Астрономы обнаружили, что через южную границу местного космоса проходит огромная стена.
Стена Южного полюса, как ее называют, состоит из тысяч галактик - ульев с триллионами звезд и темных миров, а также пыли и газа - выровненных в занавес, протянувшийся по меньшей мере через 700 миллионов световых лет пространства. Она простирается за пылью, газом и звездами нашей собственной галактики, Млечного Пути, от созвездия Персея в Северном полушарии до созвездия Апус на крайнем юге. Она настолько массивна, что нарушает локальное расширение Вселенной.
Но не пытайтесь увидеть его. Все скопление находится за Млечным Путем, в зоне, которую астрономы причудливо называют зоной избегания.
Международная группа астрономов под руководством Даниэля Помареда из университета Париж-Сакле и Р. Брента Талли из Гавайского университета объявила об этом новом дополнении к местной Вселенной в пятницу в статье, опубликованной в журнале Astrophysical Journal. Статья изобилует картами и диаграммами, изображающими разветвленные и нитевидные особенности нашей локальной Вселенной, а также видеоэкскурсией по стене Южного полюса.
Это последняя часть продолжающейся миссии по определению того, где мы находимся во Вселенной - чтобы зафиксировать наше соседство среди галактик и бесконечных пустот - и куда мы направляемся.
"Сюрпризом для нас стало то, что эта структура такого же размера, как Великая стена Слоуна, и в два раза ближе, и осталась незамеченной, будучи скрытой в затемненном секторе южного неба", - сказал доктор Помареде в электронном письме.
"Это открытие - прекрасный плакат, демонстрирующий возможности визуализации в научных исследованиях", - сказал доктор Талли.
Новая стена присоединяется к множеству других космографических особенностей: расположению галактик или их отсутствию, которые астрономы узнали и полюбили за последние несколько десятилетий, с такими названиями, как Великая стена, Великая стена Слоуна, Великая стена Геркулеса-Короны Бореалис и Пустота Бутса.
Новая статья основана на измерениях, проведенных доктором Талли и его коллегами, расстояний между 18 000 галактик, удаленных на расстояние до 600 миллионов световых лет. Для сравнения, самые удаленные объекты, которые мы можем видеть - квазары и галактики, образовавшиеся вскоре после Большого взрыва, - находятся на расстоянии около 13 миллиардов световых лет.
Галактики в стене не видны, но д-р Помареде и его коллеги смогли наблюдать их гравитационное воздействие, собрав данные с телескопов по всему миру.
В расширяющейся Вселенной, описанной в 1929 году астрономом Эдвином Хабблом и подтвержденной почти столетием, далекие галактики удаляются от нас, словно точки на надувающемся воздушном шаре; чем дальше они находятся, тем быстрее удаляются от нас, согласно соотношению, называемому законом Хаббла.
Это движение от Земли вызывает смещение их света к более длинным, красным длинам волн и более низким частотам, подобно сиренам скорой помощи. Астрономы используют это "красное смещение", которое легко измерить, в качестве косвенного показателя относительного расстояния во Вселенной. Измеряя расстояния между галактиками независимо друг от друга, команда "Cosmicflows", как называют себя доктор Помареде и его коллеги, смогла отличить движение, вызванное космическим расширением, от движения, вызванного гравитационными неоднородностями.
В результате они обнаружили, что галактики между Землей и стеной Южного полюса уплывают от нас немного быстрее, чем должны были бы, примерно на 30 миль в секунду, влекомые наружу огромным сгустком материи в стене. А галактики за стеной движутся наружу медленнее, чем должны были бы, сдерживаемые гравитационным сопротивлением стены.
Один из удивительных аспектов стены заключается в том, насколько она велика по сравнению с объемом, который исследовала команда: непрерывная нить света длиной 1,4 миллиарда световых лет, упакованная в облако радиусом около 600 миллионов. "Вряд ли в этом объеме найдется место для чего-то большего!" сказал доктор Талли в электронном письме. "Нам придется предположить, что наш обзор нити обрезан; что она простирается за горизонт нашего наблюдения".
И все же, с космологической точки зрения, стена Южного полюса находится неподалеку. "Можно задаться вопросом, как такая большая и не очень далекая структура осталась незамеченной", - размышляет доктор Помаред в заявлении своего университета.
