إن الفضاء الخارجي المحيط بنا ليس فقط النجوم والكواكب والكويكبات والمذنبات التي تتلألأ في سماء الليل. Cosmos هو نظام ضخم حيث كل شيء في تفاعل وثيق مع بعضها البعض. تتجمع الكواكب حول النجوم ، والتي بدورها تشكل مجموعات أو سُدم. يمكن تمثيل هذه التشكيلات بواسطة لامعة واحدة ، أو أنها يمكن أن تعد مئات ، آلاف النجوم ، وتشكل تشكيلات كونية أوسع نطاقاً - مجرات. إن بلدنا النجمي ، مجرة درب التبانة ، ليست سوى جزء صغير من الكون الشاسع ، الذي توجد بجانبه مجرات أخرى.
الكون يتحرك باستمرار. أي كائن في الفضاء هو جزء من مجرة معينة. بعد النجوم ، تتحرك المجرات أيضًا ، كل منها له أبعاده الخاصة ، مكانًا معينًا في النظام الكوني الشامل ومسار الحركة الخاص به.
تمكن الإنسان من حساب عدد النجوم في السماء ، ولكن تحديد عدد المجرات في الكون مهمة شاقة ، من الناحية النظرية والفنية.
ما هو الهيكل الحقيقي للكون؟
لفترة طويلة ، تم بناء تمثيلات علمية للبشرية حول الكون حول كواكب النظام الشمسي ، والنجوم والثقوب السوداء التي تقطن بيتنا النجمي - مجرة درب التبانة. تم إدخال أي كائن مجرة آخر تم اكتشافه في الفضاء بواسطة التلسكوبات تلقائيًا في بنية مساحة المجرة. وبناءً على ذلك ، لم تكن هناك فكرة بأن درب التبانة ليست التعليم العالمي الوحيد.
لم تسمح لنا القدرات التقنية المحدودة بمزيد من الرؤية ، أبعد من مجرة درب التبانة ، حيث ، حسب رأي ثابت ، يبدأ الفراغ. فقط في عام 1920 ، تمكن الفيزيائي الفلكي الأمريكي إدوين هابل من العثور على دليل على أن الكون أكبر من ذلك بكثير ، ومع مجرتنا ، هناك مجرات كبيرة وصغيرة أخرى في هذا العالم الشاسع وغير المحدود. الحدود الحقيقية للكون غير موجود. بعض الأشياء قريبة بما يكفي بالنسبة لنا ، فقط بضعة ملايين سنة ضوئية من الأرض. أما الآخرون ، على العكس من ذلك ، فيقعون في الزاوية البعيدة من الكون ، بعيداً عن الأفق.
لقد مر ما يقرب من مائة عام ويقدر عدد المجرات اليوم بمئات الآلاف. على هذه الخلفية ، لا تبدو مجرتنا درب التبانة ضخمة جدا ، إن لم يكن للقول ، صغيرة جدا. اليوم ، تم اكتشاف المجرات بالفعل ، حجمها صعب حتى في التحليل الرياضي. على سبيل المثال ، أكبر مجرة في الكون ، IC 1101 ، يبلغ قطرها 6 ملايين سنة ضوئية وتتكون من أكثر من 100 تريليون نجم. يقع هذا الوحش المجري على بعد أكثر من مليار سنة ضوئية من كوكبنا.
إن بنية هذا التشكيل الضخم ، الذي هو الكون على نطاق عالمي ، يمثله الفراغ والتشكيلات بين النجوم - الألياف. وتنقسم هذه الأخيرة بدورها إلى مجموعات متفجرة وعناقيد بين المجرات ومجموعات المجرات. أصغر صلة لهذه الآلية الضخمة هي المجرة ، ممثلة بالعديد من العناقيد النجمية - سُحُب الأسلحة والسُّلاح. من المفترض أن الكون يتوسع باستمرار ، مما يؤدي إلى تحرك المجرات بسرعة كبيرة في الاتجاه من مركز الكون إلى المحيط الخارجي.
إذا تصورنا أننا نراقب الكون من مجرتنا مجرة درب التبانة ، التي من المفترض أنها تقع في وسط الكون ، عندئذ سيبدو النموذج الواسع النطاق لهيكل الكون بهذا الشكل.
المادة المظلمة - هي الفراغ ، والطلاء الفائق ، وعناقيد المجرات والسُدم - وهذه كلها عواقب الانفجار الكبير ، الذي بدأ بتكوين الكون. على مدى بليون سنة ، يتغير هيكله ، ويتغير شكل المجرات ، كما تختفي بعض النجوم ، فتستوعبها الثقوب السوداء ، ويتحول آخرون ، على العكس ، إلى سوبرنوفا ، ليصبحوا كائنات مجرة جديدة. كانت مليارات السنين في ترتيب المجرات مختلفة تمامًا عما نراه الآن. على أي حال ، على خلفية العمليات الفيزيائية الفلكية المستمرة التي تحدث في الفضاء ، من الممكن استخلاص استنتاجات معينة حول حقيقة أن كوننا له هيكل غير دائم. جميع الأجسام الفضائية في حركة ثابتة ، وتغيير موضعها وحجمها وعمرها.
