"Великое Ничто" Вселенной? Или это просто пыль?

****

Статья

***

*

N.B. Два изображения одного и того же объекта "Глобула Бок". Обратите внимание на длину волны видимого и инфракрасного диапазона в правом нижнем углу.

N.B. Созвездие Змееносец. Барнард 68 (англ. Barnard 68) — молекулярное облако, тёмная туманность или глобула Бока в созвездии Змееносца. Расположена в нашей галактике на расстоянии 500 световых лет от Солнца, при этом на луче зрения между нами и туманностью не располагается ни одна звезда.

"Великое Ничто" Вселенной? Или это просто пыль?

N.B. Фрагменты перевода статьи с моими добавлениями. (Ссылка на оригинал в конце)

Автор оригинальеой статьи: Итон Сигал (Ethan Sigel).

Астрофизик-теоретик и научный писатель, ведущий популярного подкаста "Начинается на ура!"

N.B.Ниже следует текст оригиналной статьи.

Нет, во Вселенной нет дыры

Изображение, которое вы видите, - это не дыра во Вселенной, и космические пустоты, которые действительно существуют, совсем не похожи на дыры.

Эта анимация показывает глобулу Бок Барнарда 68 в различных длинах волн видимого и инфракрасного диапазона. Как показывают более длинные волны, это не дыра во Вселенной, а просто пылевое облако газа, куда проникают более длинные волны света и проходят через пыль.(Предоставлено: ESO)

Ключевые моменты

В течение многих лет циркулировало утверждение, что во Вселенной существует дыра шириной в миллиард световых лет, из которой не исходят галактики, звезды или свет любого типа. Картинка, которая обычно сопровождает это, вводит в заблуждение, показывая темное облако газа и пыли всего в нескольких сотнях световых лет от нас, а не крупномасштабную космическую структуру. Но само по себе это утверждение неверно; даже в самых глубоких слоях самых больших космических пустот все еще остается много материи, а также звезды, галактики и многочисленные электромагнитные сигнатуры.

***

Где-то далеко, если верить тому, что вы читаете, во Вселенной есть дыра. Существует область пространства, настолько большая и пустая, миллиард световых лет в поперечнике, что в ней вообще ничего нет. Там нет материи любого типа, обычной или темной, и нет звезд, галактик, плазмы, газа, пыли, черных дыр или чего-либо еще. Там тоже вообще нет радиации. Это пример действительно пустого пространства, и его существование было визуально зафиксировано нашими величайшими телескопами.

По крайней мере, так говорят некоторые люди в фотографическом меме, который годами распространяется по Интернету и отказывается умирать. Однако с научной точки зрения в этих утверждениях вообще нет ничего истинного. Во Вселенной нет дыры; самое близкое, что у нас есть, - это неплотные области, известные как космические пустоты, которые все еще содержат материю. Более того, это изображение вовсе не пустота или дыра, а облако газа. Давайте проведем детективную работу, чтобы показать вам, что происходит на самом деле.

Темная туманность Барнард 68, ныне известная как молекулярное облако, называемое глобулой Бок, имеет температуру менее 20 К. Однако она все еще довольно теплая по сравнению с температурами космического микроволнового фона и определенно не является дырой во Вселенной.

Первое, что вы должны заметить, когда взглянете на это изображение, это то, что точек света, которые вы видите здесь, множество, они разной яркости и бывают самых разных цветов. У более ярких есть дифракционные всплески, указывающие на то, что они являются точечными (а не протяженными) источниками. И появляющееся черное облако явно находится на переднем плане всех из них, блокируя весь фоновый свет в центре, но только часть света на окраинах, позволяя некоторому свету проходить сквозь них.

Эти источники света не могут быть объектами, находящимися на расстоянии миллиардов световых лет; это звезды в пределах нашей собственной галактики Млечный Путь, диаметр которой составляет немногим более 100 000 световых лет. Следовательно, этот блокирующий свет объект должен быть ближе, чем эти звезды, и должен быть относительно небольшим, если он находится так близко. Даже если бы существовали гигантские пустоты, в которых вообще не было бы звезд и галактик, эта структура никак не могла бы быть одной из них.

Запыленные области, через которые не могут проникнуть телескопы видимого света, видны с помощью инфракрасных снимков телескопов, таких как VLT со СФЕРОЙ, или, как показано здесь, с помощью прибора ESO HAWK-I. Инфракрасное излучение великолепно демонстрирует места образования новых и будущих звезд, где пыль, блокирующая видимый свет, наиболее плотная. То, что в видимом свете кажется дырой или пустотой, можно рассматривать как то, чем оно является на самом деле: вещество переднего плана, которое просто непрозрачно для определенных длин волн.

