Космос лякає людей своїм розміром і незбагненністю. І якщо є у ньому щось максимально далеке від звичних нам масштабів та закономірностей — так це простір за межами Чумацького Шляху. Тож давайте разом поглянемо на нього.
Космос за межами Чумацького Шляху
Людей досі лякає щось велике, із чим вони не стикаються безпосередньо у житті. Лякає навіть тоді, коли вчені давно вже довели, що нічого страшного у цьому немає. Космос як ніщо інше підходить на цю роль. Він великий, і закони фізики там у дуже багатьох випадках проявляють себе зовсім не так, як ми звикли на Землі.
І якщо із Сонячною системою і Чумацьким Шляхом люди хоч трохи знайомі, бо хоча б трохи можуть бачити їхні прояви на небі, то все, що за їхніми межами, для нас справді магічний світ, адже з поверхні нашої планети ми можемо побачити неозброєним оком лише кілька туманних плям.
Саме тому ще до початку ХХ століття ніякого поняття про «поза Галактикою» не існувало. Астрономи продовжували сперечатися, чи є численні спіральні системи, які вони бачать у телескопи, окремими зоряними системами, чи все це — частини однієї єдиної Галактики, крихітним шматочком якої є ми.
І тільки відкриття Едвіна Габла дали остаточну відповідь: Чумацький Шлях — це лише одна із сотень мільярдів галактик, які наповнюють Всесвіт. Він має кінечний розмір, але настільки гігантський, що навіть світло з одного його кінця в інший долітає за час, що перевищує вік нашої планети й самого Сонця.
Проте це також означає, що всі процеси на цих масштабах відбуваються неймовірно повільно за нашими мірками. Підвищення світимості Сонця може зробити життя на нашій планеті неможливим через мільярд років, і це — неймовірно довгий період, якщо порівнювати його з існуванням людської цивілізації. Значно скоріше велика біда прийде до нас від земних проблем.
Але навіть мільярд років — не так вже й багато за міжгалактичними мірками. Саме тому з практичного погляду страх світу за межами Чумацького Шляху абсолютно ірраціональний. Ми просто не бачимо там чогось, що могло б із нами взагалі хоч якось провзаємодіяти протягом наступних поколінь чи взагалі часу, що порівнюваний із тривалістю існування людства на нашій планеті.
Структура великого Всесвіту
Інша річ — усвідомлення того, наскільки великий насправді Всесвіт, того факту, що вся наша Галактика із її сотнями мільярдів зір — лише крихітний його куточок. На Землі ми звикли: якщо почуваємося незначними порівняно з чимось, то це «щось» майже завжди становить для нас небезпеку.
Але у космосі все інакше. Безпосередньо навколо диска Чумацького Шляху обертаються кулясті скупчення та галактики-супутники. Зараз останніх відомо 49 і ще 14 вважаються непідтвердженими, але, цілком можливо, що і це ще не все.
Частина галактик-супутників під дією гравітації Чумацького Шляху розтягується у довгі стрічки — зоряні потоки, а сам диск нашої Галактики оточений розрідженою структурою — гало, в якій також є окремі зорі, але розташовані вони дуже далеко одна від одної.
На відстані у приблизно 2,6 млн світлових років від нас розташована інша велика спіральна система — М31, або ж галактика Андромеди. Вона трохи більша за нашу і теж оточена галактиками-супутниками. Разом Чумацький Шлях, галактика Андромеди, галактика в сузір’ї Трикутника та ще кілька невеликих систем утворюють Місцеву групу. Це найбільша структура, в яку безпосередньо входять Земля та Сонце, і навколо неї ще чимало інших груп із кількох галактик, які розкинулися на краю відносно порожнього простору, відомого як Місцевий войд.
З іншого боку існує скупчення Діви, розташоване на відстані 50–55 св. років від нас, що містить 1500–2000 галактик. Разом скупчення Діви, інші скупчення й окремі групи галактик утворюють надскупчення Діви. Це надскупчення, своєю чергою, є частиною колосальної нитки Кита — Риб, а воно — лише частиною надскупчення Ланіакея. Останнє — найбільша структура, до складу якої входить Чумацький Шлях. Найбільше воно схоже на павутиння чи пасма волосся, що сходяться в певній області. І таких структур у Всесвіті ще багато. Саме їхні нитки та порожнини між ними, які називаються войдами, й утворюють глобальну структуру Всесвіту.
При цьому космологічний принцип стверджує, що на великих масштабах Всесвіт має бути однорідним. Однак питання, чи справді це так і чи не має він комірчастої структури, залишається предметом наукових дискусій. І саме з ним пов’язана одна з головних таємниць того, що лежить за межами Чумацького Шляху.
