قام فريق من علماء الفلك من ماريلاند وهاواي وإسرائيل وفرنسا بإنشاء الخريطة الأكثر تفصيلاً التي تم العثور عليها في منطقتنا ، والتي تُظهر حركة ما يقرب من 1400 مجرة ​​على مسافة 100 مليون سنة ضوئية من مجرة ​​درب التبانة.

أعاد الفريق بناء حركات المجرات من 13 مليار سنة في الماضي إلى يومنا هذا. عامل الجاذبية الرئيسي في المنطقة المصوَّرة هو كتلة العذراء ، التي تبلغ 600 تريليون مرة كتلة الشمس و 50 مليون سنة ضوئية.

أكثر:

لقد سقط بالفعل أكثر من ألف مجرة ​​في كتلة العذراء ، بينما سيتم عرض جميع المجرات الموجودة حاليًا في نطاق 40 مليون سنة ضوئية من العنقود في المستقبل. تقع مجرتنا درب التبانة خارج منطقة الالتقاط هذه. ومع ذلك ، فإن مجرتا درب التبانة ومجرة المرأة المسلسلة ، اللتان تبلغ كتلة كل منهما 2 تريليون مرة كتلة الشمس ، مقدر لها أن تصطدم وتندمج في غضون 5 مليارات سنة.

"لأول مرة ، لا نتخيل فقط البنية التفصيلية لعنقودنا الفائق من المجرات ، ولكن أيضًا نرى كيف تتطور البنية في تاريخ الكون. وقال المؤلف المشارك برنت تولي من معهد علم الفلك في هاواي إن القياس هو دراسة الجغرافيا الحالية للأرض من حركة الصفائح التكتونية.

أحداث الاندماج الدرامية هذه ليست سوى جزء من عرض أكبر. هناك نوعان من أنماط التدفق الرئيسية في هذا الحجم من الكون. جميع المجرات في نفس نصف الكرة الأرضية من المنطقة ، بما في ذلك مجرتنا درب التبانة ، تتدفق نحو ورقة واحدة مسطحة. بالإضافة إلى ذلك ، تتدفق كل مجرة ​​في جميع أنحاء الحجم مثل ورقة في نهر نحو الجاذبية على مسافات أكبر بكثير.

لا يوجد شيء في الحياة مثل راحة البال الأبدية. الحياة نفسها حركة ، ولا يمكن أن توجد بدون الرغبات والخوف والمشاعر.
توماس هوبز

لقد عثرت على مقطع فيديو على YouTube بنظرية حول الحركة الحلزونية للنظام الشمسي عبر مجرتنا. لم يبدو لي أنه مقنع ، لكني أود أن أسمعه منك. هل هي صحيحة علميا؟

بعض العبارات الواردة في هذا الفيديو صحيحة. فمثلا:

• تدور الكواكب حول الشمس في نفس المستوى تقريبًا
• يتحرك النظام الشمسي عبر المجرة بزاوية 60 درجة بين مستوى المجرة ومستوى دوران الكواكب
• تتحرك الشمس ، أثناء دورانها حول مجرة ​​درب التبانة ، لأعلى ولأسفل وللداخل وللخارج بالنسبة لبقية المجرة

كل هذا صحيح ، ولكن في نفس الوقت في الفيديو يتم عرض كل هذه الحقائق بشكل غير صحيح.

من المعروف أن الكواكب تتحرك حول الشمس في شكل قطع ناقص وفقًا لقوانين كبلر ونيوتن وآينشتاين. لكن الصورة على اليسار خاطئة من حيث الحجم. إنه غير صحيح من حيث الأشكال والأحجام والغرابة. في حين أن المدارات الموجودة على اليمين أقل تشابهًا مع الأشكال البيضاوية في الرسم التخطيطي الموجود على اليمين ، فإن مدارات الكواكب تبدو مثل هذا من حيث الحجم.

لنأخذ مثالاً آخر - مدار القمر.

من المعروف أن القمر يدور حول الأرض في فترة تقل عن شهر بقليل ، والأرض تدور حول الشمس لمدة 12 شهرًا. أي من الصور التالية يوضح بشكل أفضل حركة القمر حول الشمس؟ إذا قارنا المسافات من الشمس إلى الأرض ومن الأرض إلى القمر ، وكذلك سرعة دوران القمر حول الأرض ، ونظام الأرض / القمر حول الشمس ، فقد اتضح أن الخيار D يوضح أفضل موقف: يمكن المبالغة فيها لتحقيق بعض التأثيرات ، لكن المتغيرات A و B و C غير صحيحة من الناحية الكمية.

الآن دعنا ننتقل إلى حركة النظام الشمسي عبر المجرة.

كم عدد الأخطاء التي يحتوي عليها. أولاً ، جميع الكواكب في أي وقت هي في نفس المستوى. لا يوجد تأخير يمكن أن تظهره الكواكب الأبعد عن الشمس مقارنة بالكواكب الأقل بعدًا.

ثانيًا ، لنتذكر السرعات الحقيقية للكواكب. يتحرك عطارد في نظامنا بشكل أسرع من الأنظمة الأخرى ، حيث يدور حول الشمس بسرعة 47 كم / ثانية. هذا أسرع بنسبة 60٪ من السرعة المدارية للأرض ، وأسرع بحوالي 4 مرات من كوكب المشتري ، وأسرع 9 مرات من نبتون ، الذي يدور بسرعة 5.4 كم / ث. والشمس تطير عبر المجرة بسرعة 220 كم / ث.

