objeveny v roce 1978 Stephanem Gregorym a Layardem A. Thompsonem na národní observatoři Kitt Peak [3] .

Objev

Kosmické prázdnoty (prázdniny) se staly předmětem zkoumání astrofyziky v polovině 70. let, kdy se astronomické průzkumy měřící rudý posuv staly populárnějšími a umožnily dvěma nezávislým skupinám astrofyziků v roce 1978 rozpoznat nadkupy a dutiny v prostorovém rozložení galaxií. [4] [5] Nové průzkumy přidaly "hloubku" do 2D map kosmických struktur, což umožnilo začít první 3D mapy pozorovatelného vesmíru . V těchto průzkumech byly vzdálenosti ke galaxiím vypočítány z jejich hodnot rudého posuvu v důsledku expanze vesmíru .

Chronologie

• 1961 – Pozornost astronomické komunity přitahují rozsáhlé strukturní prvky, jako jsou „shluky druhého řádu“ ( anglicky  second-order clusters ), jeden z typů supercluster [6] .
• 1978 – Jsou publikovány první dva články o dutinách ve velké struktuře, které hovoří o dutinách nalezených před shlukem Coma of Veronica [4] [5] .
• 1981 – V souhvězdí Bootes byla objevena velká prázdnota [7] [8] .
• 1983 – Umožnily se výpočetní simulace, dostatečně složité, aby poskytly relativně spolehlivý výsledek výpočtů pro vývoj struktury ve velkém měřítku, a poskytly představu o hlavních rysech distribuce galaxií ve velkém měřítku [9] [ 10] .
• 1985 — Studie rozsáhlých strukturních prvků v oblasti superkupy Perseus-Pisces (včetně dutin) [11] .
• 1989 – Centrum pro astrofyziku Redshift Survey ukázalo, jaké struktury převládají v pozorovatelném vesmíru ve velkém měřítku [12] .
• 1991 – Průzkum rudého posuvu v Las Campanas potvrdil vysoký výskyt dutin ve struktuře velkého měřítka [13] .
• 1995 Srovnání průzkumů galaxií ukazuje, že prázdné prostory se nacházejí bez ohledu na výběr oblasti [14] .
• 2001 – Průzkum Field Galaxy Redshift Survey přidal velké množství nových záznamů do katalogu neplatnosti [15] .
• 2009 - Data ze Sloan Digital Sky Survey , kombinovaná s daty z předchozích velkých průzkumů, poskytla nejkomplexnější pohled na detailní strukturu dutin [16] [17] [18] .

Pozorované charakteristiky

Vesmírné prázdnoty jsou jedním z největších útvarů v přírodě a zabírají většinu prostoru ve vesmíru [19] . Hlavním rysem těchto struktur je, že hustota viditelné hmoty v dutinách je mnohem nižší než její průměrná hustota ve vesmíru [1] . Jako hlavní prvky struktury velkého měřítka jsou prázdné prostory ohraničeny galaktickými vlákny [20] .

Průměrná velikost takových dutin dosahuje 40 megaparseků (≈ 130 milionů světelných let ), nicméně ve Vesmíru existují větší dutiny - supervoids ( anglicky  supervoids ), jejichž průměrný průměr je 100 Mpc [21] . Jedním z největších objevených supervoidů je Obří prázdnota o průměru 300-400 Mpc [22] .

V prázdnotách může být " temná energie " a protogalaktické mraky . Navíc podle údajů zveřejněných v roce 2014 astronomové z Pensylvánské univerzity našli malá zkreslení ve směrech šíření světla v dutinách, pravděpodobně vytvořených temnou hmotou . K tomu byla použita data ze Sloan Digital Sky Survey pro 40 milionů galaxií a 20 tisíc prázdných míst [23] .

Formace

Podle moderních koncepcí byla v nejranějších fázích expanze vesmíru hmota distribuována téměř dokonale rovnoměrně [2] . Ve fázi inflace rychle rostly malé a náhodně se vyskytující kvantové fluktuace polí [24] . Vedly k nehomogenitám v hustotě hmoty, které se později vyvinuly v důsledku gravitační nestability [25] . Nelineární růst poruch způsobil převládající stlačování hmoty v jednom ze směrů [26] , díky čemuž se hmota soustředila na žíraviny , které se pak protínaly a stávaly se vlákny. V souladu s tím se místa s velmi nízkou hustotou hmoty stala prázdnotou. V důsledku toho se vytvořila pozorovatelná struktura vesmíru se zachováním homogenity a izotropie ve velkém měřítku .

Možnost vytvoření sítě filamentů a dutin podle výše popsaného scénáře byla potvrzena, ale pouze za předpokladu, že se vezme v úvahu silný vliv temné hmoty [2] . Proto se má za to, že v tomto procesu hrály klíčovou roli nehomogenity hustoty temné hmoty [26] . Bez jeho nerovnoměrného rozložení by vyvíjející se poruchy hustoty viditelné hmoty nemohly narůst natolik, aby vytvořily pozorovatelný obraz Vesmíru [2] .

