تیمی از اخترشناسان از مریلند، هاوایی، اسرائیل و فرانسه دقیق‌ترین نقشه‌ای را که تا به حال در منطقه ما دیده شده است، ایجاد کرده‌اند که حرکت نزدیک به 1400 کهکشان را در 100 میلیون سال نوری کهکشان راه شیری نشان می‌دهد.

این تیم حرکت کهکشان ها را از 13 میلیارد سال گذشته تا به امروز بازسازی کرد. جاذبه اصلی گرانشی در منطقه تصویربرداری شده، خوشه سنبله است که 600 تریلیون برابر جرم خورشید و 50 میلیون سال نوری از ما فاصله دارد.

جزئیات بیشتر:

بیش از هزار کهکشان در حال حاضر در خوشه Virgo سقوط کرده اند، در حالی که در آینده تمام کهکشان هایی که در حال حاضر در فاصله 40 میلیون سال نوری از خوشه هستند نمایش داده می شوند. کهکشان راه شیری ما خارج از این منطقه ضبط است. با این حال، کهکشان های راه شیری و آندرومدا، که هر کدام 2 تریلیون برابر خورشید جرم دارند، قرار است ظرف 5 میلیارد سال با هم برخورد کنند و ادغام شوند.

برای اولین بار، ما نه تنها ساختار دقیق ابرخوشه محلی خود را از کهکشان ها تجسم می کنیم، بلکه می بینیم که چگونه ساختار در طول تاریخ جهان تکامل می یابد. برنت تالی، یکی از نویسندگان مؤسسه نجوم، هاوایی، گفت: یک قیاس در حال مطالعه جغرافیای فعلی زمین از حرکت تکتونیک صفحات است.

این رویدادهای ادغام دراماتیک تنها بخشی از یک نمایش بزرگتر است. دو الگوی جریان اصلی در این حجم از کیهان وجود دارد. همه کهکشان ها در یک نیمکره از یک منطقه، از جمله راه شیری خودمان، به سمت یک صفحه صاف جریان دارند. علاوه بر این، اساساً هر کهکشان در کل حجم خود، مانند برگی در یک رودخانه، به سمت جاذبه‌های گرانشی در فواصل بسیار بیشتر جریان دارد.

چیزی به نام آرامش ابدی در زندگی وجود ندارد. زندگی خود حرکت است و بدون امیال، ترس و احساسات نمی تواند وجود داشته باشد.
توماس هابز

من یک ویدیو در یوتیوب پیدا کردم که یک نظریه در مورد حرکت مارپیچی منظومه شمسی در کهکشان ما داشت. من آن را قانع کننده ندیدم، اما دوست دارم آن را از شما بشنوم. آیا از نظر علمی درست است؟

برخی از گفته های این ویدئو درست است. مثلا:

• سیارات تقریباً در یک صفحه به دور خورشید می چرخند
• منظومه شمسی با زاویه 60 درجه بین صفحه کهکشانی و صفحه چرخش سیارات در کهکشان حرکت می کند.
• خورشید همانطور که به دور کهکشان راه شیری می چرخد، نسبت به بقیه کهکشان بالا و پایین و داخل و خارج می شود.

همه اینها درست است، اما ویدیو تمام این حقایق را به اشتباه نشان می دهد.

مشخص است که سیارات بر اساس قوانین کپلر، نیوتن و انیشتین به صورت بیضی به دور خورشید حرکت می کنند. اما تصویر سمت چپ از نظر مقیاس اشتباه است. از نظر شکل، اندازه و خارج از مرکز نامنظم است. و اگرچه مدارهای موجود در نمودار سمت راست کمتر شبیه بیضی هستند، مدار سیارات از نظر مقیاس چیزی شبیه به این هستند.

بیایید مثال دیگری بزنیم - مدار ماه.

مشخص است که ماه با دوره زمانی کمی کمتر از یک ماه به دور زمین می چرخد ​​و زمین با دوره ای 12 ماهه به دور خورشید می چرخد. کدام یک از تصاویر ارائه شده حرکت ماه به دور خورشید را بهتر نشان می دهد؟ اگر فواصل خورشید تا زمین و از زمین تا ماه و همچنین سرعت چرخش ماه به دور زمین و سیستم زمین/ماه به دور خورشید را با هم مقایسه کنیم، بهترین گزینه D است. وضعیت را نشان می دهد که می توان آنها را برای دستیابی به برخی اثرات اغراق آمیز کرد، اما از نظر کمی گزینه های A، B و C نادرست هستند.

حالا بیایید به حرکت منظومه شمسی از طریق کهکشان بپردازیم.

حاوی چند نادرستی است؟ اولاً، همه سیارات در هر زمان معین در یک صفحه قرار دارند. هیچ تاخیری وجود ندارد که سیارات دورتر از خورشید نسبت به سیارات کمتر از خورشید نشان دهند.

در مرحله دوم، اجازه دهید سرعت واقعی سیارات را به خاطر بسپاریم. عطارد سریعتر از بقیه در منظومه ما حرکت می کند و با سرعت 47 کیلومتر بر ثانیه به دور خورشید می چرخد. این سرعت 60 درصد سریع‌تر از سرعت مداری زمین، حدود 4 برابر سریع‌تر از مشتری و 9 برابر سریع‌تر از نپتون است که با سرعت 5.4 کیلومتر بر ثانیه می‌چرخد. و خورشید با سرعت 220 کیلومتر بر ثانیه از میان کهکشان عبور می کند.

