Elämme kolmannella planeetalla keskikokoisesta tähdestä, kaksi kolmasosaa matkan päässä Linnunradan keskustasta yhdessä sen spiraalivarsista. Mutta mikä paikka meillä on maailmankaikkeudessa? XX -luvun alussa. Vesto Slipher opiskeli taivasta Lovellin observatoriossa Flagstaffissa Arizonassa. Sen johtaja Percival Lovell oli kiinnostunut planeettojen löytämisestä muiden tähtien ympäriltä ja uskoi, että tuolloin löydetyt spiraaliset sumut voivat olla tähtiä, joiden ympärille muodostuu uusia planeettajärjestelmiä.
Tämän teorian testaamiseksi Lovell kutsui Slipherin tutkimaan spiraalisumun kemiallista koostumusta spektrografilla, joka hajottaa valon spektriksi. Slipher keräsi 600 mm: n refraktore -teleskoopilla kahden yön aikana tarpeeksi valoa vain yhden sumun spektrille. Tulos hämmästytti häntä: kaikki spektrit osoittivat voimakasta punaista siirtymää.
Vain Edwin Hubblen työ Mount Wilsonin observatoriossa on ratkaissut tämän punasiirtymän mysteerin. Edwin Hubble ja Milton Humason saivat 2,5 metrin heijastimen käytettävissään niin selkeät valokuvat naapurimaisesta spiraalisumusta, että vuoteen 1924 mennessä oli mahdollista jakaa se erillisiksi tähdiksi.
Vuonna 1929 Hubble osoitti, että punainen siirtymä osoittaa, että galaksit liikkuvat poispäin meistä satojen tuhansien kilometrien nopeudella.
Havaintojensa perusteella Hubble päätyi siihen, että heikommissa ja siksi todennäköisesti kauempana olevissa galakseissa on suurempi punasiirtymä. Siksi Hubblen lain mukaan galaksien punainen siirtymä kasvaa suhteessa niiden etäisyyteen meistä. Punaisen siirtymän mittaamisen avulla voit määrittää etäisyydet maailmankaikkeudessa.
Galaksien jakautuminen
Pian sen jälkeen, kun Hubble ehdotti maailmankaikkeuden laajenevan, hän totesi, että galaksit olivat jakautuneet tasaisesti. Todistaakseen tämän tähtitieteilijä kuvasi monia pieniä taivaan alueita samalla 2,5 metrin heijastimella. Lukuun ottamatta aluetta Linnunradan läheisyydessä, jossa pöly peitti galakseja, joita hän kutsui välttelyvyöhykkeeksi, hän löysi suunnilleen saman määrän galakseja kaikkialta.
Muut kosmologit olivat eri mieltä Hubblen kanssa. Harlow Shapley ja Adelaide Ames havaitsivat merkittäviä epäsäännöllisyyksiä galaksien jakautumisessa taivaalla. Joillakin alueilla niitä oli paljon, toisilla - suhteellisen vähän. Clyde Tombaugh, joka löysi Pluton vuonna 1930, vahvisti Shapleyn ja Amesin tiedot ja meni pidemmälle ja löysi vuonna 1937 joukon satoja galakseja Andromedan ja Perseuksen tähtikuvissa.
Vielä enemmän saavutettiin, kun luotiin Palomar-taivaanmittaus 1,2 metrin Schmidt-kaukoputkella. Käyttämällä erinomaisia valokuvausominaisuuksiaan George Abell osoitti, että galaksit muodostavat klustereita ja superjoukkoja.
Paikallinen galaksiryhmä
Linnunrata ja Andromedan galaksi ovat paikallisen galaksiryhmän, pienen 30 galaksin ryhmän suurimmat jäsenet. Tämä klusteri on osa galaksien superjoukkoa, jonka muita jäseniä voi nähdä Kooman ja Neitsyt -tähtikuvioissa.
Nyt on olemassa muita superklustereita hajallaan kaikkialla maailmankaikkeudessa, mutta onko olemassa superklustereita? Viimeaikaiset havainnot tehokkailla teleskoopeilla eivät anna aihetta ajatella niin. Superklusterit muodostavat avaruudessa valtavia solurakenteita, joiden välissä on suuria tyhjiöitä. Nämä jättimäiset laajenevat muodostumat eroavat toisistaan maailmankaikkeuden laajentuessa. Joukkojen galakseja sitoo painovoima, mutta maailmankaikkeuden laajentuminen siirtää hallitsemattomasti klustereita toisistaan.
Painovoimaiset linssit
Gravitaatiolinssi on massiivinen kappale (planeetta, tähti) tai kappalejärjestelmä (galaksi, galaksiryhmä, pimeän aineen klusteri), joka taipuu sähkömagneettisen säteilyn etenemissuuntaa painovoimakentänsä kanssa aivan kuten tavallinen linssi taivuttaa valonsäteen.
Kaksinkertainen kvasaari 1970 -luvun lopulla. Palomar Sky Survey -valokuvista löydettiin kaksi identtistä kvasaria, joiden välissä oli heikko mutta erittäin massiivinen galaksi. Galaksi ja kvasaari havainnollistivat Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian asemaa, jonka mukaan painovoiman lähteet voivat taivuttaa valonsäteen. Galaksin vetovoima toimii linssinä, joka murtaa kaukaisen kvasarin valon siten, että se "haarautuu". Vielä epätavallisia tapauksia on löydetty. Galaksit voidaan sijoittaa siten, että kuvien kaukaiset esineet muuttuvat kaariksi ja jopa renkaiksi. Yhdessä tapauksessa kaukainen kvasaari ilmestyi niin sanotun Einsteinin ristin muodossa, joka muodostui neljästä kuvasta.
Video - maailmankaikkeuden rakenne:
[media =