في الوقت الذي يستغرقه عطارد لإحداث ثورة واحدة ، يسافر النظام الشمسي بأكمله 1.7 مليار كيلومتر في مداره الإهليلجي داخل المجرة. في الوقت نفسه ، يبلغ نصف قطر مدار عطارد 58 مليون كيلومتر فقط ، أو 3.4٪ فقط من المسافة التي يتقدم بها النظام الشمسي بأكمله.

إذا أردنا بناء حركة النظام الشمسي عبر المجرة على مقياس ، ونظرنا إلى كيفية تحرك الكواكب ، فسنرى ما يلي:

تخيل أن النظام بأكمله - الشمس والقمر وجميع الكواكب والكويكبات والمذنبات - يتحرك بسرعة عالية بزاوية حوالي 60 درجة بالنسبة لمستوى النظام الشمسي. شيء من هذا القبيل:

بتجميعها معًا ، نحصل على صورة أكثر دقة:

ماذا عن الاستباقية؟ وماذا عن الاهتزازات المتصاعدة والداخلية؟ كل هذا صحيح ، لكن الفيديو يظهره بشكل مفرط في المبالغة وسوء التفسير.

في الواقع ، تحدث بداية النظام الشمسي خلال فترة 26000 سنة. لكن لا توجد حركة لولبية ، لا في الشمس ولا في الكواكب. لا يتم تنفيذ الحركة الاستباقية عن طريق مدارات الكواكب ، ولكن بواسطة محور دوران الأرض.

لا يقع نجم الشمال بشكل دائم فوق القطب الشمالي مباشرةً. معظم الوقت ليس لدينا نجم قطبي. قبل 3000 عام ، كان كوتشاب أقرب إلى القطب من نجم الشمال. بعد 5500 عام ، سيصبح Alderamin النجم القطبي. وفي غضون 12000 عام ، سيكون فيجا ، ثاني ألمع نجم في نصف الكرة الشمالي ، على بعد درجتين فقط من القطب. لكن هذا هو الذي يتغير بمعدل مرة كل 26000 سنة ، وليس حركة الشمس أو الكواكب.

ماذا عن الرياح الشمسية؟

إنه إشعاع قادم من الشمس (وجميع النجوم) ، وليس شيئًا نصطدم به أثناء تحركنا عبر المجرة. النجوم الساخنة تنبعث منها جسيمات مشحونة سريعة الحركة. تمر حدود النظام الشمسي حيث لم تعد الرياح الشمسية قادرة على صد الوسط بين النجوم. هناك حدود الغلاف الشمسي.

الآن عن التحرك لأعلى ولأسفل وللداخل وللخارج بالنسبة للمجرة.

نظرًا لأن الشمس والنظام الشمسي يخضعان للجاذبية ، فهي هي التي تهيمن على حركتهما. تقع الشمس الآن على مسافة 25-27 ألف سنة ضوئية من مركز المجرة ، وتتحرك حولها في شكل بيضاوي. في الوقت نفسه ، تتحرك جميع النجوم الأخرى ، الغازات والغبار ، حول المجرة أيضًا على طول القطع الناقص. ويختلف شكل القطع الناقص للشمس عن الأشكال الأخرى.

مع فترة 220 مليون سنة ، تصنع الشمس ثورة كاملة حول المجرة ، مرورا بقليل فوق وتحت مركز الطائرة المجرية. ولكن نظرًا لأن بقية المادة في المجرة تتحرك بنفس الطريقة ، يتغير اتجاه مستوى المجرة بمرور الوقت. يمكننا أن نتحرك في شكل بيضاوي ، لكن المجرة عبارة عن طبق دوار ، لذلك نتحرك لأعلى ولأسفل لمدة 63 مليون سنة ، على الرغم من أن حركتنا داخل وخارج المجرة تحدث في فترة 220 مليون سنة.

لكنهم لا يصنعون أي "مفتاح" للكوكب ، وحركتهم مشوهة إلى حد يتعذر التعرف عليه ، ويتحدث الفيديو بشكل غير صحيح عن الحركة الاستباقية والرياح الشمسية ، والنص مليء بالأخطاء. تم إجراء المحاكاة بشكل جيد للغاية ، لكنها ستكون أجمل بكثير إذا كانت صحيحة.

لا يمكن للجاذبية أن تجتذب فحسب ، بل تتنافر أيضًا - كيف تحب هذا البيان؟ وليس في بعض النظريات الرياضية الجديدة ، ولكن في الواقع - المبيد الكبير ، كما أطلق عليه مجموعة من العلماء ، مسؤول عن نصف السرعة التي تتحرك بها مجرتنا في الفضاء. تبدو رائعة ، أليس كذلك؟ دعونا نفهم ذلك.

أولاً ، دعنا ننظر حولنا ونتعرف على جيراننا في الكون. على مدى العقود القليلة الماضية ، تعلمنا الكثير ، وكلمة "علم الكون" اليوم ليست مصطلحًا من الروايات الرائعة لعائلة ستروجاتسكي ، ولكنها أحد أقسام الفيزياء الفلكية الحديثة التي تشارك في رسم خرائط الجزء من الكون الذي يمكن الوصول إليه . أقرب مجرة ​​درب التبانة هي مجرة ​​أندروميدا ، والتي يمكن رؤيتها في سماء الليل وبالعين المجردة. لكنك لن تكون قادرًا على رؤية بضع عشرات من الرفاق - المجرات القزمة التي تدور حولنا وأندروميدا قاتمة جدًا ، ولا يزال علماء الفيزياء الفلكية غير متأكدين من أنهم عثروا عليها جميعًا. ومع ذلك ، فإن كل هذه المجرات (بما في ذلك المجرات غير المكتشفة) ، بالإضافة إلى مجرة ​​المثلث ومجرة NGC 300 ، هي أعضاء في المجموعة المحلية من المجرات. يوجد الآن 54 مجرة ​​معروفة في المجموعة المحلية ، معظمها مذكور بالفعل مجرات قزمة قاتمة ، وحجمها يتجاوز 10 ملايين سنة ضوئية. تعد المجموعة المحلية ، جنبًا إلى جنب مع حوالي 100 مجموعة مجرات أخرى ، جزءًا من عنقود العذراء الفائق ، الذي يمتد على أكثر من 110 مليون سنة ضوئية.