در مدت زمانی که عطارد یک دور کامل می کند، کل منظومه شمسی 1.7 میلیارد کیلومتر را در مدار بیضی درون کهکشانی خود طی می کند. در عین حال، شعاع مدار عطارد تنها 58 میلیون کیلومتر یا تنها 3.4 درصد از فاصله ای است که کل منظومه شمسی به آن حرکت می کند.

اگر حرکت منظومه شمسی در سراسر کهکشان را در یک مقیاس ترسیم کنیم و به نحوه حرکت سیارات نگاه کنیم، موارد زیر را مشاهده خواهیم کرد:

تصور کنید که کل منظومه - خورشید، ماه، تمام سیارات، سیارک‌ها، دنباله‌دارها - با سرعت زیاد در زاویه 60 درجه نسبت به صفحه منظومه شمسی حرکت می‌کنند. چیزی شبیه به این:

اگر همه اینها را کنار هم بگذاریم، تصویر دقیق تری به دست می آید:

در مورد تقدم چطور؟ و همچنین در مورد نوسانات پایین به بالا و در خارج؟ همه اینها درست است، اما ویدیو آن را به شیوه ای بیش از حد اغراق آمیز و سوء تعبیر نشان می دهد.

در واقع، تقدم منظومه شمسی با یک دوره 26000 ساله رخ می دهد. اما هیچ حرکت مارپیچی نه در خورشید و نه در سیارات وجود ندارد. تقدم نه توسط مدار سیارات، بلکه توسط محور چرخش زمین انجام می شود.

ستاره شمالی به طور مداوم در بالای قطب شمال قرار ندارد. بیشتر اوقات ما ستاره قطبی نداریم. 3000 سال پیش کوهاب از ستاره شمالی به قطب نزدیکتر بود. در 5500 سال، آلدرامین به ستاره قطبی تبدیل خواهد شد. و پس از 12000 سال، وگا، دومین ستاره درخشان در نیمکره شمالی، تنها 2 درجه از قطب فاصله خواهد داشت. اما این چیزی است که با فرکانس هر 26000 سال یک بار تغییر می کند و نه حرکت خورشید یا سیارات.

در مورد باد خورشیدی چطور؟

این تابشی است که از خورشید (و همه ستارگان) می‌آید، و نه آن چیزی که هنگام حرکت در کهکشان به آن برخورد می‌کنیم. ستارگان داغ ذرات باردار با حرکت سریع ساطع می کنند. مرز منظومه شمسی از جایی می گذرد که باد خورشیدی دیگر توانایی دور زدن محیط بین ستاره ای را ندارد. مرز هلیوسفر وجود دارد.

حالا در مورد حرکات بالا و پایین و داخل و خارج در رابطه با کهکشان.

از آنجایی که خورشید و منظومه شمسی در معرض گرانش هستند، این گرانش است که بر حرکت آنها غالب است. اکنون خورشید در فاصله 25-27 هزار سال نوری از مرکز کهکشان قرار دارد و به صورت بیضی در اطراف آن حرکت می کند. در همان زمان، تمام ستارگان دیگر، گاز، غبار نیز در کهکشان به صورت بیضی حرکت می کنند. و بیضی خورشید با بقیه فرق دارد.

با یک دوره 220 میلیون ساله، خورشید یک چرخش کامل به دور کهکشان انجام می دهد و کمی از بالا و پایین مرکز صفحه کهکشانی عبور می کند. اما از آنجایی که همه مواد دیگر در کهکشان به همین ترتیب حرکت می کنند، جهت صفحه کهکشانی در طول زمان تغییر می کند. ما ممکن است در حالت بیضی در حال حرکت باشیم، اما کهکشان یک صفحه چرخان است، بنابراین هر 63 میلیون سال یک بار به سمت بالا و پایین حرکت می کنیم، اگرچه حرکت درونی و بیرونی ما هر 220 میلیون سال اتفاق می افتد.

اما سیارات نمی‌چرخند، حرکت آنها غیرقابل تشخیص تحریف می‌شود، ویدیو به اشتباه در مورد تقدم و باد خورشیدی صحبت می‌کند و متن پر از خطا است. شبیه سازی بسیار زیبا انجام شده است، اما اگر درست باشد بسیار زیباتر خواهد بود.

جاذبه نه تنها می تواند جذب کند، بلکه دفع کند - این جمله را چگونه دوست دارید؟ و نه در برخی نظریه‌های جدید ریاضی، بلکه در واقع - دافع بزرگ، همانطور که گروهی از دانشمندان آن را نامیده‌اند، مسئول نیمی از سرعتی است که کهکشان ما در فضا حرکت می‌کند. فوق العاده به نظر می رسد، اینطور نیست؟ بیایید آن را بفهمیم.

ابتدا بیایید نگاهی به اطراف بیندازیم و با همسایگان خود در کیهان آشنا شویم. در طول چند دهه گذشته، ما چیزهای زیادی آموخته‌ایم و کلمه کیهان‌شناسی امروزه اصطلاحی از رمان‌های علمی تخیلی استروگاتسکی‌ها نیست، بلکه یکی از شاخه‌های اخترفیزیک مدرن است که به تهیه نقشه‌های بخشی از جهان در دسترس ما. نزدیکترین همسایه کهکشان راه شیری ما کهکشان آندرومدا است که با چشم غیر مسلح در آسمان شب قابل مشاهده است. اما دیدن چند ده همراه دیگر امکان پذیر نخواهد بود - کهکشان های کوتوله ای که به دور ما و آندرومدا می چرخند بسیار کم نور هستند و اخترفیزیکدانان هنوز مطمئن نیستند که همه آنها را پیدا کرده اند. با این حال، همه این کهکشان‌ها (از جمله آنهایی که کشف نشده‌اند)، و همچنین کهکشان مثلثی و کهکشان NGC 300 در گروه محلی کهکشان‌ها قرار دارند. در حال حاضر 54 کهکشان شناخته شده در گروه محلی وجود دارد که بیشتر آنها کهکشان های کوتوله کم نور ذکر شده هستند و اندازه آن بیش از 10 میلیون سال نوری است. گروه محلی، همراه با حدود 100 خوشه کهکشانی دیگر، بخشی از ابرخوشه Virgo است که بیش از 110 میلیون سال نوری وسعت دارد.