Viz také

• Super prázdno v souhvězdí Eridanus
• Zrušte KBC
• obří prázdnota
• Místní prázdnota
• Hubbleova bublina
• Metagalaxie

Poznámky

1. ↑ 1 2 Elyiv A. A. , Karachentsev I. D. , Karachentseva V. E. , Melnik O. V. , Makarov D. I. Struktury s nízkou hustotou v místním vesmíru. II. Zavřít vesmírné prázdnoty  // Astrofyzikální bulletin. - Speciální astrofyzikální observatoř Ruské akademie věd , 2013. - T. 68 , č. 1 . - S. 1 . — ISSN 1990-3391 . - arXiv : 1302.2369 .
2. ↑ 1 2 3 4 Rozsáhlá struktura vesmíru | Encyklopedie po celém světě
3. ↑ Roger A. Freedman, William J. Kaufmann. vesmír: hvězdy a galaxie . - New York: W. H. Freeman and Company, 2001. - 600 s. - ISBN 978-0-7167-4646-1 .
4. ↑ 12 Gregory , SA; LA Thompson. Nadkupa Coma/A1367 a její okolí  //  The Astrophysical Journal . - IOP Publishing , 1978. - Sv. 222 . — S. 784 . — ISSN 0004-637X . - doi : 10.1086/156198 . - .
5. ↑ 1 2 Jõeveer, M.; Einasto, J. The Large Scale Structure of the Universe  (anglicky) / MS Longair; J. Einasto. - Dordrecht: Reidel, 1978. - S. 241.
6. ↑ Abell, George O. Důkazy týkající se shlukování galaxií druhého řádu a interakcí mezi kupami galaxií  //  The Astronomical Journal  : journal. - IOP Publishing , 1961. - Sv. 66 . — S. 607 . — ISSN 0004-6256 . - doi : 10.1086/108472 . - .
7. ↑ Kirshner, R.P.; Oemler, A., Jr.; Schechter, P. L.; Shectman, SA Milion kubických megaparseků prázdnoty v Bootes  //  The Astrophysical Journal . - IOP Publishing , 1981. - Sv. 248 . — P.L57 . — ISSN 0004-637X . - doi : 10.1086/183623 . - .
8. ↑ Kirshner, Robert P.; Oemler, Augustus, Jr.; Schechter, Paul L.; Shectman, Stephen A. A survey of the Bootes void  //  The Astrophysical Journal . - IOP Publishing , 1987. - Sv. 314 . — S. 493 . — ISSN 0004-637X . - doi : 10.1086/165080 . - .
9. ↑ Merlott, A.L. Clustering velocities in the adiabatic image of the galaxy formation  // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society  : journal  . - Oxford University Press , 1983. - Listopad ( roč. 205 , č. 3 ). - S. 637-641 . — ISSN 0035-8711 . - doi : 10.1093/mnras/205.3.637 . - .
10. ↑ Frank, CS; S.M. White; M. Davis. Nelineární evoluce rozsáhlé struktury ve vesmíru  //  The Astrophysical Journal  : journal. - IOP Publishing , 1983. - Sv. 271 . - str. 417 . — ISSN 0004-637X . - doi : 10.1086/161209 . - .
11. ↑ Giovanelli, R.; poslanec Haynes. 21CM průzkum nadkupy Ryby-Perseus. I - Deklinační zóna +27,5 až +33,5 stupňů  (anglicky)  // The Astronomical Journal  : journal. - IOP Publishing , 1985. - Sv. 90 . — S. 2445 . — ISSN 0004-6256 . - doi : 10.1086/113949 . - .
12. ↑ Geller, MJ; JP Huchra. Mapování vesmíru  (anglicky)  // Science. - 1989. - Sv. 246 , č.p. 4932 . - S. 897-903 . — ISSN 0036-8075 . - doi : 10.1126/science.246.4932.897 . - . — PMID 17812575 .
13. ↑ Kirshner, 1991, Fyzická kosmologie, 2, 595.
14. ↑ Fisher, Karl; Huchra, John; Strauss, Michael; Davis, Marc; Yahil, Amos; Schlegel, David. Průzkum IRAS 1.2 Jy: Data Redshift  //  The Astrophysical Journal . - IOP Publishing , 1995. - Sv. 100 _ — S. 69 . - doi : 10.1086/192208 . - . - arXiv : astro-ph/9502101 .
15. ↑ Colless, Matěj; Dalton, G. B.; Maddox, SJ; Sutherland, WJ; Norberg, P.; Cole, S.; Bland-Hawthorn, J.; Můstky, TJ; Cannon, R.D.; Collins, Kalifornie; J Couch, W.; Kříž, NGJ; Deeley, K.; DePropris, R.; Řidič, S. P.; Efstathiou, G.; Ellis, RS; Frank, C.S.; Glazebrook, K.; Jackson, CA; Lahav, O.; Lewis, IJ; Lumsden, S.L.; Madgwick, D.S.; Páv, JA; Peterson, B.A.; Cena, I.A.; Seaborne, M.; Taylor, K. The 2dF Galaxy Redshift Survey: Spectra and redshifts  // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society  : journal  . - Oxford University Press , 2001. - Vol. 328 , č.p. 4 . - S. 1039-1063 . doi : 10.1046 / j.1365-8711.2001.04902.x . - . - arXiv : astro-ph/0106498 .