في عام 2014 ، وجدت مجموعة من علماء الفيزياء الفلكية بقيادة برنت تولي من جامعة هاواي أن هذه المجموعة العملاقة نفسها ، التي تتكون من 30000 مجرة ​​، هي جزء لا يتجزأ من مجموعة أخرى. حولالمزيد من الهيكل - مجموعات Laniakea الفائقةالتي تحتوي بالفعل على أكثر من 100 ألف مجرة. يبقى أن نتخذ الخطوة الأخيرة - Laniakea ، جنبًا إلى جنب مع العنقود الفائق Perseus-Pisces ، هو جزء من مجمع الحوت الفائق ، وهو أيضًا خيط مجري ، أي جزء لا يتجزأ من بنية الكون واسعة النطاق .

تؤكد عمليات المراقبة والمحاكاة الحاسوبية أن المجرات والعناقيد ليست مبعثرة بشكل عشوائي في الكون ، ولكنها تشكل بنية معقدة تشبه الإسفنج ، حيث توجد خيوط خيطية وعقد وفراغات ، تُعرف أيضًا بالفراغات. الكون ، كما أوضح إدوين هابل منذ ما يقرب من مائة عام ، يتوسع ، والعناقيد الفائقة هي أكبر التكوينات التي تمنعها الجاذبية من التشتت. وهذا يعني ، للتبسيط ، أن الخيوط تتناثر من بعضها البعض بسبب تأثير الطاقة المظلمة ، وحركة الأشياء بداخلها ترجع إلى حد كبير إلى قوى الجاذبية.

والآن ، مع العلم أن هناك العديد من المجرات والعناقيد حولنا التي تجذب بعضها البعض بقوة لدرجة أنها تتغلب على توسع الكون ، فقد حان الوقت لطرح السؤال الرئيسي: إلى أين كل هذا الطيران؟ هذا ما تحاول مجموعة من العلماء الإجابة عليه مع يهودي هوفمان من الجامعة العبرية في القدس وبرنت تولي الذي سبق ذكره. المفصل الذي تم نشره في طبيعة سجية، استنادًا إلى بيانات من مشروع Cosmicflows-2 ، الذي قام بقياس مسافات وسرعات أكثر من 8000 مجرة ​​قريبة. تم إطلاق هذا المشروع في عام 2013 من قبل نفس برنت تولي مع زملائه ، بما في ذلك إيغور كاراشينتسيف ، أحد أكثر علماء الفيزياء الفلكية والمراقبين الروس شهرة.

يمكن الاطلاع على خريطة ثلاثية الأبعاد للكون المحلي (مع ترجمة روسية) ، جمعها العلماء على الموقع هذا الفيديو.

إسقاط ثلاثي الأبعاد لجزء من الكون المحلي. على اليسار ، تشير الخطوط الزرقاء إلى مجال السرعة لجميع المجرات المعروفة لأقرب عناقيد عملاقة - من الواضح أنها تتحرك نحو Shapley Attractor. على اليمين ، يظهر مجال السرعات المضادة باللون الأحمر (قيم متبادلة لمجال السرعة). يتقاربون في نقطة حيث "يتم دفعهم" بسبب نقص الجاذبية في هذه المنطقة من الكون.

يهودا هوفمان وآخرون 2016

إذن إلى أين يذهب كل هذا؟ للإجابة ، نحتاج إلى خريطة سرعة دقيقة لجميع الأجسام الضخمة في الجزء القريب من الكون. لسوء الحظ ، فإن بيانات Cosmicflows-2 ليست كافية لإنشائها - على الرغم من حقيقة أن هذا هو أفضل ما لدى البشرية ، إلا أنها غير كاملة وغير متجانسة من حيث الجودة ولديها أخطاء كبيرة. طبق البروفيسور هوفمان تقدير Wiener على البيانات المعروفة - وهي تقنية إحصائية جاءت من الإلكترونيات الراديوية لفصل الإشارة المفيدة عن الضوضاء. يسمح لنا هذا التقدير بتقديم النموذج الرئيسي لسلوك النظام (في حالتنا ، هو النموذج الكوني القياسي) ، والذي سيحدد السلوك العام لجميع العناصر في حالة عدم وجود إشارات إضافية. أي أن حركة مجرة ​​معينة ستحدد من خلال الأحكام العامة للنموذج القياسي ، إذا لم تكن هناك بيانات كافية لها ، وبيانات القياس ، إن وجدت.