در سال 2014، گروهی از اخترفیزیکدانان به رهبری برنت تالی از دانشگاه هاوایی دریافتند که خود این ابرخوشه، متشکل از 30 هزار کهکشان، بخشی از کهکشان دیگری است. Oساختار بزرگتر - ابرخوشه Laniakea، که در حال حاضر شامل بیش از 100 هزار کهکشان است. باقی مانده است که آخرین گام را برداریم - Laniakea، همراه با ابرخوشه پرسئوس-ماهی، بخشی از مجموعه ابرخوشه ماهی - سیتوس است، که همچنین یک رشته کهکشانی است، یعنی بخشی جدایی ناپذیر از ساختار مقیاس بزرگ جهان است. .

مشاهدات و شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای تأیید می‌کنند که کهکشان‌ها و خوشه‌ها به‌طور آشفته در سراسر جهان پراکنده نیستند، بلکه ساختار پیچیده‌ای اسفنج‌مانند با رشته‌ها، گره‌ها و حفره‌ها را تشکیل می‌دهند که به عنوان حفره نیز شناخته می‌شوند. جهان، همانطور که ادوین هابل تقریباً صد سال پیش نشان داد، در حال انبساط است و ابرخوشه‌ها بزرگترین تشکیلاتی هستند که توسط گرانش از دور شدنشان جلوگیری می‌شود. یعنی به بیان ساده تر، رشته ها به دلیل تأثیر انرژی تاریک از یکدیگر پراکنده می شوند و حرکت اجسام در داخل آنها عمدتاً به دلیل نیروهای جاذبه گرانشی است.

و اکنون، با دانستن اینکه کهکشان‌ها و خوشه‌های زیادی در اطراف ما وجود دارند که به شدت یکدیگر را جذب می‌کنند که حتی بر انبساط کیهان غلبه می‌کنند، وقت آن است که این سوال کلیدی را بپرسیم: این همه به کجا می‌رود؟ این دقیقاً همان چیزی است که گروهی از دانشمندان به همراه یهودی هافمن از دانشگاه عبری اورشلیم و برنت تولی که قبلاً ذکر شد، سعی در پاسخ به آن دارند. کار مشترک آنها، منتشر شده در طبیعت، بر اساس داده های پروژه Cosmicflows-2 است که فاصله و سرعت بیش از 8000 کهکشان مجاور را اندازه گیری کرد. این پروژه در سال 2013 توسط همان برنت تولی به همراه همکارانش از جمله ایگور کاراچنتسف، یکی از پراستنادترین اخترفیزیکدانان رصدی روسی، راه اندازی شد.

نقشه سه بعدی کیهان محلی (با ترجمه روسی) که توسط دانشمندان گردآوری شده است را می توان در آدرس زیر مشاهده کرد. این ویدیو.

طرح ریزی سه بعدی بخشی از کیهان محلی. در سمت چپ، خطوط آبی میدان سرعت همه کهکشان‌های شناخته‌شده ابرخوشه‌های مجاور را نشان می‌دهند - آنها آشکارا به سمت جاذبه شیپلی حرکت می‌کنند. در سمت راست، میدان ضد سرعت (مقادیر معکوس میدان سرعت) با رنگ قرمز نشان داده شده است. آنها در نقطه ای به هم می رسند که در اثر کمبود گرانش در این منطقه از کیهان "به بیرون رانده می شوند".

یهودا هافمن و همکاران 2016

پس این همه کجا می رود؟ برای پاسخ، ما به یک نقشه دقیق سرعت برای تمام اجسام عظیم در کیهان نزدیک نیاز داریم. متأسفانه، داده‌های Cosmicflows-2 برای ساختن آن کافی نیست - علیرغم این واقعیت که این بهترین چیزی است که بشریت دارد، ناقص است، از نظر کیفیت ناهمگن است و دارای خطاهای بزرگ است. پروفسور هافمن تخمین وینر را روی داده های شناخته شده اعمال کرد - یک تکنیک آماری برای جداسازی سیگنال مفید از نویز که از رادیو الکترونیک می آید. این ارزیابی به ما امکان می دهد یک مدل اساسی از رفتار سیستم (در مورد ما، مدل استاندارد کیهان شناسی) معرفی کنیم، که رفتار کلی همه عناصر را در غیاب سیگنال های اضافی تعیین می کند. یعنی حرکت یک کهکشان خاص با مقررات کلی مدل استاندارد، در صورتی که داده های کافی برای آن وجود نداشته باشد، و با داده های اندازه گیری، در صورت وجود، تعیین می شود.

