![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
atandakil_gunzeВ предыдущем посте https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/63661.html я рассказывал об акустических колебаниях, сформировавших крупномасштабную структуру нашего мира, и о том, как они проявляются и обнаруживаются в реликтовом фоновом излучении.
Что интересно - аккуратные расчеты, выполненные с учетом современных представлений о физических процессах, протекавших в веществе Вселенной во время, отсчитываемое с первых моментов ее существования (от завершения эпохи космологической инфляции https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/18359.html до окончания барионной эры, сопровождавшегося рекомбинацией и рождением самого реликтового фона), позволяют оценить длину звуковых волн в плазме в момент рекомбинации, 380 тысяч лет с момента рождения Вселенной. И заодно можно рассчитать, каким должен был быть угловой размер этих акустических волн, наблюдаемых нами в фоновом излучении сейчас, спустя почти 13,8 миллиарда лет.
А что вдвойне интересно - то, что я говорил: рассчитанные результаты восхитительно точно совпадают с наблюдениями: теоретические расчеты утверждают, что наблюдаемый нами в реликтовом фоновом излучении угловой размер существовавших тогда звуковых волн в плазме (сгущений-разрежений плазмы в тот момент, когда она, остыв, стала прозрачной) должен быть равным примерно одному градусу. Наблюдения реликтового фона послушно подтверждают расчеты - угловой размер областей колебаний его энергии примерно равен одному угловому градусу, причем эти колебания интенсивности являются весьма однородными.
Кстати, заодно совпадение расчетов с практикой позволило подтвердить странное свойство темной материи - ее бесстолкновительный характер, который упоминался мной не раз - она не взаимодействует ни с собой, ни с видимой материей никак, не считая гравитационного взаимодействия.
Совпадение теории с практикой всегда приятно. Однако дальше начинаются некоторые странности и загадки.
В принципе, зная размер неоднородности плотности видимой (барионной) материи в момент 380 тысяч лет от Большого взрыва, представляя себе, как менялся темп расширения Вселенной во времени и зная долю темной материи во Вселенной, можно рассчитать, какого размера достигают уплотнения материи (бывшие звуковые волны) в настоящее время. Очевидно, что это размер и будет являться характерной величиной крупномасштабных структур Вселенной - стен и войдов, о которых речь шла здесь: https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/7222.html.
Разумеется, это было сделано. И оказалось, что характерный размер неоднородностей должен не превышать примерно 25-30 км/с (почему размер измеряется в километрах в секунду? Если Вы забыли, прочитайте https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/7165.html - и узнаете, почему километр в секунду равен нынче 46330 световым годам). То есть, размер крупнейших структур во Вселенной, "стен" (гиперскоплений галактик) и войдов, не должен был бы превышать, с учетом всяких обстоятельств, миллиарда - миллиарда двухсот миллионов световых лет.
И вот тут на ум сразу же приходит Великая стена Слоан - крупнейший достоверно известный филамент (гиперскопление галактик), состоящий из нескольких тысяч скоплений галактик, имеющий длину около 1,37 Gly - миллиарда световых лет. Размер этого образования превышает допустимый расчетами.
Однако анализ строения Великой Стены Слоан показывает, что она состоит из разнородных образований. Так, две крупнейших сверхскопления галактик, входящих в этот филамент - SCI 111 и SCI 126 - совершенно различны по структуре. SCI 126 является нитевидным или, вернее, веретеновидным образованием, насчитывающим большое количество относительно молодых галактик с активным звездообразованием, в том числе, спиральных. SCI 111, скорее, представляет собой цепочку сгущений (скоплений галактик) с менее выраженной активностью. Скорее всего, это говорит о том, что SCI 111 - более старое сверхскопление, которое проэволюционировало дальше и успело начать фрагментировать под действием собственной гравитации, и его галактики тоже яляются более старыми. Так что пример Великой стены Слоан не фатален
(Замечу, кстати, что наш собственный гиперкластер Рыб-Кита тоже немаленький - он имеет размер около миллиарда световых лет, и вписывается в теорию "на пределе" - впрочем, уверенности в том, что он представляет собой единый объект, еще меньше, чем в случае Великой стены Слоан).
Но начиная с 2013 года дело пошло хуже.
Отдаленные гиперскопления рассмотреть почти невозможно - в них даже крупные галактики видны лишь посредством всяческих ухищрений. Единственное, что в них можно видеть с большого расстояния без специальных методов - это квазары, ибо яркость квазара, как мы помним, может достигать триллионов (и даже сотен триллионов!) солнечных - особенно, если он удачно ориентирован. В результате мы с большого расстояния уже видим не сверхскопления и гиперскопления галактик, а лишь квазары в них, образующие группы соответственно расположению в скоплении - так называемые большие группы квазаров (LQG).