اليوم ، بفضل تلسكوب هابل ، تمكنا من تحديد مكان أقرب المجرات إلينا ، وتحديد حجمها وتحديد الموقع النسبي لعالمنا. من خلال جهود علماء الفلك والرياضيين وعلماء الفيزياء الفلكية تم تجميع خريطة للكون. تم تحديد المجرات الفردية ، ولكن بالنسبة للجزء الأكبر ، يتم تجميع هذه الأجسام الكون كبيرة في عدة عشرات المجموعات. متوسط حجم المجرات في هذه المجموعة هو 1-3 مليون سنة ضوئية. المجموعة التي ينتمي إليها درب التبانة لديها 40 مجرة. بالإضافة إلى المجموعات الموجودة في الفضاء بين المجرات ، هناك عدد ضخم من المجرات القزمية. وكقاعدة عامة ، فإن هذه التشكيلات عبارة عن سواتل من مجرات أكبر ، مثل مجرتنا درب التبانة أو المثلث أو أندروميدا.
حتى وقت قريب ، كانت أصغر مجرة في الكون تعتبر المجرة القزمة "Segue 2" ، التي تقع 35 kiloparsecs من نجمنا. ومع ذلك ، في عام 2018 ، اكتشف الفيزيائيون اليابانيون مجرة أصغر حتى ، Virgo I ، وهي قمر صناعي لدرب التبانة ، وتقع على مسافة 280 ألف سنة ضوئية من الأرض. ومع ذلك ، يعتقد العلماء أن هذا ليس الحد المسموح به. احتمالية عالية بوجود مجرات بحجم أكثر تواضعا.
بالنسبة لعناقيد المجرات ، اذهب إلى العناقيد ، مناطق الفضاء الخارجي التي يوجد فيها مئات المجرات من مختلف الأنواع والأشكال والأحجام. التراكمات ذات حجم ضخم. كقاعدة عامة ، قطر هذا الكون هو عدة megaparsecs.
السمة المميزة لبنية الكون هي تقلبه الضعيف. على الرغم من السرعة الهائلة التي تتحرك بها المجرات في الكون ، فإنها تبقى كلها في مجموعة واحدة. هنا ، فإن مبدأ الحفاظ على موقف الجزيئات في الفضاء ، والتي تتأثر المادة المظلمة ، تشكلت نتيجة لانفجار كبير. من المفترض أنه ، تحت تأثير هذه الفراغات ، المليئة بالمادة المظلمة ، تستمر العناقيد ومجموعات المجرات في التحرك في نفس الاتجاه لبلايين السنين متاخمة لبعضها البعض.
أكبر التكوينات في الكون هي الأطياف المجرية التي توحد مجموعات من المجرات. الأكثر شهرة هو "سور الصين العظيم للمهرج" ، وهو موضوع ذو نطاق عالمي يمتد على طول 500 مليون سنة ضوئية. سماكة هذه المجموعة الضخمة هي 15 مليون سنة ضوئية.
في ظل الظروف الحالية ، لا تسمح لنا المركبات الفضائية والتكنولوجيا بالنظر في الكون إلى عمقه الكامل. يمكننا فقط الكشف عن المجموعات الكبرى والمجموعات والمجموعات. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الكون لديه فراغات عملاقة ، فقاعات من المادة المظلمة.
خطوات لاستكشاف الكون
لا تسمح لنا خريطة الكون الحديثة بتحديد موقعنا فقط في الفضاء. اليوم ، وبفضل وجود تلسكوبات راديوية قوية والقدرات التقنية لتلسكوب هابل ، لم يتمكن الإنسان من تقدير عدد المجرات في الكون فحسب ، ولكن أيضًا لتحديد أنواعها وأنواعها. مرة أخرى في عام 1845 ، تمكن عالم الفلك البريطاني وليام بارسونز ، باستخدام تلسكوب للتحقيق في سحب الغاز ، من تحديد الطبيعة الشبيهة بالولبية لبنية الأجسام المجرية ، مؤكدًا أنه في مناطق مختلفة قد يكون سطوع مجموعات النجوم أكبر أو أقل.