نتایج آنچه را قبلاً می دانستیم تأیید کرد - کل گروه محلی کهکشان ها در حال پرواز در فضا به سمت جاذبه بزرگ، یک ناهنجاری گرانشی در مرکز Laniakea هستند. و خود جذب کننده بزرگ، علی رغم نامش، چندان عالی نیست - توسط ابرخوشه بسیار عظیم تر شیپلی جذب می شود که با سرعت 660 کیلومتر در ثانیه به سمت آن می رویم. مشکلات زمانی شروع شد که اخترفیزیکدانان تصمیم گرفتند سرعت اندازه گیری شده گروه محلی را با سرعت محاسبه شده که از جرم ابرخوشه شپلی به دست می آید، مقایسه کنند. معلوم شد که با وجود جرم عظیم خود (10 هزار جرم کهکشان ما)، نمی تواند ما را به چنین سرعتی برساند. علاوه بر این، دانشمندان با ساختن نقشه ای از ضد سرعت ها (نقشه ای از بردارهایی که در جهت مخالف بردارهای سرعت هستند)، ناحیه ای را پیدا کردند که به نظر می رسد ما را از خودش دور می کند. علاوه بر این، دقیقاً در سمت مخالف ابرخوشه شیپلی قرار دارد و دقیقاً با همان سرعتی که در مجموع 660 کیلومتر در ثانیه مورد نیاز را به دست می‌آورد، دفع می‌شود.

کل ساختار جذاب- دافعه شبیه به شکل یک دوقطبی الکتریکی است که در آن خطوط نیرو از یک بار به بار دیگر می روند.

دوقطبی الکتریکی کلاسیک از کتاب درسی فیزیک.

اشتراکات ویکی مدیا

اما این با تمام فیزیک هایی که می دانیم در تضاد است - ضد جاذبه نمی تواند وجود داشته باشد! این چه معجزه ای است؟ برای پاسخ، بیایید تصور کنیم که شما توسط پنج دوست احاطه شده و به جهات مختلف کشیده شده اید - اگر آنها این کار را با همان نیرو انجام دهند، شما در جای خود خواهید ماند، گویی کسی شما را نمی کشد. با این حال، اگر یکی از آنها، که در سمت راست ایستاده، به شما اجازه رفتن دهد، به سمت چپ حرکت خواهید کرد - در جهت مخالف او. به همین ترتیب، اگر پنج دوست کشنده با یک نفر ششم ملحق شوند، به سمت چپ حرکت خواهید کرد، که در سمت راست می ایستد و به جای کشیدن شما شروع به هل دادن شما می کند.

نسبت به آنچه در فضا در حال حرکت هستیم.

به طور جداگانه، باید بدانید که چگونه سرعت در فضا تعیین می شود. چندین روش مختلف وجود دارد، اما یکی از دقیق ترین و اغلب مورد استفاده، استفاده از اثر داپلر، یعنی اندازه گیری تغییر خطوط طیفی است. یکی از مشهورترین خطوط هیدروژن، بالمر آلفا، در آزمایشگاه به عنوان یک گسیل قرمز روشن در طول موج 656.28 نانومتر قابل مشاهده است. و در کهکشان آندرومدا، طول آن در حال حاضر 655.23 نانومتر است - طول موج کوتاهتر به این معنی است که کهکشان به سمت ما حرکت می کند. کهکشان آندرومدا یک استثنا است. بیشتر کهکشان‌های دیگر از ما دور می‌شوند - و خطوط هیدروژن در آنها در امواج طولانی‌تری گرفتار می‌شوند: 658، 670، 785 نانومتر - هر چه دورتر از ما باشد، کهکشان‌ها سریع‌تر پرواز می‌کنند و جابه‌جایی خطوط طیفی به منطقه بیشتر می‌شود. امواج بلندتر (به این حالت انتقال به سرخ می گویند). با این حال، این روش یک محدودیت جدی دارد - می‌تواند سرعت ما را نسبت به کهکشان دیگر (یا سرعت یک کهکشان نسبت به ما) اندازه‌گیری کند، اما چگونه می‌توان با همان کهکشان کجا پرواز می‌کنیم (و اینکه آیا در حال پرواز به جایی هستیم) ? مثل رانندگی با ماشینی با سرعت‌سنج خراب و بدون نقشه است - ما از برخی ماشین‌ها سبقت می‌گیریم، بعضی ماشین‌ها از ما سبقت می‌گیرند، اما همه آنها به کجا می‌روند و سرعت ما نسبت به جاده چقدر است؟ در فضا چنین جاده ای وجود ندارد، یعنی یک سیستم مختصات مطلق. به طور کلی هیچ چیز ثابتی در فضا وجود ندارد که بتوان اندازه گیری ها را به آن گره زد.

چیزی جز نور نیست

درست است - نور، دقیق تر تابش حرارتی، که بلافاصله پس از انفجار بزرگ ظاهر شد و به طور مساوی (این مهم است) در سراسر جهان پخش شد. ما آن را تشعشعات پس زمینه مایکروویو کیهانی می نامیم. به دلیل انبساط کیهان، دمای تابش پس‌زمینه مایکروویو کیهانی دائماً در حال کاهش است و اکنون در زمانی زندگی می‌کنیم که برابر با ۲.۷۳ کلوین است. همگنی - یا همان طور که فیزیکدانان می گویند، همسانگردی - تابش پس زمینه مایکروویو کیهانی به این معنی است که مهم نیست که تلسکوپ را به سمت آسمان بگیرید، دمای فضا باید 2.73 کلوین باشد. اما این در صورتی است که ما نسبت به تابش پس‌زمینه مایکروویو کیهانی حرکت نکنیم. با این حال، اندازه‌گیری‌ها، از جمله اندازه‌گیری‌هایی که توسط تلسکوپ‌های پلانک و COBE انجام شد، نشان داد که دمای نیمی از آسمان کمی کمتر از این مقدار و نیمی دیگر کمی بیشتر است. اینها خطاهای اندازه گیری نیستند، به دلیل همان اثر داپلر - ما در حال جابجایی نسبت به CMB هستیم، و بنابراین بخشی از CMB، که به سمت آن با سرعت 660 کیلومتر در ثانیه پرواز می کنیم، به نظر ما کمی گرمتر به نظر می رسد.