И вот летом 2013 года было опубликовано исследование, утверждаюшее, что 73 квазара на небе группируются в вытянутую линию длиной четыре миллиарда световых лет. Это было неприятно - во-первых, противоречило теории, во-вторых, наблюдения реликтового фона не дают ни малейшего намека на существование в момент рекомбинации неоднородностей подобного масштаба.
Дальше - больше. Появилось интригующее известие о том, что 34 квазара, формирующих группу Кловис-Кампусано, имеющую размер около двух миллиардов световых лет, находятся в интригующей близости (менее 1,8 миллиарда световых лет) от указанной выше группы, а в двух градусах от нее на небе находится еще одна группа U1.11 из тридцати восьми квазаров длиной 2,2 миллиарда световых лет - так что все это, в принципе, может указывать на существование единой суперструктуры колоссального размера.
Карта расположения этих групп, именуемых, соответственно, Huge LQG (черные кружочки) и CCLQG (красные крестики):
Они не являются случайной проекцией разноудаленных квазаров - среднее красное смещение обеих групп практически одинаково, 1,27 и 1,28, что соответствует разности в расстояниях не более трехсот миллионов световых лет (при том, что группы удалены от нас почти на девять миллиардов световых лет).
Наглядное трехмерное изображение обеих групп:
Колоссальный размер образований легко видеть на координатной шкале - по склонению Huge LQG занимает на небе 15 градусов, а вместе с CCLQG - целых двадцать (более двадцатой части небосвода!).
И небольшое предупреждение: не торопитесь пересчитывать углы в размеры - вспомните про то, что расстояние по угловому размеру в нашем мире является не слишком тривиальной величиной (https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/7900.html).
Изучение реликтового фона продолжало между тем упорно указывать на то, что неоднородностей подобного масштаба в нем не обнаруживается, так что структурам подобных размеров во Вселенной просто неоткуда взяться - разве что, случайно, потому что волны плотности распространялись случайным образом и где-то они могли "вытянуться" в длинную линию. Увы, рассчитать вероятность такой случайности невозможно - нет данных.
А тем временем пытливый разум астрономов не дремал. Квазар - штука, конечно, яркая, но и его с расстояния в десять-двенадцать миллиардов световых лет видно плохо. А разглядеть подряд несколько десятков квазаров с таких расстояний - занятие вообще муторное. А что ярче квазара? Правильно, гамма-всплески https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/9114.html - эти монстры намного ярче и вообще, видны с любого расстояния. Правда, определить расстояние до гамма-всплеска удается не всегда (это - если говорить очень мягко, вообще же определение расстояния до гамма-всплеска - это редкая удача), зато расположение их определяется с большой точностью.
И вот в ноябре 2013 года статистический анализ распределения гамма-всплесков на небе навел на мысль о том, что в созвездиях Геркулес - Северная Корона плотность гамма-всплесков, а стало быть, и расположения галактик, статистически повышена, причем размер области, в которых эта плотность повышена по сравнению с остальным небом, размахивается на десять миллиардов световых лет. Точнее говоря, 10х7,2 миллиарда световых лет (!).
Гипотетический монстр получил сначала название Великой стены Геркулес - Северная Корона и сразу же задал удивительное количество вопросов. Мало того, что он своими размерами не соответствует ни теории, ни наблюдениям за неоднородностями реликтового фона. Интересно еще и то, что видим мы его в тот момент, когда Вселенной было 3,9 миллиарда лет - при этом в такое время область размером 10 миллиардов световых лет просто не могла сформироваться закономерным образом, потому что ее крайние точки еще не были причинно связаны (не "видели" друг друга - ведь свет от каждой из них мог распространиться всего лишь на 3,9 миллиарда световых лет).
Проведенные уже в 2015 году исследования показали, что с учетом всех известных факторов вероятность случайного распределения гамма-всплесков таким несимметричным образом весьма низка. То есть, списать полученный результат на статистическую флуктуацию достаточно сложно.
Заодно, в связи с тем, что это образование выходит за пределы созвездий и Геркулеса, и Северной Короны, для него предложено труднопереводимое название NQ2-NQ4 GRB overdensity (область повышенной плотности гамма-всплесков в квадрантах NQ2-NQ4) или, точнее и со средневековой пышностью, "unnamed galaxy supercluster corresponding to the NQ2-NQ4 GRB overdensity".