На самом деле это просто облако газа и пыли, находящееся всего в 500 световых годах от нас: темная туманность, известная как Барнард 68. Более 100 лет назад астроном Э. Э. Барнард исследовал ночное небо в поисках областей космоса, где наблюдался недостаток света, вырисовывающегося на устойчивом фоне звезд Млечного Пути. Эти “темные туманности”, как их первоначально называли, в настоящее время известны как молекулярные облака нейтрального газа, и иногда их также называют глобулами Бок.

Тот, который мы здесь рассматриваем, Барнард 68, относительно невелик и находится неподалеку.

Он расположен всего в 500 световых годах от нас.
Его масса чрезвычайно мала, всего в два раза больше массы нашего Солнца.
И она довольно мала по протяженности, с диаметром примерно в половину светового года.

Видимый (слева) и инфракрасный (справа) виды богатой пылью глобулы Бок, Барнард 68. Инфракрасный свет блокируется почти не так сильно, поскольку пылинки меньшего размера слишком малы, чтобы взаимодействовать с длинноволновым светом. На более длинных волнах можно увидеть большую часть Вселенной за пределами пыли, блокирующей свет.

Туманность Орел, известная своим продолжающимся звездообразованием, содержит большое количество Бок-глобул, или темных туманностей, которые еще не испарились и работают над коллапсом и образованием новых звезд, прежде чем они полностью исчезнут. В то время как внешняя среда этих шариков может быть чрезвычайно горячей, внутренние части могут быть защищены от радиации и достигать действительно очень низких температур.

В то время как паутина темной материи (фиолетовая, слева), по-видимому, сама по себе определяет формирование космической структуры, обратная связь от обычной материи (красная, справа) может серьезно повлиять на галактические масштабы. И темная материя, и нормальная материя в правильных соотношениях необходимы для объяснения Вселенной в том виде, в каком мы ее наблюдаем. Нейтрино распространены повсеместно, но стандартные, легкие нейтрино не могут составлять большую часть (или даже значительную часть) темной материи.

Эволюция крупномасштабной структуры во Вселенной, от раннего однородного состояния до кластеризованной Вселенной, которую мы знаем сегодня. Тип и обилие темной материи создали бы совершенно иную Вселенную, если бы мы изменили то, чем обладает наша Вселенная. Обратите внимание, что во всех случаях мелкомасштабная структура возникает до того, как возникает структура в самых больших масштабах, и что даже самые малоплотные области из всех все еще содержат ненулевые количества вещества.

Галактика, показанная здесь в центре изображения, MCG+01-02-015, представляет собой спиральную галактику с перемычкой, расположенную внутри огромной космической пустоты. Она настолько изолирована, что если бы человечество находилось в этой галактике вместо нашей собственной и развивало астрономию с той же скоростью, мы бы не обнаружили первую галактику за пределами нашей собственной до 1960-х годов.

Удаленные источники света — от галактик, квазаров и даже космического микроволнового фона — должны проходить через облака газа. Особенности поглощения, которые мы видим, позволяют нам измерить многие характеристики промежуточных газовых облаков, включая содержание легких элементов внутри и то, как быстро они разрушались, образуя космическую структуру, даже в очень малых космических масштабах.

Между большими скоплениями и нитями Вселенной находятся огромные космические пустоты, некоторые из которых могут достигать сотен миллионов световых лет в диаметре. Хотя некоторые пустоты больше по протяженности, чем другие, и простираются на миллиард световых лет или более, все они на каком-то уровне содержат материю. Даже пустота, в которой находится MCG + 01-02-015, вероятно, содержит небольшие галактики с низкой поверхностной яркостью, которые находятся ниже предела обнаружения.

Это абсолютная правда, что на расстоянии миллиардов световых лет в космосе существуют огромные космические пустоты. Как правило, они могут простираться на сотни миллионов световых лет в диаметре, а некоторые из них могут простираться на миллиард световых лет или даже на многие миллиарды световых лет. И еще одна вещь верна: самые экстремальные из них не излучают никакого обнаруживаемого излучения.

Но это не потому, что в них нет материи; она есть. Это не потому, что нет звезд, молекул газа или темной материи; все они присутствуют. Вы просто не можете измерить их присутствие по испускаемому излучению; вам нужны другие методы и приемы, которые показывают нам, что эти пустоты все еще содержат значительные количества вещества. И вам определенно не следует путать эти космические пустоты — которые действительно могут иметь миллиард световых лет (или больше) в поперечнике - с темными газовыми облаками и глобулами Bok, которые представляют собой небольшие близлежащие облака вещества, блокирующего свет. 

Вселенная очень увлекательна именно такой, какая она есть; давайте устоим перед искушением приукрасить реальность нашими собственными преувеличениями.

***

N.B. Друзья прислали в догонку:

N.B. Надо сказать, что Писатель Громов Александр Николаевич (мой друг и автор), хоть и считает себя астрономом-любителем, на самом деле получше многих профессионалов.

Он много раз поправлял и улучшал и мои переводы статей на астрономическую тематику и сатьи зарубежных писателей и от НАСА и других дурналистов. Спасибо ему огромное за это !!!

***

***

***

***