نقشه تابش پس زمینه مایکروویو کیهانی به دست آمده توسط رصدخانه فضایی COBE. توزیع دمای دوقطبی حرکت ما را در فضا ثابت می کند - ما در حال دور شدن از یک منطقه سردتر (رنگ های آبی) به سمت یک منطقه گرمتر هستیم (رنگ های زرد و قرمز در این طرح ریزی).

DMR، COBE، ناسا، نقشه آسمان چهار ساله

نقشه سرعت کیهان محلی، تقریباً 2 میلیارد سال نوری اندازه دارد. فلش زرد در مرکز از گروه محلی کهکشان ها خارج می شود و سرعت حرکت آن را تقریباً در جهت جذب کننده شپلی و دقیقاً در جهت مخالف دفع کننده نشان می دهد (که با طرح کلی زرد و خاکستری در ناحیه سمت راست و بالا مشخص می شود. ).

یهودا هافمن و همکاران 2016

تعداد زیادی از ستارگان و سحابی ها، به ویژه گاز و غبار، مانع از رسیدن نور کهکشان های دوردست واقع در طرف دیگر قرص کهکشانی به ما می شوند. تنها مشاهدات اخیر با تلسکوپ های پرتو ایکس و رادیویی، که می توانند تشعشعات عبوری آزادانه از گاز و غبار را تشخیص دهند، امکان تهیه فهرست کم و بیش کاملی از کهکشان ها را در منطقه اجتنابی فراهم کرده است. در واقع تعداد بسیار کمی کهکشان در منطقه گریت ریپاسور وجود دارد، بنابراین به نظر می رسد که کاندیدای یک خلاء است - یک منطقه خالی غول پیکر از ساختار کیهانی کیهان.

در خاتمه، باید گفت که هر چقدر هم که سرعت پرواز ما در فضا زیاد باشد، نمی‌توانیم به جذب کننده شیپلی یا جذب کننده بزرگ برسیم - طبق محاسبات دانشمندان، هزاران بار زمان می‌برد. بزرگتر از سن کیهان است، بنابراین هر چقدر هم که دقیق باشد مهم نیست که علم کیهان شناسی چگونه توسعه یافته است، نقشه های آن برای مدت طولانی برای علاقه مندان به سفر مفید نخواهد بود.

مرات موسین

سیاره زمین، منظومه شمسی، و تمام ستارگان قابل مشاهده با چشم غیر مسلح در داخل هستند کهکشان راه شیری، که یک کهکشان مارپیچی میله ای است که دارای دو بازوی مجزا است که از انتهای میله شروع می شود.

این در سال 2005 توسط تلسکوپ فضایی لیمان اسپیتزر تایید شد، که نشان داد میله مرکزی کهکشان ما بزرگتر از آنچه قبلا تصور می شد است. کهکشان های مارپیچیمیله ای - کهکشان های مارپیچی با میله ای ("نوار") از ستارگان درخشان که از مرکز گسترش یافته و از وسط کهکشان عبور می کند.

بازوهای مارپیچی در این گونه کهکشان ها از انتهای میله ها شروع می شوند، در حالی که در کهکشان های مارپیچی معمولی مستقیماً از هسته گسترش می یابند. مشاهدات نشان می دهد که حدود دو سوم کهکشان های مارپیچی میله ای هستند. بر اساس فرضیه های موجود، پل ها مراکز تشکیل ستاره هستند که از تولد ستارگان در مراکز خود پشتیبانی می کنند. فرض بر این است که آنها از طریق تشدید مداری، اجازه می دهند گاز بازوهای مارپیچی از آنها عبور کند. این مکانیسم هجوم مصالح ساختمانی را برای تولد ستارگان جدید فراهم می کند. کهکشان راه شیری به همراه کهکشان آندرومدا (M31)، کهکشان مثلثی (M33) و بیش از 40 کهکشان اقماری کوچکتر گروه محلی کهکشان ها را تشکیل می دهند که به نوبه خود بخشی از ابرخوشه سنبله است. دانشمندان با استفاده از تصویربرداری فروسرخ از تلسکوپ اسپیتزر ناسا دریافتند که ساختار مارپیچی زیبا کهکشان راه شیری تنها دو بازوی غالب از انتهای یک نوار مرکزی از ستاره ها دارد. پیش از این تصور می شد کهکشان ما دارای چهار بازوی اصلی است.

در مقایسه با هاله، دیسک کهکشان به طرز محسوسی سریعتر می چرخد. سرعت چرخش آن در فواصل مختلف از مرکز یکسان نیست. از صفر در مرکز به سرعت به 200-240 کیلومتر بر ثانیه در فاصله 2 هزار سال نوری از آن افزایش می یابد، سپس تا حدودی کاهش می یابد، دوباره به مقدار تقریباً یکسانی افزایش می یابد و سپس تقریباً ثابت می ماند. با مطالعه ویژگی های چرخش قرص کهکشان، تخمین جرم آن 150 میلیارد بار بیشتر از جرم خورشید است. سن کهکشان های راه شیریبرابر است13200 میلیون سال قدمت دارد، تقریباً به اندازه کیهان. کهکشان راه شیری بخشی از گروه محلی کهکشان ها است.