При этом вскоре после выхода первой работы, посвященной обнаружению пресловутого NQ2-NQ4 GRBO, был опубликован очередной результат изучения реликтового фона с большей точностью. Неоднородностей подобного масштаба в нем никак не обнаруживается.
Конечно, эта структура могла бы быть случайным объединением нескольких гиперскоплений (случайным наложением нескольких ранних акустических волн) - но это выглядит не слишком вероятным.
А уже в июле 2015 года еще одна группа исследователей сообщила, что по данным наблюдений распределения все тех же гамма-всплесков, между z=0,78 и z=0,86 расположена еще одна суперструктура повышенной плотности диаметром более пяти с половиной миллиардов световых лет (https://arxiv.org/abs/1507.00675). Структура, якобы, имеет интригующую кольцеобразную форму (собственно, кольцо слегка сплющено и занимает на небе площадь 43 на 30 градусов).
Словом, загадка...
Одно из возможных направлений ее разгадки, которое активно исследуется - это попытки объяснить эти наблюдаемые феномены, исходя из теории струн: то, что мы наблюдаем и не можем объяснить - это гигантские струны космического масштаба, разрастающиеся в соответственном темпе и притягивающие своей гравитацией и видимую, и темную материю.
А тем временем последние исследования все чаще подтверждают подозрение, что в направлении созвездия Эридана буквально у нас под боком (примерно три миллиарда световых лет) находится войд колоссального размера - диаметром около 1,8 миллиарда световых лет (про войды - все там же, https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/7222.html) - тоже неприлично большой. Собственно, обнаруживается он по эффекту Сакса-Вольфа https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/233011.html как холодное пятно в реликтовом излучении, но то, что это огромное (пять угловых градусов, при том, что, напомню, видимый угловой размер акустических колебаний в плазме времен формирования реликтового излучения - один градус) холодное пятно в реликтовом фоне обязано своим появлением именно войду необъяснимо гигантских размеров, требует доказательства. Ибо существуют альтернативные версии - вплоть до самых экзотических, таких как отпечаток древнего взаимодействия с одной из параллельных Вселенных или остаток топологического дефекта нашего мира, проявлявшегося в раннюю эпоху (космическая текстура).
Впрочем, чем дальше, тем больше находится подтверждений тому, что речь идет именно о колоссальном супервойде.
А вот войд такой величины на разъевшиеся реликтовые струны космологического размера списать уже проблематично... Хотя и это кто-то может попробовать...
Что интересно - аккуратные расчеты, выполненные с учетом современных представлений о физических процессах, протекавших в веществе Вселенной во время, отсчитываемое с первых моментов ее существования (от завершения эпохи космологической инфляции https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/18359.html до окончания барионной эры, сопровождавшегося рекомбинацией и рождением самого реликтового фона), позволяют оценить длину звуковых волн в плазме в момент рекомбинации, 380 тысяч лет с момента рождения Вселенной. И заодно можно рассчитать, каким должен был быть угловой размер этих акустических волн, наблюдаемых нами в фоновом излучении сейчас, спустя почти 13,8 миллиарда лет.
А что вдвойне интересно - то, что я говорил: рассчитанные результаты восхитительно точно совпадают с наблюдениями: теоретические расчеты утверждают, что наблюдаемый нами в реликтовом фоновом излучении угловой размер существовавших тогда звуковых волн в плазме (сгущений-разрежений плазмы в тот момент, когда она, остыв, стала прозрачной) должен быть равным примерно одному градусу. Наблюдения реликтового фона послушно подтверждают расчеты - угловой размер областей колебаний его энергии примерно равен одному угловому градусу, причем эти колебания интенсивности являются весьма однородными.
Кстати, заодно совпадение расчетов с практикой позволило подтвердить странное свойство темной материи - ее бесстолкновительный характер, который упоминался мной не раз - она не взаимодействует ни с собой, ни с видимой материей никак, не считая гравитационного взаимодействия.
Совпадение теории с практикой всегда приятно. Однако дальше начинаются некоторые странности и загадки.
В принципе, зная размер неоднородности плотности видимой (барионной) материи в момент 380 тысяч лет от Большого взрыва, представляя себе, как менялся темп расширения Вселенной во времени и зная долю темной материи во Вселенной, можно рассчитать, какого размера достигают уплотнения материи (бывшие звуковые волны) в настоящее время. Очевидно, что это размер и будет являться характерной величиной крупномасштабных структур Вселенной - стен и войдов, о которых речь шла здесь: https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/7222.html.