أكدت النتائج ما كنا نعرفه بالفعل - تحلق المجموعة المحلية بأكملها من المجرات في الفضاء نحو الجاذب العظيم ، وهو شذوذ جاذبية في مركز لانياكيا. والجاذب العظيم نفسه ، على الرغم من اسمه ، ليس عظيماً - إنه ينجذب إلى عنقود شابلي الفائق الضخامة ، والذي نتجه إليه بسرعة 660 كيلومتراً في الثانية. بدأت المشاكل عندما قرر علماء الفيزياء الفلكية مقارنة السرعة المقاسة للمجموعة المحلية مع السرعة المحسوبة ، المشتقة من كتلة العنقود الفلكي شابلي. اتضح أنه على الرغم من الكتلة الهائلة (10 آلاف كتلة من مجرتنا) ، فإنه لا يمكن أن يسرع بنا إلى هذه السرعة. علاوة على ذلك ، من خلال بناء خريطة للسرعات المضادة (خريطة للمتجهات الموجهة في الاتجاه المعاكس لمتجهات السرعة) ، وجد العلماء منطقة يبدو أنها تدفعنا بعيدًا عن نفسها. علاوة على ذلك ، فهو يقع بالضبط على الجانب الآخر من العنقود الفائق Shapley ويتنافر بنفس السرعة تمامًا لإعطاء 660 كيلومترًا في الثانية المطلوبة إجمالاً.

البنية الجذابة-الطاردة بالكامل تشبه شكل ثنائي القطب الكهربائي ، حيث تنتقل خطوط القوة من شحنة إلى أخرى.

ثنائي القطب الكهربائي الكلاسيكي من كتاب الفيزياء.

ويكيميديا ​​كومنز

لكن هذا يتعارض مع كل الفيزياء التي نعرفها - لا يمكن أن يكون هناك مضاد للجاذبية! ما هذه المعجزة؟ للإجابة ، دعنا نتخيل أنك محاط بجذبك في اتجاهات مختلفة من قبل خمسة أصدقاء - إذا فعلوا ذلك بنفس القوة ، فستبقى في مكانك ، كما لو أن لا أحد يسحبك. ومع ذلك ، إذا أطلق أحدهم ، يقف على اليمين ، عنك ، فسوف تنتقل إلى اليسار - في الاتجاه المعاكس منه. بالطريقة نفسها ، ستنتقل إلى اليسار إذا انضم صديق سادس إلى الأصدقاء الخمسة ، الذين سيقفون على اليمين ويبدأون في الدفع بدلاً من سحبك.

بالنسبة لما نتحرك في الفضاء.

بشكل منفصل ، تحتاج إلى فهم كيفية تحديد السرعة في الفضاء. هناك عدة طرق مختلفة ، ولكن أحد أكثر الطرق دقة وقابلية للتطبيق في كثير من الأحيان هو استخدام تأثير دوبلر ، أي قياس انزياح الخطوط الطيفية. يظهر أحد أشهر خطوط الهيدروجين ، Balmer alpha ، في المختبر كضوء أحمر ساطع عند 656.28 نانومتر. وفي مجرة ​​المرأة المسلسلة ، يبلغ طولها بالفعل 655.23 نانومتر - الطول الموجي الأقصر يعني أن المجرة تتحرك نحونا. مجرة المرأة المسلسلة هي استثناء. تطير معظم المجرات الأخرى بعيدًا عنا - وسيتم التقاط خطوط الهيدروجين فيها بأطوال موجية أطول: 658 ، 670 ، 785 نانومتر - كلما ابتعدنا عنا ، زادت سرعة تحليق المجرات وزاد تحول الخطوط الطيفية إلى المجرات. منطقة ذات أطوال موجية أطول (وهذا يسمى الانزياح الأحمر). ومع ذلك ، فإن هذه الطريقة لها قيود خطيرة - يمكنها قياس سرعتنا بالنسبة إلى مجرة ​​أخرى (أو سرعة مجرة ​​بالنسبة لنا) ، ولكن كيف نقيس المكان الذي نطير فيه بهذه المجرة (وهل نطير إلى مكان ما)؟ إنه مثل قيادة سيارة بعداد سرعة مكسور ولا توجد خريطة - بعض السيارات تتفوق علينا ، وبعض السيارات تتفوق علينا ، ولكن إلى أين يتجه الجميع وما هي سرعتنا بالنسبة للطريق؟ في الفضاء ، لا يوجد مثل هذا الطريق ، أي نظام إحداثيات مطلق. في الفضاء ، لا يوجد شيء ثابت على الإطلاق يمكن ربط القياسات به.

لا شيء سوى الضوء.

هذا صحيح - الضوء ، أو بالأحرى الإشعاع الحراري ، الذي ظهر مباشرة بعد الانفجار العظيم وانتشر بالتساوي (وهذا مهم) في جميع أنحاء الكون. نسميها بقايا الإشعاع. بسبب توسع الكون ، تنخفض درجة حرارة CMB باستمرار ، ونحن نعيش الآن في وقت تساوي فيه 2.73 كلفن. التجانس - أو ، كما يقول الفيزيائيون ، الخواص - لخلفية الميكروويف الكونية يعني أنه بغض النظر عن المكان الذي توجه فيه التلسكوب في السماء ، يجب أن تكون درجة حرارة الفضاء 2.73 كلفن. ولكن هذا إذا لم نتحرك بالنسبة إلى بقايا الإشعاع. ومع ذلك ، أظهرت القياسات التي تم إجراؤها بواسطة تلسكوبات Planck و COBE ، من بين أشياء أخرى ، أن درجة حرارة نصف السماء أقل قليلاً من هذه القيمة ، والنصف الثاني أكثر قليلاً. هذه ليست أخطاء قياس ، ولكن تأثير نفس تأثير دوبلر - نحن نتحول بالنسبة لإشعاع الخلفية ، وبالتالي يبدو لنا جزء من إشعاع الخلفية ، الذي نطير باتجاهه بسرعة 660 كيلومترًا في الثانية. أكثر دفئا قليلا.

