Struktura

Wszechświata

Jak już wiemy Wszechświat to cała czasoprzestrzeń wypełniona
materią ( ciałami niebieskimi , gazami , pyłami ) oraz energią.

Badacze twierdzą , że liczy on sobie ok. 10 –15 mld lat.
Wszechświat rozciąga się aż do nieskończoności , a dostępne
poznaniu obszary maja ok. 10 mld lat świetlnych.

Początkowe wyobrażenia i modele na temat wszechświata i jego
budowy jako całości sprowadzały się do modeli budowy
galaktyki

Obserwacje rozkładu materii we wszechświecie wykazują na
jego komórkowa strukturę. Olbrzymie , puste obszary otoczone
są ścianami , czy krawędziami z galaktyk i gromad galaktyk

Wszechświat jako całość nie jest układem statycznym , podlega
zmianom ( obecnie się rozszerza )

Kosmologia , czyli nauka o wszechświecie posługuje się
założeniami według których każda część wszechświata wygląda
tak samo , czyli każda cześć ( z lokalnymi fluktuacjami ) jest
reprezentatywna dla całości

Materia wypełniająca wszechświat zgromadzona jest w
hierarchiczne struktury:

•Supergromady galaktyk
•Gromady galaktyk
•Galaktyki
•Gromady gwiazd
•Gwiazdy

W każdej skali możemy wyróżnić skupiska materii i obszary
jej pozbawione.

Badacze sugerują ze wszechświat w 80 % składa się z tzw.
ciemnej materii.Ciemna materia jest to ogólnie wszystko to co
nie świeci

Galaktyka

Galaktyka- to skupisko układów planetarnych , gwiazd , mgławic
oraz materii międzygwiazdowej.

Gwiazdy grupują się w galaktyki dzięki siłom grawitacji.Wszystko
, co znajduje się w galaktyce krąży wokół jej środka zwanego
jądrem galaktyki.

Nasza galaktyką jest Droga Mleczna. Ma ona kształt spłaszczonej
tarczy z wybrzuszeniem w środku.Średnica tej tarczy wynosi 100
000 lat świetlnych i znajduje się w niej 100 000 milionów gwiazd.

Droga mleczna sfotografowana
zimą

Wyróżniamy cztery typy galaktyk:

Galaktyki spiralne- mają spiralny kształt , który tworzą 2 lub 3

spiralne ramiona wokół gęstego jądra. Galaktyki te stanowią
60% wszystkich galaktyk. Galaktyki te możemy podzielić ze
względu na stosunek wielkości ramion do jądra na

•

Jasne jądro i słabo rozwinięte ramiona

•

Mniejsze jądro i dobrze rozwinięte ramiona

•

Słabe jądro i wyróżniające się ramiona

•

Osobliwe

Przykładem jest Mgławica Andromedy

Galaktyki eliptyczne – nie posiadają ramion , maja spłaszczony
i owalny kształt.Składają się z setek milionów gwiazd

Galaktyki eliptyczne występują głównie w centrum gromad
galaktyk i zawierają bardzo mało pyłu międzygwiezdnego.

Galaktyki soczewkowate – są galaktykami pośrednimi pomiędzy
spiralnymi i eliptycznymi. Są mocno spłaszczone i nie ma w nich
młodych gwiazd ani pyłu. Nie posiadają one także ramion.

Galaktyki nieregularne – są zbiorowiskami gwiazd i pyłu
międzygwiezdnego. Są one bardzo małe , zwykle rozciągnięte lub
zgniecione przez grawitacyjne oddziaływanie z innymi obiektami .
Przykładami takich galaktyk są Wielki i Mały Obłok Magellana

Wielki Obłok Magellana

Mały Obłok Magellana

Galaktyki nie są przypadkowo rozmieszczone we wszechświecie.
Mają tendencje do skupiania się w gromady.

Gromady galaktyk grupują się w supergromady . Wszechświat ma
strukturę komórkową.Płaskie skupiska galaktyk czyli tzw. ściany
ograniczają puste przestrzenie.