Разумеется, это было сделано. И оказалось, что характерный размер неоднородностей должен не превышать примерно 25-30 км/с (почему размер измеряется в километрах в секунду? Если Вы забыли, прочитайте https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/7165.html - и узнаете, почему километр в секунду равен нынче 46330 световым годам). То есть, размер крупнейших структур во Вселенной, "стен" (гиперскоплений галактик) и войдов, не должен был бы превышать, с учетом всяких обстоятельств, миллиарда - миллиарда двухсот миллионов световых лет.
И вот тут на ум сразу же приходит Великая стена Слоан - крупнейший достоверно известный филамент (гиперскопление галактик), состоящий из нескольких тысяч скоплений галактик, имеющий длину около 1,37 Gly - миллиарда световых лет. Размер этого образования превышает допустимый расчетами.
Однако анализ строения Великой Стены Слоан показывает, что она состоит из разнородных образований. Так, две крупнейших сверхскопления галактик, входящих в этот филамент - SCI 111 и SCI 126 - совершенно различны по структуре. SCI 126 является нитевидным или, вернее, веретеновидным образованием, насчитывающим большое количество относительно молодых галактик с активным звездообразованием, в том числе, спиральных. SCI 111, скорее, представляет собой цепочку сгущений (скоплений галактик) с менее выраженной активностью. Скорее всего, это говорит о том, что SCI 111 - более старое сверхскопление, которое проэволюционировало дальше и успело начать фрагментировать под действием собственной гравитации, и его галактики тоже яляются более старыми. Так что пример Великой стены Слоан не фатален
(Замечу, кстати, что наш собственный гиперкластер Рыб-Кита тоже немаленький - он имеет размер около миллиарда световых лет, и вписывается в теорию "на пределе" - впрочем, уверенности в том, что он представляет собой единый объект, еще меньше, чем в случае Великой стены Слоан).
Но начиная с 2013 года дело пошло хуже.
Отдаленные гиперскопления рассмотреть почти невозможно - в них даже крупные галактики видны лишь посредством всяческих ухищрений. Единственное, что в них можно видеть с большого расстояния без специальных методов - это квазары, ибо яркость квазара, как мы помним, может достигать триллионов (и даже сотен триллионов!) солнечных - особенно, если он удачно ориентирован. В результате мы с большого расстояния уже видим не сверхскопления и гиперскопления галактик, а лишь квазары в них, образующие группы соответственно расположению в скоплении - так называемые большие группы квазаров (LQG).
И вот летом 2013 года было опубликовано исследование, утверждаюшее, что 73 квазара на небе группируются в вытянутую линию длиной четыре миллиарда световых лет. Это было неприятно - во-первых, противоречило теории, во-вторых, наблюдения реликтового фона не дают ни малейшего намека на существование в момент рекомбинации неоднородностей подобного масштаба.
Дальше - больше. Появилось интригующее известие о том, что 34 квазара, формирующих группу Кловис-Кампусано, имеющую размер около двух миллиардов световых лет, находятся в интригующей близости (менее 1,8 миллиарда световых лет) от указанной выше группы, а в двух градусах от нее на небе находится еще одна группа U1.11 из тридцати восьми квазаров длиной 2,2 миллиарда световых лет - так что все это, в принципе, может указывать на существование единой суперструктуры колоссального размера.
Карта расположения этих групп, именуемых, соответственно, Huge LQG (черные кружочки) и CCLQG (красные крестики):
Они не являются случайной проекцией разноудаленных квазаров - среднее красное смещение обеих групп практически одинаково, 1,27 и 1,28, что соответствует разности в расстояниях не более трехсот миллионов световых лет (при том, что группы удалены от нас почти на девять миллиардов световых лет).
Наглядное трехмерное изображение обеих групп:
Колоссальный размер образований легко видеть на координатной шкале - по склонению Huge LQG занимает на небе 15 градусов, а вместе с CCLQG - целых двадцать (более двадцатой части небосвода!).
И небольшое предупреждение: не торопитесь пересчитывать углы в размеры - вспомните про то, что расстояние по угловому размеру в нашем мире является не слишком тривиальной величиной (https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/7900.html).
Изучение реликтового фона продолжало между тем упорно указывать на то, что неоднородностей подобного масштаба в нем не обнаруживается, так что структурам подобных размеров во Вселенной просто неоткуда взяться - разве что, случайно, потому что волны плотности распространялись случайным образом и где-то они могли "вытянуться" в длинную линию. Увы, рассчитать вероятность такой случайности невозможно - нет данных.