خورشید همراه با سایر ستارگان به دور مرکز کهکشان با سرعت 220 تا 240 کیلومتر بر ثانیه می چرخد ​​و تقریباً در 225 تا 250 میلیون سال (که یک سال کهکشانی است) یک دور می چرخد. بنابراین، زمین در تمام مدت وجود خود، بیش از 30 بار به دور مرکز کهکشان پرواز نکرده است. سال کهکشانی کهکشان 50 میلیون سال است، دوره انقلاب جامپر 15-18 میلیون سال است. در مجاورت خورشید می توان بخش هایی از دو بازوی مارپیچی را ردیابی کرد که تقریباً 3 هزار سال نوری از ما فاصله دارند. بر اساس صورت‌های فلکی که این مناطق در آن‌ها مشاهده می‌شوند، نام‌های بازوی کمان و بازوی پرسئوس به آن‌ها داده شد. خورشید تقریباً در وسط بین این شاخه های مارپیچ قرار دارد. اما نسبتاً نزدیک به ما (با استانداردهای کهکشانی)، در صورت فلکی شکارچی، بازوی نه چندان واضح دیگری - بازوی شکارچی که شاخه‌ای از یکی از بازوهای مارپیچی اصلی کهکشان در نظر گرفته می‌شود، عبور می‌کند. سرعت چرخش خورشید به دور مرکز کهکشان تقریباً با سرعت موج تراکم تشکیل بازوی مارپیچی منطبق است. این وضعیت برای کهکشان به طور کلی غیرمعمول است: بازوهای مارپیچی با سرعت زاویه‌ای ثابت مانند پره‌های چرخ می‌چرخند و حرکت ستارگان بر اساس الگوی متفاوتی اتفاق می‌افتد، بنابراین تقریباً کل جمعیت ستاره‌ای دیسک یا سقوط می‌کند. داخل بازوهای مارپیچی یا از آنها می افتد. تنها جایی که سرعت ستارگان و بازوهای مارپیچی بر هم منطبق است، دایره‌ای است که به آن دایره‌ای می‌گویند و خورشید روی آن قرار دارد. برای زمین، این شرایط بسیار مهم است، زیرا فرآیندهای خشونت آمیز در بازوهای مارپیچی رخ می دهد و تشعشعات قدرتمندی را تولید می کند که برای همه موجودات زنده مخرب است. و هیچ جوی نمی تواند از آن محافظت کند. اما سیاره ما در یک مکان نسبتا آرام در کهکشان وجود دارد و صدها میلیون (یا حتی میلیاردها) سال تحت تأثیر این فجایع کیهانی قرار نگرفته است. شاید به همین دلیل است که زندگی توانسته است روی زمین متولد و حفظ شود که سن آن تخمین زده می شود 4.6 میلیارد سال نموداری از موقعیت زمین در کیهان در مجموعه ای از هشت نقشه که از چپ به راست نشان می دهد که از زمین شروع می شود و در حال حرکت به داخل منظومه شمسی، به منظومه های ستاره ای همسایه، به کهکشان راه شیری، به گروه های کهکشانی محلی، بهابرخوشه های محلی باکره, در ابرخوشه محلی ما، و به جهان قابل مشاهده ختم می شود.

منظومه شمسی: 0.001 سال نوری

همسایگان در فضای بین ستاره ای

راه شیری: 100000 سال نوری

گروه های کهکشانی محلی

ابرخوشه محلی باکره

محلی بالای خوشه ای از کهکشان ها

جهان قابل مشاهده

زمین همراه با سیارات به دور خورشید می چرخد ​​و تقریباً همه مردم روی زمین این را می دانند. این واقعیت که خورشید به دور مرکز کهکشان راه شیری ما می چرخد، از قبل برای تعداد بسیار کمتری از ساکنان این سیاره شناخته شده است. اما این همه ماجرا نیست. کهکشان ما به دور مرکز جهان می چرخد. بیایید در مورد آن بدانیم و فیلم های ویدیویی جالب را تماشا کنیم.

به نظر می رسد که کل منظومه شمسی همراه با خورشید از طریق ابر بین ستاره ای محلی (صفحه بدون تغییر موازی با خود باقی می ماند) با سرعت 25 کیلومتر بر ثانیه حرکت می کند. این حرکت تقریباً عمود بر صفحه تغییرناپذیر هدایت می شود.

شاید در اینجا باید به دنبال توضیحی برای تفاوت های مشاهده شده در ساختار نیمکره شمالی و جنوبی خورشید، نوارها و نقاط هر دو نیمکره مشتری باشیم. در هر صورت، این حرکت برخوردهای احتمالی بین منظومه شمسی و ماده پراکنده به یک شکل در فضای بین ستاره ای را تعیین می کند. حرکت واقعی سیارات در فضا در امتداد خطوط مارپیچ دراز رخ می دهد (به عنوان مثال، "ضربه" پیچ مدار مشتری 12 برابر بیشتر از قطر آن است).

در 226 میلیون سال (سال کهکشانی)، منظومه شمسی یک انقلاب کامل در اطراف مرکز کهکشان انجام می دهد و در امتداد یک مسیر تقریبا دایره ای با سرعت 220 کیلومتر بر ثانیه حرکت می کند.

خورشید ما بخشی از یک منظومه ستاره ای عظیم به نام کهکشان (که راه شیری نیز نامیده می شود) است. کهکشان ما شکل یک دیسک دارد، شبیه به دو صفحه که در لبه‌ها تا شده‌اند. در مرکز آن هسته گرد کهکشان قرار دارد.

اگر از بالا به کهکشان خود نگاه کنید، مانند یک مارپیچ به نظر می رسد که در آن ماده ستاره ای عمدتاً در شاخه های آن متمرکز شده است که بازوهای کهکشانی نامیده می شوند. بازوها در صفحه دیسک کهکشان قرار دارند.