16. ↑ Abazajian, K.; pro Sloan Digital Sky Survey; Agüeros, Marcel A.; Allam, Sahar S.; Prieto, Carlos Allende; An, Deokkeun; Anderson, Kurt SJ; Anderson, Scott F.; Annis, James; Bahcall, Neta A.; Bailer-Jones, CAL; Barentine, JC; Bassett, Bruce A.; Becker, Andrew C.; Beers, Timothy C.; Bell, Eric F.; Bělokurov, Vasilij; Berlind, Andreas A.; Berman, Eileen F.; Bernardi, Mariangela; Bickerton, Steven J.; Bizyaev, Dmitrij; Blakeslee, John P.; Blanton, Michael R.; Bochanski, John J.; Boroski, William N.; Brewington, Howard J.; Brinchmann, Jarle; Brinkmann, J.; Brunner, Robert J. The Seventh Data Release of the Sloan Digital Sky Survey  //  The Astrophysical Journal  : journal. - IOP Publishing , 2009. - Sv. 182 , č.p. 2 . - str. 543-558 . - doi : 10.1088/0067-0049/182/2/543 . - . - arXiv : 0812.0649 .
17. ↑ Thompson, Laird A. & Gregory, Stephen A. (2011), An Historical View: The Discovery of Voids in the Galaxy Distribution, arΧiv : 1109.1268 [physics.hist-ph]. 
18. ↑ Mao, Čching-čching; Berlind, Andreas A.; Scherrer, Robert J.; Neyrinck, Mark C.; Scoccimarro, Roman; Tinker, Jeremy L.; McBride, Cameron K.; Schneider, Donald P.; Pane, Kaike. A Cosmic Void Catalog of SDSS DR12 BOSS Galaxies  //  The Astrophysical Journal  : journal. - IOP Publishing , 2017. - Sv. 835 , č.p. 2 . — S. 161 . — ISSN 0004-637X . - doi : 10.3847/1538-4357/835/2/161 . - . - arXiv : 1602.02771 .
19. ↑ van de Weygaert, Rien & Platen, Erwin (2009), Kosmické prázdnoty: struktura, dynamika a galaxie, arΧiv : 0912.2997 [astro-ph]. 
20. ↑ Platen, Erwin; van de Weygaert, Rien & JT Jones, Bernard (2007), Alignments of Voids in the Cosmic Web, arΧiv : 0711.2480 [astro-ph]. 
21. ↑ Lindner, Ulrich; Einasto, Jaan; Einasto, Maret; Freudling, Wolfram; Fricke, Klaus & Tago, Erik (1995), The Structure of Supervoids -- I: Void Hierarchy in the Northern Local Supervoid, arΧiv : astro-ph/9503044 . 
22. ↑ Kopylov AI; Kopylova, FG" (2002) "Hledání proudového pohybu galaktických kup kolem obří prázdnoty" (PDF) Astronomy and Astrophysics , v.382, str.389-396 doi : 10.1051 0004-6361:20011500
23. ↑ Lenta.ru: Věda a technologie: Věda: Astronomové objevili hmotu v prázdnotách
24. ↑ Elements - science news: Experiment BICEP2 potvrzuje nejdůležitější předpověď teorie kosmické inflace
25. ↑ Lukash V. N. , Mikheeva E. V. Základy fyzikální kosmologie  // Vědecké poznámky Kazaňské univerzity . Řada Fyzikální a matematické vědy. - Federální státní autonomní vzdělávací instituce vysokého školství " Kazaňská federální univerzita v oblasti Volhy ", 2011. - T. 153 , č. 3 . - S. 1 . — ISSN 2541-7746 .
26. ↑ 1 2 Astronet - Vznik rozsáhlé struktury vesmíru

Odkazy

•  Vznik struktur ve vesmíru
• S. Gregory, L. Thompson Svět galaxií: Nadkupy a prázdnoty ve velkoplošné struktuře vesmíru
• U. Lindner; J. Einasto; M. Einasto; W. Freudling; K. Fricke; E. Tago. Struktura supervoidů. I. Hierarchie prázdnoty v Northern Local Supervoid  // Astronomy and Astrophysics  : journal  . - 1995. - Sv. 301 . — S. 329 . - . - arXiv : astro-ph/9503044 .
• Granett, B.R.; Neyrinck, M.C.; Szapudi, I. Otisk nadstaveb na mikrovlnném pozadí v důsledku integrovaného Sachs-Wolfeova efektu  //  The Astrophysical Journal  : journal. - IOP Publishing , 2008. - Sv. 683 , č.p. 2 . - P.L99-L102 . - doi : 10.1086/591670 . - . - arXiv : 0805.3695 .

V bibliografických katalozích	GND : 4348297-1