قبل مائة عام ، كانت مجرة درب التبانة هي المجرة الوحيدة المعروفة ، على الرغم من أن وجود كائنات أخرى بين المجرات قد ثبت رياضيا. حصلت ساحة الفضاء الخاصة بنا على اسمها في العصور القديمة. لاحظ علماء الفلك القدماء ، الذين ينظرون إلى النجوم التي لا تعد ولا تحصى في سماء الليل ، سمة مميزة لموقعهم. وتركزت المجموعة الرئيسية من النجوم على طول خط وهمي ، يشبه مسار الحليب المتدفق. مجرة درب التبانة ، الأجرام السماوية لمجرة أندروميدا المعروفة هي أجسام الكون الأولى التي بدأت من خلالها دراسة الفضاء الخارجي.
لدينا مجرة درب التبانة لديها مجموعة كاملة من جميع الكائنات المجرية التي يجب أن يكون لها مجرة طبيعية. هنا توجد مجموعات ومجموعات من النجوم ، يبلغ إجمالي عددها ما يقرب من 250 إلى 400 مليار ، وهناك سحب من الغاز في مجرتنا ، وتشكيل الأسلحة ، وهناك ثقوب سوداء وأنظمة شمسية مثل نظامنا.
في نفس الوقت ، فإن مجرة درب التبانة ، مثل أندروميدا مع المثلث ، ليست سوى جزء صغير من الكون ، والذي هو جزء من مجموعة محلية فائقة الأهمية تسمى العذراء. مجرتنا لها شكل حلزوني ، حيث تتحرك معظم كتل النجوم ، وسحب الغاز وغيرها من الأجسام الفضائية حول المركز. قطر اللولب الخارجي هو 100 ألف سنة ضوئية. درب التبانة - وفقا لمعايير الفضاء ليست مجرة كبيرة ، التي يبلغ حجمها 4.8x1011 متر مكعب. في أحد أذرع أوريون الدجاجة هو شمسنا. المسافة من نجمنا إلى مركز درب التبانة هي 26000 ± 1،400 sv. سنوات.
لفترة طويلة كان يعتقد أن أحد الفلكيين الأكثر شعبية بين سديم أندروميدا هو جزء من مجرتنا. أعطت الدراسات اللاحقة لهذا الجزء من الكون أدلة دامغة على أن أندروميدا هي مجرة مستقلة ، وأكبر بكثير من درب التبانة. أظهرت الصور التي تم الحصول عليها باستخدام التلسكوبات أن أندروميدا لها قلبها الخاص. هناك أيضًا مجموعات من النجوم ، وهناك سُدم تتحرك في دوامة. في كل مرة ، حاول الفلكيون النظر بشكل أعمق وأعمق داخل الكون ، واستكشاف مساحات شاسعة من الفضاء الخارجي. يقدر عدد النجوم في هذا الكون العملاق بنحو 1 تريليون.
من خلال جهود إدوين هابل استطاع أن يقيم مسافة تقريبية لأندروميدا ، والتي لا يمكن أن تكون جزءًا من مجرتنا. كانت هذه أول مجرة تخضع لمثل هذا التدقيق الدقيق. أعطت السنوات التالية اكتشافات جديدة في مجال البحوث بين المجرات. جزء من مجرة درب التبانة التي يوجد فيها نظامنا الشمسي تمت دراسته بشكل أكثر شمولاً. من منتصف القرن العشرين ، أصبح من الواضح أنه بالإضافة إلى مجرتنا درب التبانة و أندروميدا المعروفة ، يوجد في الفضاء عدد كبير من الكيانات الأخرى ذات النطاق العالمي. ومع ذلك ، بالنسبة للترتيب المطلوب لتبسيط الفضاء الخارجي. إذا كانت النجوم والكواكب والأجسام الفضائية الأخرى قد خضعت للتصنيف ، فإن المجرات كانت أكثر تعقيدا. وكان للأبعاد الهائلة للمناطق التي خضعت للدراسة في الفضاء الخارجي ، والتي لم يكن من الصعب دراستها بصريا فحسب ، بل أيضا على مستوى الطبيعة البشرية ، تأثير.
أنواع المجرات وفقا للتصنيف المقبول
كان هابل أول من اتخذ مثل هذه الخطوة ، مما جعل في عام 1962 محاولة لتصنيف المجرات المعروفة في ذلك الوقت بطريقة منطقية. تم إجراء التصنيف على أساس شكل الكائنات قيد الدراسة. ونتيجة لذلك ، تمكن هابل من ترتيب جميع المجرات في أربع مجموعات:
- المجرات الحلزونية هي النوع الأكثر شيوعًا ؛
- المجرات الحلزونية الإهليلجية تتبع ؛
- مع العبور (شريط) من المجرة.
- مجرات خاطئة.
تجدر الإشارة إلى أن مجرتنا درب التبانة تنتمي إلى المجرات الحلزونية النموذجية ، ولكن هناك واحد "ولكن". في الآونة الأخيرة ، وجود شريط الطائر ، والذي هو موجود في الجزء المركزي من تشكيل. وبعبارة أخرى ، لا تنشأ مجرتنا من نواة المجرة ، بل تتدفق من القافز.