خريطة CMB حصل عليها المرصد الفضائي COBE. يثبت توزيع درجة الحرارة ثنائي القطب حركتنا في الفضاء - فنحن نتحرك بعيدًا عن المنطقة الأكثر برودة (الألوان الزرقاء) نحو منطقة أكثر دفئًا (اللونان الأصفر والأحمر في هذا الإسقاط).

DMR ، COBE ، ناسا ، خريطة السماء لمدة أربع سنوات

خريطة السرعة للكون المحلي ، بعرض حوالي 2 مليار سنة ضوئية. يأتي السهم الأصفر في المركز من المجموعة المحلية للمجرات ويشير إلى سرعة حركتها تقريبًا في اتجاه جاذب شابلي وفي الاتجاه المعاكس تمامًا من مبيد الحشرات (يشار إليه بالخطوط العريضة الصفراء والرمادية في اليمين و المنطقة العلوية).

يهودا هوفمان وآخرون 2016

يمنع عدد هائل من النجوم والسدم ، وخاصة الغاز والغبار ، الضوء القادم من المجرات البعيدة الموجودة على الجانب الآخر من قرص المجرة من الوصول إلينا. فقط الملاحظات الحديثة بواسطة الأشعة السينية والتلسكوبات الراديوية ، والتي يمكنها الكشف عن الإشعاع الذي يمر بحرية عبر الغاز والغبار ، جعلت من الممكن تجميع قائمة كاملة إلى حد ما من المجرات في منطقة التجنب. في الواقع ، كان هناك عدد قليل جدًا من المجرات في منطقة Great Repeller ، لذلك يبدو أنها مرشح لعنوان الفراغ - منطقة فارغة عملاقة من البنية الكونية للكون.

في الختام ، لا بد من القول إنه بغض النظر عن سرعة رحلتنا عبر الفضاء ، فلن ننجح في الوصول إلى جاذب شابلي أو الجاذب العظيم - وفقًا للعلماء ، سيستغرق هذا وقتًا أطول بآلاف المرات من عمر الكون ، لذلك بغض النظر عن مدى دقة علم الكونيات ، فإن خرائطه لن تكون مفيدة لمحبي السفر لفترة طويلة قادمة.

مارات موسين

كوكب الأرض، النظام الشمسي، وجميع النجوم المرئية بالعين المجردة بالداخل مجرة درب التبانة، وهي مجرة ​​حلزونية ضلعية وذراعان متميزان يبدأان من طرفي الشريط.

تم تأكيد ذلك في عام 2005 من قبل تلسكوب لايمان سبيتزر الفضائي ، والذي أظهر أن الشريط المركزي لمجرتنا أكبر مما كان يُعتقد سابقًا. المجرات الحلزونيةبقضيب - مجرات حلزونية ذات شريط ("بار") من النجوم الساطعة ، تخرج من المركز وتعبر المجرة في المنتصف.

تبدأ الأذرع الحلزونية في مثل هذه المجرات من نهايات القضبان ، بينما في المجرات الحلزونية العادية تظهر مباشرة من اللب. تظهر الملاحظات أن حوالي ثلثي جميع المجرات الحلزونية محظورة. وفقًا للفرضيات الموجودة ، فإن القضبان هي مراكز تكوين النجوم التي تدعم ولادة النجوم في مراكزها. من المفترض أنه عن طريق الرنين المداري ، فإنها تمرر الغاز من الفروع الحلزونية من خلالها. توفر هذه الآلية تدفق مواد البناء من أجل ولادة نجوم جديدة. تشكل مجرة ​​درب التبانة ، جنبًا إلى جنب مع أندروميدا (M31) ، ومثلث (M33) ، وأكثر من 40 مجرة ​​تابعة أصغر ، المجموعة المحلية من المجرات ، والتي بدورها جزء من عنقود العذراء الفائق. "باستخدام التصوير بالأشعة تحت الحمراء من تلسكوب سبيتزر التابع لناسا ، اكتشف العلماء أن الهيكل الحلزوني الأنيق لمجرة درب التبانة له ذراعين فقط مسيطرين من نهايات الشريط المركزي للنجوم. كان يُعتقد سابقًا أن مجرتنا لها أربعة أذرع رئيسية."

بالمقارنة مع الهالة ، يدور قرص المجرة بشكل أسرع بشكل ملحوظ. سرعة دورانه ليست هي نفسها عند مسافات مختلفة من المركز. يزداد بسرعة من الصفر في المركز إلى 200-240 كم / ثانية على مسافة 2000 سنة ضوئية منه ، ثم يتناقص إلى حد ما ، ويزيد مرة أخرى إلى نفس القيمة تقريبًا ، ثم يظل ثابتًا تقريبًا. أتاحت دراسة ميزات دوران قرص المجرة تقدير كتلتها ، واتضح أنها أكبر بـ 150 مليار مرة من كتلة الشمس. سن مجرة درب التبانةيساوي13.200 مليون سنة ، أي عمر الكون تقريبًا. درب التبانة جزء من مجموعة المجرات المحلية.