В самых крупных масштабах, как утверждают космологи, Вселенная должна расширяться плавно, а галактики должны быть равномерно распределены. Но в более мелких, локальных масштабах Вселенная выглядит бугристой и извилистой. Астрономы обнаружили, что галактики собираются, часто тысячами, в гигантские облака, называемые скоплениями, и что они соединены друг с другом кружевными светящимися цепочками и нитями, образуя суперкластеры, простирающиеся на миллиарды световых лет. Между ними находятся огромные пустыни тьмы, называемые пустотами.
Из всего этого возникло то, что некоторые астрономы называют нашим "длинным адресом": Мы живем на Земле, которая находится в Солнечной системе, расположенной в галактике Млечный Путь. Млечный Путь является частью небольшого скопления галактик, называемого Местной группой, которая находится на краю скопления Девы, конгломерата из нескольких тысяч галактик.
В 2014 году доктор Талли предположил, что все эти объекты связаны между собой, являясь частью гигантского скопления, которое он назвал Ланиакеа - по-гавайски "открытое небо" или "необъятные небеса". Оно состоит из 100 000 галактик, разбросанных на расстоянии 500 миллионов световых лет.
Все это скопление исказило картину расширения Вселенной. В 1986 году группа астрономов, назвавшая себя "Семь самураев", объявила, что галактики в огромной полосе неба в направлении созвездия Центавра разлетаются гораздо быстрее, чем предсказывает закон Хаббла, как будто их к чему-то притягивает - астрономы назвали это Великим аттрактором. Это было начало чего-то большого.
"Теперь мы считаем Великий аттрактор центром суперкластера, в котором мы живем, - общей структуры, которую наша команда назвала суперкластером Ланиакеа, - сказал доктор Талли. Все различные части этого суперкластера притягивают нас, добавил он.
В результате Великий аттрактор и его родственники проливают свет на другую непреходящую космическую тайну - а именно, куда мы движемся".
В 1965 году астрономы обнаружили, что космос пронизан микроволновым излучением - тепловой ванной с температурой 2,7 градуса Кельвина, или минус 455 градусов по Фаренгейту, оставшейся после рождения Вселенной 14 миллиардов лет назад. Последующие наблюдения показали, что эта ванна неоднородна: Она немного теплее в одном направлении, что позволяет предположить, что мы - Земля, наша галактика и Местная группа - движемся сквозь микроволны, как золотая рыбка в аквариуме, со скоростью около 400 миль в секунду в приблизительном направлении Центавра, но стремимся далеко за его пределы.
Почему? Что там, по ту сторону аквариума, заставляет нас? Такой вопрос возникает в романе Артура Кларка, где человечество постоянно готовится к какой-то окончательной экспедиции за изгиб Вселенной.
"Главная цель космологии - объяснить это движение, - сказал доктор Талли в серии электронных писем. В теории, движение возникает из-за неравномерного распределения материи, которая выросла из крошечных пульсаций в плотности ранней Вселенной.
"Великий аттрактор, безусловно, является важной частью причины нашего движения", - сказал доктор Талли. "Стена Южного полюса также вносит свой вклад, но, опять же, только частично", - добавил он, перечислив более локальные скопления галактик и пустоты. "Каждый холм и долина в распределении плотности дают о себе знать".
Большинство из них - это то, что мы не можем увидеть напрямую. Согласно преобладающей теории абсурдной вселенной, космос содержит примерно в пять раз больше невидимой темной материи, чем светящейся атомной материи.
Никто точно не знает, из чего состоит темная материя, но, по мнению космологов, она служит гравитационным каркасом для светящихся структур во Вселенной - галактик, скоплений галактик, суперкластеров, пустот и цепочек, подобных стене Южного полюса, соединенных паутинистыми нитями в так называемую космическую паутину. Видимая Вселенная, состоящая из звезд и галактик, как говорят космологи, похожа на снег на вершинах гор или огоньки на темных, далеких рождественских елках.
Но, следя за огнями и их движением, астрономы, такие как доктор Талли и его коллеги-космографы, теперь смогли прощупать тени, на которых они сидят: облака массы, чья гравитация определяет судьбу видимого космоса, формируя его формы и районы, стены, долины и пустоты.
"Это всего лишь темная материя",- говорит доктор Талли.
"Мы похожи на пловцов, которые пытаются плыть против течения, но их быстрее сносит вниз по течению".