Чужий космос
Людство еволюціонувало на поверхні сферичного тіла. Земля достатньо велика, щоб її поверхня здавалася нам пласкою, коли ми стоїмо на ній. Отже, ми звикли сприймати світ, орієнтуючись на цю площину, бо перпендикулярно до неї діє гравітація.
У космосі гравітація тягне вас у бік масивного тіла. Ніякої універсальної площини немає, але люди, намагаючись зберегти орієнтацію в просторі, часто приймають за неї площину екліптики. Хоча насправді орбіти інших планет достатньо сильно відхилені відносно земної.
Так само Чумацький Шлях насправді є складною тривимірною структурою, але нам зручніше уявляти її як плаский диск. Хоча і Сонячну систему, і Галактику правильніше було б описувати як сукупність орбіт тіл, які обертаються навколо центру.
Але за межами Чумацького Шляху жодної площини, до якої можна було б звести його сприйняття, просто немає. Усі напрямки тут принципово рівноправні. Щобільше, на великих масштабах навіть логіка орбіт не діє. Гравітація керує рухом Галактик, але, за винятком місцевого масштабу, вони не обертаються одна навколо одної.
Насправді Всесвіт живе розширенням. Колись він був стиснутий в одну точку, але відтоді розширюється. А ось як це відбувається і чим завершиться, залежить вже від того, що ще присутнє в космосі й чого ми не бачимо.
Темна матерія і темна енергія
Концепція темної матерії й темної енергії максимально наближена до чогось таємничого і неприродного. Настільки, що за звичайних умов їх би не мало б бути у фізичній картині світу.
Однак характер розбігання галактик не відповідає картині світу, в якій існують тільки вони. Має бути щось іще, і це — не розсіяні навколо газ та пил, оскільки їхній вміст легко можна порахувати, виходячи з того, наскільки він прозорий.
Зокрема, рух галактик, причому не лише лінійний, а й обертальний, можна пояснити тільки тоді, коли у Всесвіті є щось, що не вступає зі звичайною матерією в хімічну взаємодію, не випромінює і не поглинає світло, але має масу і власну гравітацію.
Це щось ми й називаємо темною матерією. Науковці досі твердо не впевнені, що вона собою являє і як її можна виявити. Проте більша її частина має бути навколо галактик. Чогось невидимого цілком можна було б і злякатися, проте вчені впевнені, що великих її шматків поруч із Сонцем немає, а маленькі нічим не можуть нам загрожувати.
Ще більш таємнича річ — темна енергія. Це теж у певному сенсі прихована маса, але вона навіть через гравітаційний вплив себе не проявляє — тільки через зміну швидкості розширення Всесвіту. Доведення її існування і визначення властивостей — ще одна річ, в якій науковці до кінця не розібралися. Можна лише із впевненістю сказати, що конкретно ані на Чумацький Шлях, ані на Сонячну систему вона безпосередньо не впливає, бо на окремі об’єкти практично не діє взагалі.
Однак у далекому майбутньому саме темна енергія визначатиме долю самого Всесвіту. Бо, можливо, він рівномірно розширюватиметься вічно, можливо, на якомусь етапі почне стискатися, а можливо, його розширення різко пришвидшиться і вся матерія буде розірвана на окремі атоми. Докладніше про це можна почитати тут.
Відповіді на запитання, який зі сценаріїв реалізується, вчені не мають, бо досі залишається невідомим не лише значення функції стану темної матерії, а й те, чи змінюється вона. Спостереження в цій галузі можуть тільки констатувати, що на проміжку часу, порівнюваному з перетворенням Сонця на червоний гігант, нічого катастрофічного не станеться.
Зіткнення з галактикою Андромеди
Мабуть, єдина річ за межами Чумацького Шляху, яка може викликати у нас тривогу, — це наша найближча сусідка, галактика в Андромеді. За наявними даними, вона рухається курсом на зближення, і багато хто припускає, що у майбутньому відбудеться зіткнення.
Проте і тут перейматися не варто. По-перше, дані про вектор її руху все ще залишаються достатньо приблизними. Ймовірність зіткнення оцінюється лише у 50 %, тож, цілком можливо, вона просто пройде поруч.
Якщо ж зіткнення все ж відбудеться, то станеться це приблизно через 4,5 млрд років, коли Сонце почне перетворюватися на червоний гігант і життя на нашій планеті стане неможливим.
Крім того, до жодних катастрофічних наслідків це не призведе, одна зоряна система просто пройде крізь іншу і зорі при цьому не стикатимуться. Адже вони перебувають занадто далеко одна від одної. Дві галактики просто об’єднаються в одну велику.
Космос справді великий і у ньому вистачає незвіданого. Однак усе, що ми про нього знаємо, свідчить про те, що небезпек, які загрожують нам тут і зараз, дуже мало.