جنبًا إلى جنب مع النجوم الأخرى ، تدور الشمس حول مركز المجرة بسرعة 220-240 كم / ثانية ، مما يحدث ثورة واحدة في حوالي 225-250 مليون سنة (وهي سنة مجرية واحدة). وهكذا ، طوال فترة وجودها ، لم تحلق الأرض حول مركز المجرة أكثر من 30 مرة. السنة المجرية للمجرة هي 50 مليون سنة ، الفترة المدارية للقفز هي 15-18 مليون سنة. على مقربة من الشمس ، من الممكن تعقب أجزاء من ذراعين حلزونيين يبعدان عنا بحوالي 3 آلاف سنة ضوئية. وفقًا للأبراج حيث يتم ملاحظة هذه المناطق ، فقد تم إعطاؤهم اسم ذراع القوس وذراع Perseus. تقع الشمس في المنتصف تقريبًا بين هذه الأذرع الحلزونية. لكن قريبًا نسبيًا منا (وفقًا لمعايير المجرة) ، في كوكبة الجبار ، هناك ذراع أخرى غير محددة بوضوح - ذراع الجبار ، والتي تعتبر فرعًا من أحد الأذرع الحلزونية الرئيسية للمجرة. تتزامن سرعة دوران الشمس حول مركز المجرة تقريبًا مع سرعة موجة الضغط التي تشكل الذراع الحلزونية. هذا الوضع غير عادي بالنسبة للمجرة ككل: تدور الأذرع الحلزونية بسرعة زاوية ثابتة ، مثل المتحدث في العجلات ، وتحدث حركة النجوم بنمط مختلف ، لذلك فإن جميع مجموعات النجوم النجمية تقريبًا إما أن تدخل داخل أذرع لولبية أو تسقط منها. المكان الوحيد الذي تتطابق فيه سرعات النجوم مع الأذرع الحلزونية هو ما يسمى بدائرة التواء ، وفي هذه الدائرة تقع الشمس. بالنسبة للأرض ، فإن هذا الظرف مهم للغاية ، حيث تحدث عمليات عنيفة في الأذرع الحلزونية ، والتي تشكل إشعاعًا قويًا مدمرًا لجميع الكائنات الحية. ولا يوجد جو يحميه منه. لكن كوكبنا موجود في مكان هادئ نسبيًا في المجرة ولم يتأثر بهذه الكوارث الكونية لمئات الملايين (أو حتى مليارات) السنين. ربما هذا هو السبب في إمكانية ولادة الأرض والبقاء على قيد الحياة ، حيث يتم احتساب العمر فيها 4.6 مليار سنة. رسم تخطيطي لموقع الأرض في الكون في سلسلة من ثماني خرائط تظهر ، من اليسار إلى اليمين ، بدءًا من الأرض ، ثم الانتقال إلى النظام الشمسي، إلى أنظمة النجوم المجاورة ، إلى مجرة ​​درب التبانة ، إلى مجموعات المجرات المحلية ، إلىالتجمعات العملاقة المحلية من برج العذراء, في مجموعتنا الفائقة المحلية ، وتنتهي في الكون المرئي.

النظام الشمسي: 0.001 سنة ضوئية

الجيران في الفضاء بين النجوم

مجرة درب التبانة: 100،000 سنة ضوئية

مجموعات المجرات المحلية

الكتلة السوبر المحلية برج العذراء

محلي على مجموعات من المجرات

الكون المرئي

تدور الأرض ، جنبًا إلى جنب مع الكواكب ، حول الشمس ، ويعرف ذلك تقريبًا كل الناس على وجه الأرض. حقيقة أن الشمس تدور حول مركز مجرتنا درب التبانة معروفة بالفعل لعدد أقل بكثير من سكان الكوكب. لكن هذا ليس كل شيء. مجرتنا تدور حول مركز الكون. دعنا نتعرف على ذلك ونشاهد لقطات فيديو شيقة.

اتضح أن النظام الشمسي بأكمله يتحرك جنبًا إلى جنب مع الشمس عبر السحابة البينجمية المحلية (يظل المستوى غير المتغير موازيًا لنفسه) بسرعة 25 كم / ثانية. يتم توجيه هذه الحركة بشكل عمودي تقريبًا على المستوى غير المتغير.

ربما من الضروري هنا البحث عن تفسيرات للاختلافات الملحوظة في بنية نصفي الكرة الأرضية الشمالي والجنوبي للشمس ، عصابات وبقع نصفي الكرة الأرضية لكوكب المشتري. على أي حال ، تحدد هذه الحركة المواجهات المحتملة للنظام الشمسي مع المادة المشتتة بشكل أو بآخر في الفضاء بين النجوم. تحدث الحركة الفعلية للكواكب في الفضاء على طول خطوط حلزونية مطولة (على سبيل المثال ، يبلغ قطر المسمار في مدار كوكب المشتري 12 ضعف قطره).

لمدة 226 مليون سنة (سنة مجرية) ، يقوم النظام الشمسي بعمل ثورة كاملة حول مركز المجرة ، متحركًا على طول مسار دائري تقريبًا بسرعة 220 كم / ثانية.

شمسنا هي جزء من نظام نجمي ضخم يسمى المجرة (وتسمى أيضًا درب التبانة). مجرتنا لها شكل قرص ، على غرار لوحين مطويتين عند الحواف. في وسطها نواة مجرة ​​مستديرة.

إذا نظرت إلى مجرتنا من الأعلى ، فإنها تبدو وكأنها دوامة تتركز فيها المادة النجمية بشكل أساسي في فروعها ، تسمى أذرع المجرة. الأذرع في طائرة قرص المجرة.

تحتوي مجرتنا على أكثر من 100 مليار نجم. يبلغ قطر قرص المجرة حوالي 30000 فرسخ فلكي (100000 سنة ضوئية) ، ويبلغ سمكها حوالي 1000 سنة ضوئية.

