Место галактик во Вселенной¶

Галактика — это гравитационно связанная система звёзд, звёздных скоплений, межзвёздного газа, пыли, тёмной материи и других космических объектов, тогда как Вселенная — это вся совокупность пространства, времени, материи и энергии, включая все галактики и всё, что существует между ними. Вселенная неизмеримо больше любой отдельной галактики: галактика — это лишь одна из её структурных единиц, подобно тому как отдельный город — часть страны.

¶Масштаб галактики

Галактики классифицируют по форме на спиральные, эллиптические и неправильные. Наша Галактика — Млечный Путь — относится к спиральным галактикам с барной структурой. Её диаметр составляет около 100—180 тысяч световых лет, то есть свет, пройдя это расстояние, преодолел бы его за 100—180 тысяч лет при скорости около 300 000 км/с. В Млечном Пути насчитывается от 100 до 400 миллиардов звёзд, а общая масса галактики оценивается примерно в 1,5 триллиона солнечных масс с учётом тёмной материи.

Крупнейшие галактики Вселенной значительно превосходят Млечный Путь. Галактика IC 1101, эллиптическая галактика в созвездии Гидры, имеет диаметр порядка 4—6 миллионов световых лет и содержит, по разным оценкам, до триллиона звёзд. Даже такие гиганты остаются каплей в океане Вселенной.

¶Масштаб Вселенной

Наблюдаемая Вселенная — это область пространства, из которой свет успел достичь наблюдателя за время, прошедшее с момента Большого взрыва (около 13,8 миллиарда лет). Её диаметр оценивается примерно в 93 миллиарда световых лет — больше, чем возраст Вселенной умноженный на скорость света, потому что пространство расширяется, и удалённые объекты уносятся от нас быстрее, чем просто «свет преодолевает расстояние».

В наблюдаемой Вселенной находится, по современным оценкам, от 100 до 200 миллиардов галактик (более ранние оценки доходили до двух триллионов, но уточнения космологических данных снизили верхнюю границу). Каждая из этих галактик содержит от миллионов до триллионов звёзд. Между галактиками простираются огромные пустоты — космические voids, диаметр которых может достигать сотен миллионов световых лет.

Таким образом, соотношение масштабов примерно такое: наблюдаемая Вселенная больше Млечного Пути в сотни миллиардов раз по количеству содержащихся в ней галактик и в миллионы раз по линейному размеру.

¶Структура Вселенной

Вселенная имеет иерархическую структуру. Звёзды объединяются в галактики, галактики — в скопления и сверхскопления галактик. Млечный Путь, например, входит в Местную группу галактик, объединяющую более 50 галактик, включая туманность Андромеды (M31) и Туманность Треугольника (M33). Местная группа, в свою очередь, входит в сверхскопление Девы, а то — в Ланиакею, сверхскопление, содержащее около 100 тысяч галактик и простирающееся на 500 миллионов световых лет.

На крупнейших масштабах Вселенная образует «космическую паутину» — сеть, состоящую из нитей галактик, окружающих пустоты. Эта структура сформировалась под действием гравитации за 13,8 миллиарда лет и продолжает эволюционировать.

¶Границы Вселенной

Вопрос о том, есть ли у Вселенной границы за пределами наблюдаемой области, остаётся открытым. Согласно космологической модели Лямбда-CDM, Вселенная может быть бесконечной в пространственном смысле, но наблюдаемая её часть конечна из-за конечности скорости света и расширения пространства. Некоторые гипотезы предполагают существование множественных вселенных (мультивселенная), однако это остаётся за рамками наблюдательной астрономии.

¶Ответ на вопрос

Галактика — часть Вселенной, а не наоборот. Даже самая большая известная галактика — крошечная составляющая наблюдаемой Вселенной, которая содержит сотни миллиардов галактик. Если провести аналогию: если бы Вселенная была океаном, то галактика была бы одной каплей воды, а Млечный Путь — той каплей, в которой находится наблюдатель.

¶Интересные факты

• Свет от ближайшей крупной галактики — туманности Андромеды — доходит до Земли около 2,5 миллионов лет, и это ближайшая из больших галактик Местной группы.
• Млечный Путь и туманность Андромеды сближаются со скоростью около 110 км/с и через примерно 4—5 миллиардов лет столкнутся, сформировав единую эллиптическую галактику.
• Между отдельными галактиками расстояния измеряются миллионами и даже сотнями миллионов световых лет, тогда как внутри галактик — тысячами световых лет.

Источники: Энциклопедия «Космос» (Astronet.ru); учебник «Общая астрономия» под редакцией А. А. Михайлова; материалы NASA и ESA о структуре Вселенной; статьи в журнале «Природа» по космологии.