کهکشان ما بیش از 100 میلیارد ستاره دارد. قطر قرص کهکشان حدود 30 هزار پارسک (100000 سال نوری) و ضخامت آن حدود 1000 سال نوری است.

ستارگان درون دیسک در مسیرهای دایره‌ای در اطراف مرکز کهکشان حرکت می‌کنند، درست همانطور که سیارات منظومه شمسی به دور خورشید می‌چرخند. چرخش کهکشان هنگام نگاه کردن به کهکشان از قطب شمال آن (واقع در صورت فلکی کما برنیکس) در جهت عقربه های ساعت اتفاق می افتد. سرعت چرخش دیسک در فواصل مختلف از مرکز یکسان نیست: با دور شدن از آن کاهش می یابد.

هر چه به مرکز کهکشان نزدیکتر باشد، چگالی ستارگان بیشتر است. اگر ما در سیاره ای نزدیک ستاره ای نزدیک به هسته کهکشان زندگی می کردیم، ده ها ستاره در آسمان قابل مشاهده بودند که از نظر روشنایی با ماه قابل مقایسه هستند.

با این حال، می توان گفت که خورشید از مرکز کهکشان بسیار دور است - در حومه آن، در فاصله حدود 26 هزار سال نوری (8.5 هزار پارسک)، در نزدیکی صفحه کهکشان. در بازوی شکارچی قرار دارد و به دو بازوی بزرگتر متصل است - بازوی کمان داخلی و بازوی بیرونی پرسئوس.

خورشید با سرعتی در حدود 220-250 کیلومتر در ثانیه به دور مرکز کهکشان حرکت می کند و بر اساس تخمین های مختلف در 220-250 میلیون سال یک انقلاب کامل در اطراف مرکز آن ایجاد می کند. در طول وجود آن، دوره انقلاب خورشید همراه با ستارگان اطراف در نزدیکی مرکز منظومه ستاره ای ما، سال کهکشانی نامیده می شود. اما باید درک کنید که هیچ دوره مشترکی برای کهکشان وجود ندارد، زیرا مانند یک بدنه سفت و سخت نمی چرخد. خورشید در طول عمر خود تقریباً 30 بار دور کهکشان چرخید.

چرخش خورشید به دور مرکز کهکشان نوسانی است: هر 33 میلیون سال از استوای کهکشانی می گذرد، سپس از صفحه خود تا ارتفاع 230 سال نوری بالا می رود و دوباره به سمت استوا فرود می آید.

جالب اینجاست که خورشید دقیقاً همزمان با بازوهای مارپیچی یک چرخش کامل در اطراف مرکز کهکشان انجام می دهد. در نتیجه، خورشید از مناطق تشکیل ستاره فعال، که در آن ابرنواخترها اغلب فوران می کنند - منابع تشعشع مخرب برای زندگی، عبور نمی کند. یعنی در بخشی از کهکشان قرار دارد که برای پیدایش و حفظ حیات بسیار مطلوب است.

منظومه شمسی بسیار آهسته تر از آنچه قبلا تصور می شد در محیط بین ستاره ای کهکشان ما حرکت می کند و هیچ موج ضربه ای در لبه اصلی آن شکل نمی گیرد. به گزارش ریانووستی، این توسط اخترشناسانی که داده های جمع آوری شده توسط کاوشگر IBEX را تجزیه و تحلیل کردند، ایجاد شد.

تقریباً می‌توانیم بگوییم که هیچ موج ضربه‌ای در مقابل هلیوسفر (حبابی که منظومه شمسی را از محیط بین ستاره‌ای محدود می‌کند) وجود ندارد و تعامل آن با محیط بین‌ستاره‌ای بسیار ضعیف‌تر و بیشتر از گذشته به میدان‌های مغناطیسی وابسته است. این دانشمندان در مقاله منتشر شده در مجله Science می نویسند.
IBEX (کاوشگر مرزهای بین ستاره ای) ناسا، که در ژوئن 2008 به فضا پرتاب شد، برای کاوش در مرز منظومه شمسی و فضای بین ستاره ای - هلیوسفر که در فاصله تقریباً 16 میلیارد کیلومتری از خورشید قرار دارد، طراحی شده است.

در این فاصله، جریان ذرات باردار از باد خورشیدی و قدرت میدان مغناطیسی خورشید به حدی ضعیف می شود که دیگر نمی توانند بر فشار ماده تخلیه شده بین ستاره ای و گاز یونیزه شده غلبه کنند. در نتیجه، یک "حباب" هلیوسفر تشکیل می شود که در داخل با باد خورشیدی پر شده و در خارج توسط گاز بین ستاره ای احاطه شده است.

میدان مغناطیسی خورشید مسیر ذرات باردار بین ستاره ای را منحرف می کند، اما هیچ تاثیری بر اتم های خنثی هیدروژن، اکسیژن و هلیوم که آزادانه به مناطق مرکزی منظومه شمسی نفوذ می کنند، ندارد. آشکارسازهای ماهواره IBEX چنین اتم های خنثی را "گرفتن" می کنند. مطالعه آنها به اخترشناسان اجازه می دهد تا در مورد ویژگی های منطقه مرزی منظومه شمسی نتیجه گیری کنند.

گروهی از دانشمندان از ایالات متحده آمریکا، آلمان، لهستان و روسیه تجزیه و تحلیل جدیدی از داده های ماهواره IBEX ارائه کردند که بر اساس آن سرعت منظومه شمسی کمتر از آنچه قبلا تصور می شد بود. در عین حال، همانطور که داده های جدید نشان می دهد، موج ضربه ای در قسمت جلویی هلیوسفر ایجاد نمی شود.