تتحرك النجوم داخل القرص في مسارات دائرية حول مركز المجرة ، تمامًا مثل الكواكب في النظام الشمسي التي تدور حول الشمس. يحدث دوران المجرة في اتجاه عقارب الساعة إذا نظرت إلى المجرة من قطبها الشمالي (الموجود في كوكبة كوما فيرونيكا). تختلف سرعة دوران القرص عند مسافات مختلفة عن المركز: فهي تتناقص مع المسافة منه.

كلما اقتربنا من مركز المجرة ، زادت كثافة النجوم. إذا كنا نعيش على كوكب بالقرب من نجم يقع بالقرب من قلب المجرة ، فستكون عشرات النجوم مرئية في السماء ، يمكن مقارنتها في سطوع القمر.

ومع ذلك ، فإن الشمس بعيدة جدًا عن مركز المجرة ، كما يمكن للمرء أن يقول - على أطرافها ، على مسافة حوالي 26 ألف سنة ضوئية (8.5 ألف فرسخ فلكي) ، بالقرب من مستوى المجرة. يقع في ذراع الجبار ، متصلاً بذراعين أكبر - الذراع القوسي الداخلي وذراع الفرساوس الخارجي.

تتحرك الشمس بسرعة حوالي 220-250 كيلومترًا في الثانية حول مركز المجرة وتحدث ثورة كاملة حول مركزها ، وفقًا لتقديرات مختلفة ، في 220-250 مليون سنة. خلال فترة وجودها ، تسمى فترة ثورة الشمس ، جنبًا إلى جنب مع النجوم المحيطة بالقرب من مركز نظامنا النجمي ، بالسنة المجرية. لكن عليك أن تفهم أنه لا توجد فترة مشتركة للمجرة ، لأنها لا تدور مثل الجسم الصلب. أثناء وجودها ، كانت الشمس تدور حول المجرة حوالي 30 مرة.

إن ثورة الشمس حول مركز المجرة متذبذبة: كل 33 مليون سنة تعبر خط الاستواء المجرة ، ثم ترتفع فوق مستويها إلى ارتفاع 230 سنة ضوئية وتنزل مرة أخرى إلى خط الاستواء.

ومن المثير للاهتمام أن الشمس تحدث ثورة كاملة حول مركز المجرة في نفس الوقت تمامًا مثل الأذرع الحلزونية. نتيجة لذلك ، لا تعبر الشمس مناطق التكوين النشط للنجوم ، حيث تندلع المستعرات الأعظمية ، مصادر الإشعاع المدمرة للحياة ، غالبًا. أي أنها تقع في قطاع المجرة ، الأكثر ملاءمة لأصل الحياة والحفاظ عليها.

يتحرك النظام الشمسي عبر الوسط النجمي لمجرتنا بشكل أبطأ بكثير مما كان يُعتقد سابقًا ، ولا تتشكل أي موجة صدمية عند حدوده الأمامية. تم إنشاء هذا من قبل علماء الفلك الذين حللوا البيانات التي تم جمعها بواسطة مسبار IBEX ، وفقًا لتقارير RIA Novosti.

"يمكن القول بشكل شبه مؤكد أنه لا توجد موجة صدمة أمام الغلاف الشمسي (الفقاعة التي تحد النظام الشمسي من الوسط بين النجمي) ، وأن تفاعلها مع الوسط النجمي أضعف بكثير وأكثر اعتمادًا على المجالات المغناطيسية من اعتقدت سابقًا "، كتب العلماء في المقال. المنشور في مجلة Science.
تم تصميم مركبة الفضاء البحثية NASA IBEX (Interstellar Boundary Explorer) ، التي تم إطلاقها في يونيو 2008 ، لاستكشاف حدود النظام الشمسي والفضاء بين النجوم - الغلاف الشمسي ، الواقع على مسافة حوالي 16 مليار كيلومتر من الشمس.

عند هذه المسافة ، يضعف تدفق الجسيمات المشحونة للرياح الشمسية وقوة المجال المغناطيسي للشمس لدرجة أنهما لم يعد بإمكانهما التغلب على ضغط المادة بين النجمية المتخلخل والغاز المتأين. نتيجة لذلك ، تتشكل "فقاعة" من الغلاف الشمسي ، مملوءة بالرياح الشمسية من الداخل ، ومحاطًا من الخارج بالغاز بين النجوم.

ينحرف المجال المغناطيسي للشمس عن مسار الجسيمات البينجمية المشحونة ، لكنه لا يؤثر على الذرات المحايدة للهيدروجين والأكسجين والهيليوم ، والتي تخترق بحرية المناطق المركزية للنظام الشمسي. تقوم كاشفات الأقمار الصناعية IBEX "بالتقاط" مثل هذه الذرات المحايدة. تسمح دراستهم لعلماء الفلك باستخلاص استنتاجات حول ميزات المنطقة الحدودية للنظام الشمسي.

قدمت مجموعة من العلماء من الولايات المتحدة وألمانيا وبولندا وروسيا تحليلاً جديدًا للبيانات المأخوذة من القمر الصناعي IBEX ، حيث كانت سرعة النظام الشمسي أقل مما كان يُعتقد سابقًا. في هذه الحالة ، كما يتضح من البيانات الجديدة ، لا تنشأ موجة صدمة في الجزء الأمامي من الغلاف الشمسي.