تقليديا ، تبدو المجرة الحلزونية في شكل قرص مسطح على شكل حلزوني ، حيث يوجد بالضرورة مركز مشرق - قلب المجرة. هذه المجرات هي الأكثر شيوعًا في الكون وترمز إليها بالحرف اللاتيني S. بالإضافة إلى ذلك ، هناك تقسيم المجرات الحلزونية إلى أربع مجموعات فرعية - لذا ، Sa و Sb و Sc. تشير الحروف الصغيرة إلى وجود نواة ساطعة ، أو غياب الأكمام ، أو العكس ، وجود أكمام كثيفة تغطي الجزء المركزي من المجرة. في مثل هذه الأكمام ، توجد مجموعات من النجوم ، مجموعة من النجوم ، والتي تشمل نظامنا الشمسي ، وأشياء فضائية أخرى.
الميزة الرئيسية لهذا النوع هو الدوران البطيء حول المركز. درب التبانة يجعل ثورة كاملة حول مركزها لمدة 250 مليون سنة. تتكون اللوالب التي تقع بالقرب من المركز بشكل رئيسي من مجموعات من النجوم القديمة. إن مركز مجرتنا هو ثقب أسود تدور حوله جميع الحركة الرئيسية. طول المسار وفقا للتقديرات الحديثة هو في اتجاه وسط 1.5-25 ألف سنة ضوئية. في مجرى وجودها ، يمكن أن تندمج المجرات الحلزونية مع تشكيلات كون أصغر أخرى. والدليل على مثل هذه التصادمات في فترات سابقة هو وجود هالة من النجوم وهالة من العناقيد. وهناك نظرية مشابهة ترتكز على نظرية تشكيل المجرات الحلزونية ، التي كانت نتيجة تصادم بين مجرتين تقعان في الجوار. التصادم لا يمكن أن يمر دون أن يترك أثراً ، ويعطي دفعة دورية عامة لتشكيل جديد. وإلى جانب المجرة الحلزونية ، توجد مجرة قزمة ، واحدة أو اثنتان أو عدة ، وهي سواتل ذات تكوين أكبر.
مماثلة في هيكل وتكوين المجرات الحلزونية هي المجرات الحلزونية الإهليلجية. هذه أشياء ضخمة ، أكبرها في الكون ، بما في ذلك عدد كبير من الأناشيد الكبرى والمجموعات ومجموعات النجوم. في أكبر المجرات ، يتجاوز عدد النجوم عشرات التريليونات. والفرق الرئيسي بين هذه التشكيلات هو شكل ممتد للغاية في الفضاء. يتم ترتيب الحلزونات على شكل قطع ناقص. المجرة اللولبية الإهليلجية M87 هي واحدة من أكبر المجرات في الكون.
مع المجرات الطائر أقل شيوعا. إنها تمثل حوالي نصف جميع المجرات الحلزونية. على النقيض من التكوينات اللولبية ، في مثل هذه المجرات ، يتم أخذ البداية من الطائر ، ويسمى شريط ، الناتجة عن اثنين من ألمع النجوم الموجودة في المركز. مثال رائع على هذا التعليم هو مجرتنا درب التبانة ومجرة Magellanic Cloud الكبيرة. سابقا ، كان يعزى هذا التكوين إلى المجرات غير النظامية. الطائر حاليا واحدة من المجالات الرئيسية للبحث في الفيزياء الفلكية الحديثة. ووفقًا لإحدى الإصدارات ، فإن الثقب الأسود القريب يمتص الغاز ويمتصه من النجوم القريبة.
تنتمي المجرات الأكثر جمالا في الكون إلى نوع من الحلزون والمجرات غير المنتظمة. واحدة من أجمل هي Whirlpool المجرة ، وتقع في كوكبة السماوية الكلاب كلاب. في هذه الحالة ، يظهر مركز المجرة واللوالب التي تدور في نفس الاتجاه بوضوح. المجرات غير المنتظمة تقع بشكل عشوائي على مشارف النجوم التي لا تحتوي على هيكل واضح. مثال رئيسي على مثل هذا التشكيل هو مجرة مرقمة NGC 4038 ، تقع في كوكبة الغراب. هنا ، إلى جانب السحب الغزيرة من الغاز والسدم ، يمكن للمرء أن يرى انعدام تام للترتيب في ترتيب الأجسام الفضائية.
النتائج
يمكنك استكشاف الكون إلى ما لا نهاية. في كل مرة ، مع ظهور وسائل تقنية جديدة ، يفتح الشخص حجاب الفضاء. المجرات هي أكثر الأشياء التي لا يمكن فهمها على كائنات العقل البشري في الفضاء الخارجي ، سواء من الناحية النفسية ، أو بالنظر إلى العلم.