А тем временем пытливый разум астрономов не дремал. Квазар - штука, конечно, яркая, но и его с расстояния в десять-двенадцать миллиардов световых лет видно плохо. А разглядеть подряд несколько десятков квазаров с таких расстояний - занятие вообще муторное. А что ярче квазара? Правильно, гамма-всплески https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/9114.html - эти монстры намного ярче и вообще, видны с любого расстояния. Правда, определить расстояние до гамма-всплеска удается не всегда (это - если говорить очень мягко, вообще же определение расстояния до гамма-всплеска - это редкая удача), зато расположение их определяется с большой точностью.
И вот в ноябре 2013 года статистический анализ распределения гамма-всплесков на небе навел на мысль о том, что в созвездиях Геркулес - Северная Корона плотность гамма-всплесков, а стало быть, и расположения галактик, статистически повышена, причем размер области, в которых эта плотность повышена по сравнению с остальным небом, размахивается на десять миллиардов световых лет. Точнее говоря, 10х7,2 миллиарда световых лет (!).
Гипотетический монстр получил сначала название Великой стены Геркулес - Северная Корона и сразу же задал удивительное количество вопросов. Мало того, что он своими размерами не соответствует ни теории, ни наблюдениям за неоднородностями реликтового фона. Интересно еще и то, что видим мы его в тот момент, когда Вселенной было 3,9 миллиарда лет - при этом в такое время область размером 10 миллиардов световых лет просто не могла сформироваться закономерным образом, потому что ее крайние точки еще не были причинно связаны (не "видели" друг друга - ведь свет от каждой из них мог распространиться всего лишь на 3,9 миллиарда световых лет).
Проведенные уже в 2015 году исследования показали, что с учетом всех известных факторов вероятность случайного распределения гамма-всплесков таким несимметричным образом весьма низка. То есть, списать полученный результат на статистическую флуктуацию достаточно сложно.
Заодно, в связи с тем, что это образование выходит за пределы созвездий и Геркулеса, и Северной Короны, для него предложено труднопереводимое название NQ2-NQ4 GRB overdensity (область повышенной плотности гамма-всплесков в квадрантах NQ2-NQ4) или, точнее и со средневековой пышностью, "unnamed galaxy supercluster corresponding to the NQ2-NQ4 GRB overdensity".
При этом вскоре после выхода первой работы, посвященной обнаружению пресловутого NQ2-NQ4 GRBO, был опубликован очередной результат изучения реликтового фона с большей точностью. Неоднородностей подобного масштаба в нем никак не обнаруживается.
Конечно, эта структура могла бы быть случайным объединением нескольких гиперскоплений (случайным наложением нескольких ранних акустических волн) - но это выглядит не слишком вероятным.
А уже в июле 2015 года еще одна группа исследователей сообщила, что по данным наблюдений распределения все тех же гамма-всплесков, между z=0,78 и z=0,86 расположена еще одна суперструктура повышенной плотности диаметром более пяти с половиной миллиардов световых лет (https://arxiv.org/abs/1507.00675). Структура, якобы, имеет интригующую кольцеобразную форму (собственно, кольцо слегка сплющено и занимает на небе площадь 43 на 30 градусов).
Словом, загадка...
Одно из возможных направлений ее разгадки, которое активно исследуется - это попытки объяснить эти наблюдаемые феномены, исходя из теории струн: то, что мы наблюдаем и не можем объяснить - это гигантские струны космического масштаба, разрастающиеся в соответственном темпе и притягивающие своей гравитацией и видимую, и темную материю.
А тем временем последние исследования все чаще подтверждают подозрение, что в направлении созвездия Эридана буквально у нас под боком (примерно три миллиарда световых лет) находится войд колоссального размера - диаметром около 1,8 миллиарда световых лет (про войды - все там же, https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/7222.html) - тоже неприлично большой. Собственно, обнаруживается он по эффекту Сакса-Вольфа https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/233011.html как холодное пятно в реликтовом излучении, но то, что это огромное (пять угловых градусов, при том, что, напомню, видимый угловой размер акустических колебаний в плазме времен формирования реликтового излучения - один градус) холодное пятно в реликтовом фоне обязано своим появлением именно войду необъяснимо гигантских размеров, требует доказательства. Ибо существуют альтернативные версии - вплоть до самых экзотических, таких как отпечаток древнего взаимодействия с одной из параллельных Вселенных или остаток топологического дефекта нашего мира, проявлявшегося в раннюю эпоху (космическая текстура).
Впрочем, чем дальше, тем больше находится подтверждений тому, что речь идет именно о колоссальном супервойде.
А вот войд такой величины на разъевшиеся реликтовые струны космологического размера списать уже проблематично... Хотя и это кто-то может попробовать...
