г. Москва
alex@asic-shop.ru
За последние несколько десятилетий наше понимание Вселенной значительно расширилось. Однако космос все еще хранит множество тайн, и Великий аттрактор — одна из них.
Около 40 лет назад астрономы выяснили, что Галактика движется сквозь пространство гораздо быстрее, чем предполагалось. Так, Млечный Путь мчится по космосу со скоростью 2,2 миллиона километров в час — в 2,5 тысячи раз быстрее авиалайнера, в 55 раз быстрее скорости убегания с Земли и на два порядка выше скорости убегания из самой Галактики. Однако откуда берется эта скорость, не ясно.
Согласно теории Большого взрыва каждая точка во Вселенной должна равномерно отдаляться от каждой другой точки. То есть находящиеся вокруг Млечного Пути галактики должны отдаляться от него с одинаковой скоростью, а в системе отсчета самой Галактики не должно быть собственного движения.
Собственное движение может возникнуть из-за таких скоплений вещества, как массивные галактические кластеры. Дополнительное гравитационное воздействие галактического скопления способно замедлить или даже обратить вспять расширение Вселенной в непосредственной близости от определенной системы отсчета.
Тем не менее по направлению движения Млечного Пути не наблюдается подобных скоплений. В окрестностях Галактики есть множество галактик и обильное излучение, наблюдаемое рентгеновскими телескопами, но нет ничего, что выглядело бы достаточно крупным, чтобы объяснить наблюдения.
Что же мы видим? Может, это сверхплотное скопление темной материи? Или же современная теория возникновения массы и движения неверна? Астроном Алан Дресслер из Института Карнеги назвал эту недостающую концентрацию вещества Великим аттрактором.
Способен ли Млечный Путь нестись сквозь пространство — подобно вращающемуся диску, не давая разглядеть источник далекого гравитационного аттрактора? Может ли там находиться сверхмассивное скопление галактик (которое должно быть эквивалентно 10 тысячам галактик Андромеда), которое мы не можем разглядеть из-за плотного слоя пыли внутри диска Галактики?
В конце 1990-х команда ученых начала использовать тогда еще новаторский инструмент, установленный на телескопе Паркса в Новом Южном Уэльсе, — многолучевой приемник Паркса. Его уникальная чувствительность и поле обзора позволили провести беспрецедентно чувствительный радиообзор неба.
Эти исследования стали возможны посредством настройки приемника на радиолинию нейтрального водорода. Несмотря на то что это слабая линия, чувствительность приемника позволила зарегистрировать тысячи галактик при «слепых» обзорах неба. Более того, на радиоволнах излучение проходит прямо через слой пыли в Млечном Пути. По сути, Галактика становится невидимой.
Обзор в линии нейтрального водорода HI Parkes All-Sky Survey (HIPASS) впервые помог наблюдать все южное небо. Помимо этого, HIPASS был первым чувствительным обзором неба на предмет внегалактического водорода, который когда-либо проводили при помощи телескопа. Однако за пределами Млечного Пути не было обнаружено ничего неожиданного или необычного.
Ученые пришли к выводу, что необходимы более тщательные наблюдения. Теоретические модели можно оспорить, только если ничего не будет обнаружено в пределах 200 миллионов световых лет.
В необъятной космической пустоте, где галактики, подобно сверкающим бриллиантам, разбросаны на черном бархате вечности, астрономы ведут непрекращающуюся исследовательскую работу, пытаясь разгадать тайны мироздания. Они — своеобразные детективы космоса, собирающие по крупицам информацию, анализирующие самые слабые сигналы из далеких уголков Вселенной, чтобы воссоздать картину ее эволюции и понять законы, управляющие этим грандиозным космическим действом. Однако, как и в любом расследовании, на пути к истине астрономов подстерегают ловушки, способные исказить восприятие реальности и увести по ложному пути. Одним из таких коварных препятствий является смещение Малмквиста — своеобразный мираж, возникающий из-за ограничений наших инструментов и способный скрыть от нас истинные очертания Вселенной.
История эта берет свое начало в 70-80-х годах прошлого века, когда астрономическое сообщество всколыхнуло открытие загадочной области космоса, получившей название Великий Аттрактор. Наблюдения показывали, что галактики в нашей локальной группе, включая и наш Млечный Путь, движутся в едином направлении, словно притягиваемые некой невидимой силой, исходящей из этой таинственной области. Открытие это вызвало огромный интерес и породило множество гипотез о природе Великого Аттрактора, однако далеко не все ученые были готовы безоговорочно принять его существование. Их скепсис был основан на глубоком понимании того, насколько сложно интерпретировать данные, полученные в ходе астрономических наблюдений, и как легко попасть в ловушку, расставленную несовершенством наших инструментов и методов анализа.
Именно в этом контексте на первый план выходит смещение Малмквиста, названное в честь шведского астронома Гуннара Малмквиста, который впервые подробно описал этот эффект в 1922 году. Чтобы понять суть этого явления, представим себе астронома, вооруженного самым мощным телескопом, пытающегося составить карту распределения галактик в пространстве. Его инструмент, каким бы совершенным он ни был, имеет фундаментальное ограничение: он способен регистрировать только объекты, яркость которых превышает определенный порог. Это означает, что далекие и тусклые галактики, свет которых рассеивается и слабеет на протяжении миллионов и миллиардов световых лет, могут остаться незамеченными.
Однако яркость галактики зависит не только от ее истинной светимости, но и от расстояния до нее. Чем дальше галактика, тем тусклее она нам кажется, даже если в действительности она излучает огромное количество энергии. В результате возникает своеобразный эффект отбора: наш телескоп «предпочитает» видеть более близкие и яркие галактики, а далекие и тусклые, несмотря на их возможное большое количество, остаются за пределами нашего восприятия. Это и есть смещение Малмквиста — своеобразный «эффект прожектора», выхватывающий из темноты космоса лишь часть его обитателей и создающий искаженную картину реальности.
Лучи света от источника распространяются изотропно во всех направлениях, заполняя сферу с радиусом, растущим со временем. По мере роста сферы увеличивается её поверхность, а количество лучей остаётся неизменным. Рассмотрим участок с площадью A. Чем больше расстояние от источника до участка, тем меньше энергии проходит через участок.
Автор: Авторство: Borb, CC BY-SA 3.0 Источник: commons.wikimedia.org
В контексте Великого Аттрактора это означало, что астрономы, возможно, видели лишь движения самых ярких галактик, которые случайно оказались в нашей области пространства. Более тусклые, находящиеся на больших расстояниях, могли двигаться совсем по-другому, и их «молчание», обусловленное смещением Малмквиста, искажало общую картину движения галактик в нашем регионе Вселенной. Возникала иллюзия общего потока, направленного к Великому Аттрактору, в то время как более полная и объективная картина могла быть совершенно иной.