"الدوي الصوتي الذي يحدث عندما تكسر طائرة نفاثة حاجز الصوت يمكن أن تكون بمثابة مثال أرضي لموجة الصدمة. قال المؤلف الرئيسي للدراسة ديفيد ماكوماس ، في بيان صحفي من معهد ساوث وسترن للأبحاث (الولايات المتحدة): "عندما تصل طائرة إلى سرعات تفوق سرعة الصوت ، لا يمكن للهواء الذي أمامها أن يخرج عن طريقها بالسرعة الكافية ، مما يؤدي إلى موجة صدمة".

لمدة ربع قرن تقريبًا ، اعتقد العلماء أن الغلاف الشمسي كان يتحرك عبر الفضاء بين النجوم بسرعة كافية لتشكيل مثل هذه الموجة الصدمية أمامه. ومع ذلك ، أظهرت بيانات IBEX الجديدة أن النظام الشمسي يتحرك فعليًا عبر السحابة المحلية للغاز بين النجوم بسرعة 23.25 كيلومترًا في الثانية ، أي أقل بمقدار 3.13 كيلومترًا في الثانية مما كان يُعتقد سابقًا. وهذه السرعة أقل من الحد الذي تحدث عنده موجة الصدمة.

وقال مكوماس: "على الرغم من وجود موجة الصدمة أمام الفقاعات التي تحيط بالعديد من النجوم الأخرى ، إلا أننا وجدنا أن تفاعل شمسنا مع البيئة لا يصل إلى الحد الذي تتشكل فيه موجة الصدمة".

في السابق ، كان مسبار IBEX يعمل في رسم خرائط لحدود الغلاف الشمسي واكتشف نطاقًا غامضًا على الغلاف الشمسي مع تدفقات متزايدة من الجسيمات النشطة ، والتي أحاطت بـ "فقاعة" الغلاف الشمسي. أيضًا ، باستخدام IBEX ، وجدوا أن سرعة النظام الشمسي على مدار الخمسة عشر عامًا الماضية ، لأسباب لا يمكن تفسيرها ، قد انخفضت بأكثر من 10٪.

الكون يدور مثل القمة. اكتشف علماء الفلك آثار دوران الكون.

حتى الآن ، كان معظم الباحثين يميلون إلى الاعتقاد بأن كوننا ثابت. أو إذا كان يتحرك ، ثم قليلاً. تخيل مفاجأة فريق من العلماء من جامعة ميشيغان (الولايات المتحدة الأمريكية) ، بقيادة البروفيسور مايكل لونغو ، عندما اكتشفوا في الفضاء آثارًا واضحة لدوران كوننا. اتضح أنه منذ البداية ، حتى في الانفجار العظيم ، عندما ولد الكون للتو ، كان يدور بالفعل. كما لو أن شخصًا ما أطلقها مثل قميص دوار. وهي لا تزال تدور.

تم إجراء البحث في إطار المشروع الدولي Sloan Digital Sky Survey. واكتشف العلماء هذه الظاهرة من خلال فهرسة اتجاه دوران حوالي 16000 مجرة ​​حلزونية من القطب الشمالي لمجرة درب التبانة. في البداية ، حاول العلماء إيجاد دليل على أن الكون له خصائص تناظر المرآة. في هذه الحالة ، حسبوا ، سيكون عدد المجرات التي تدور في اتجاه عقارب الساعة وتلك التي "تلتف" في الاتجاه المعاكس هو نفسه ، وفقًا لتقرير pravda.ru.

لكن اتضح أنه في اتجاه القطب الشمالي لمجرة درب التبانة بين المجرات الحلزونية ، يسود دوران عكس اتجاه عقارب الساعة ، أي أنها موجهة إلى اليمين. يمكن رؤية هذا الاتجاه حتى على مسافة تزيد عن 600 مليون سنة ضوئية.

علق البروفيسور لونغو على أن كسر التناظر ضئيل ، حوالي سبعة في المائة فقط ، لكن احتمال أن يكون هذا حادثًا كونيًا في مكان ما يقارب واحدًا في المليون. - نتائجنا مهمة للغاية ، لأنها تبدو وكأنها تتعارض مع الفكرة شبه العالمية القائلة بأن الكون ، على نطاق واسع بما يكفي ، سيكون خواص الخواص ، أي أنه لن يكون له اتجاه واضح.

وفقًا للخبراء ، يجب أن يكون الكون المتماثل والخواص قد نشأ من انفجار متماثل كرويًا ، والذي كان يجب أن يكون على شكل كرة سلة. ومع ذلك ، إذا دار الكون عند الولادة حول محوره في اتجاه معين ، فإن المجرات كانت ستحتفظ بهذا الاتجاه للدوران. ولكن نظرًا لأنها تدور في اتجاهات مختلفة ، كان للانفجار العظيم اتجاه متعدد الاستخدامات. ومع ذلك ، على الأرجح ، لا يزال الكون يدور.

بشكل عام ، خمن علماء الفيزياء الفلكية سابقًا انتهاك التناظر والتناسل. استندت تخميناتهم إلى ملاحظات شذوذ عملاق آخر. يتضمن ذلك آثارًا لأوتار كونية - عيوب مكانية ممتدة بشكل لا يصدق بسمك صفري ، ولدت افتراضيًا في اللحظات الأولى بعد الانفجار العظيم. ظهور "كدمات" على جسم الكون - ما يسمى ببصمات اصطدامه الماضية مع أكوان أخرى. بالإضافة إلى حركة "Dark Stream" - تيار هائل من العناقيد المجرية ، يندفع بسرعة كبيرة في اتجاه واحد.