بوم صوتی که هنگام شکستن دیوار صوتی توسط هواپیمای جت رخ می دهد، می تواند به عنوان یک مثال زمینی برای موج ضربه ای باشد. دیوید مک کوماس، سرپرست این مطالعه، در بیانیه مطبوعاتی مؤسسه تحقیقاتی Southwest گفت: وقتی یک هواپیما به سرعت مافوق صوت می رسد، هوای جلوی آن نمی تواند به اندازه کافی سریع از مسیر خود خارج شود و در نتیجه یک موج شوک ایجاد می شود. ایالات متحده آمریکا).

برای حدود یک ربع قرن، دانشمندان بر این باور بودند که هلیوسفر در فضای بین ستاره‌ای با سرعت کافی در حال حرکت است که چنین موج ضربه‌ای در مقابل آن ایجاد شود. با این حال، داده های جدید IBEX نشان داد که منظومه شمسی در واقع با سرعت 23.25 کیلومتر در ثانیه از میان یک ابر محلی گاز بین ستاره ای در حال حرکت است که 3.13 کیلومتر در ثانیه کندتر از آنچه قبلا تصور می شد است. و این سرعت کمتر از حدی است که در آن موج ضربه ای رخ می دهد.

مک کوماس گفت: «اگرچه یک موج ضربه ای در مقابل حباب های اطراف بسیاری از ستارگان دیگر وجود دارد، اما متوجه شدیم که برهمکنش خورشید ما با محیطش به آستانه ای نمی رسد که در آن موج ضربه ای شکل می گیرد.

پیش از این، کاوشگر IBEX مشغول نقشه برداری از مرز هلیوسفر بود و یک نوار مرموز را در هلیوسفر با شار افزایش یافته ذرات پر انرژی کشف کرد که "حباب" هلیوسفر را احاطه کرده بود. همچنین با کمک IBEX مشخص شد که سرعت حرکت منظومه شمسی طی 15 سال گذشته به دلایل غیرقابل توضیحی بیش از 10 درصد کاهش یافته است.

کیهان مانند یک فرفره در حال چرخش است. ستاره شناسان آثاری از چرخش کیهان کشف کرده اند.

تا پیش از این، اکثر محققان تمایل داشتند که باور کنند که جهان ما ساکن است. یا اگر حرکت کند، فقط کمی است. تعجب تیمی از دانشمندان دانشگاه میشیگان (ایالات متحده آمریکا) به رهبری پروفسور مایکل لونگو را تصور کنید، وقتی که آنها آثار واضحی از چرخش جهان ما در فضا کشف کردند. معلوم شد که از همان ابتدا، حتی در طول انفجار بزرگ، زمانی که کیهان تازه متولد شده بود، از قبل در حال چرخش بوده است. انگار کسی آن را مانند یک فرفره پرتاب کرده بود. و او همچنان می چرخد ​​و می چرخد.

این تحقیق به عنوان بخشی از پروژه بین المللی "Sloan Digital Sky Survey" انجام شد. و دانشمندان این پدیده را با فهرست بندی جهت چرخش حدود 16000 کهکشان مارپیچی از قطب شمال کهکشان راه شیری کشف کردند. در ابتدا، دانشمندان سعی کردند شواهدی بیابند که کیهان دارای ویژگی های تقارن آینه ای است. به گزارش pravda.ru، در این مورد، آنها استدلال کردند، تعداد کهکشان هایی که در جهت عقربه های ساعت می چرخند و آنهایی که در جهت مخالف "می چرخند" یکسان خواهد بود.

اما معلوم شد که به سمت قطب شمال کهکشان راه شیری، در میان کهکشان های مارپیچی، چرخش خلاف جهت عقربه های ساعت غالب است، یعنی آنها به سمت راست جهت گیری می کنند. این روند حتی در فاصله بیش از 600 میلیون سال نوری نیز قابل مشاهده است.

نقض تقارن کوچک است، فقط حدود هفت درصد، اما احتمال اینکه این یک چنین حادثه کیهانی باشد، حدود یک در میلیون است.» «نتایج ما بسیار مهم هستند، زیرا به نظر می‌رسد با این باور تقریباً جهانی که اگر مقیاس به اندازه کافی بزرگ بگیرید، جهان همسانگرد خواهد بود، در تضاد است، یعنی جهت روشنی نخواهد داشت.

به گفته کارشناسان، یک جهان متقارن و همسانگرد باید از یک انفجار کروی متقارن بوجود می آمد که باید به شکل توپ بسکتبال باشد. با این حال، اگر جهان در هنگام تولد به دور محور خود در جهت خاصی بچرخد، کهکشان‌ها این جهت چرخش را حفظ می‌کنند. اما، از آنجایی که آنها در جهات مختلف می چرخند، نتیجه می شود که انفجار بزرگ جهت متنوعی داشته است. با این حال، به احتمال زیاد جهان هنوز در حال چرخش است.

به طور کلی، اخترفیزیکدانان قبلاً در مورد نقض تقارن و همسانگردی حدس زده بودند. حدس های آنها بر اساس مشاهدات سایر ناهنجاری های غول پیکر بود. اینها شامل آثاری از رشته های کیهانی است - نقص های فوق العاده گسترده فضا-زمان با ضخامت صفر، که به طور فرضی در اولین لحظات پس از انفجار بزرگ متولد شده اند. ظهور "کبودی" روی بدن کیهان - به اصطلاح اثری از برخوردهای گذشته آن با جهان های دیگر است. و همچنین حرکت "جریان تاریک" - جریان عظیمی از خوشه های کهکشانی که با سرعت زیادی در یک جهت می شتابند.