W miejscach gdzie przecinają się galaktyki tworzą się łańcuchy
galaktyk . Przecinające się łańcuchy tworzą gromady galaktyk

Przestrzenna struktura galaktyk przypomina trochę pian e z
baniek mydlanych

Statystycznie stwierdzono , że ściany skupiają 60 % galaktyk,
natomiast zajmuj a one jedynie 10 % objętości wszechświata.

Ciemna materia jest to nieświecąca materia znajdująca się w
galaktykach i gromadach galaktyk.Z badań wynika ze nawet 90%
materii we wszechświecie nie świeci.

Jak wspomniano galaktyki to skupiska gwiazd , gaz , pył oraz
mgławice

Mgławice – to obłoki gazu i pyłu międzygwiezdnego lub bardzo
rozległe otoczki gwiazd

Mgławica Kraba

Gwiazdy - są zbudowane w 75 % z wodoru i ok. 24 % z helu oraz z
innych gazów ,ale ich udział procentowy jest niewielki

Gwiazdy nie są równomiernie rozłożone w galaktykach .Maja
tendencje do skupiania się w ramiona.

Cała materia we wszechświecie łączy się w coraz to większe
struktury.Można zaobserwować pewną analogie to budowy
organizmu – komórki tworzą tkanki itd.

Gwiazdy łączą się w układy .Wokół tych układów tworzą się
systemy planetarne, te wraz z pozostałymi obiektami
kosmicznymi łączą się w galaktyki , a galaktyki w gromady

Galaktyki są powiązane grawitacyjnie pomiędzy sobą w
gromadzie.Wszystkie galaktyki w gromadzie zmierzają w jednym
kierunku.

Grupa galaktyk to co najmniej 3 galaktyki działające na siebie
grawitacyjnie przez co najmniej miliard lat.

Kolejnym etapem jest łączenie się gromad galaktyk w
supergromady , zwane także sypergalaktykami , tworzą one
włókna. Supergromady zawierają w niektórych miejscach pustki (
obszary bez świecącej materii ). Supergromady są zazwyczaj
nieregularne i składają się z kilku lub kilkunastu większych
gromad

Galaktyki i gromady układają się w długie , cienkie nici , rozległe
płachty oraz gigantyczne bąble materii. We wnętrzu tych bąbli
znajdują się tzw. kosmiczne pustki , które nie zawierają
praktycznie nic.

Obecnie istnieją trzy modele powstawania struktury we
wszechświecie

Pierwszy z modeli , to

model naleśnika

model naleśnika , zaproponowany przez

rosyjskiego uczonego Jakowa Zeldowicza na początku lat 70 tych.

Model ten jest tzw. teorią „ z góry do dołu „. Według niej
najpierw powstały wielkie struktury , takie jak ściany i bąble , a
dopiero potem wyodrębniły się z nich supergromady , gromady i
wreszcie galaktyki.

Charakterystyczne dla modelu Zeldowicza są ogromne
spłaszczone masy materii „ naleśniki „ które wypełniały wczesny
Wszechświat.

Według teorii te olbrzymie masy zapadły się pod wpływem
grawitacji , tworząc cienkie powierzchnie i uległy fragmentacji na
mniejsze części o rozmiarach galaktyk

Model Zeldowicza bardzo dobrze wyjaśnia , dlaczego galaktyki
układają się w długie sploty oraz cienkie ściany. Struktury te są
pozostałościami po pierwotnych naleśnikach

Jim Peebles , astrofizyk z Uniwersytetu w Princetown jest
zwolennikiem innego podejścia zwanego

hierarchicznym

hierarchicznym

grupowaniem

grupowaniem . Jest to teoria „ z dołu go góry „ w której galaktyki
pierwsze wyodrębniły się z gazowych chmur we wczesnej fazie
ewolucji Wszechświata.

W miarę ekspansji Wszechświata wiele galaktyk zbliżyło się do
siebie i zaczęły oddziaływać na siebie grawitacyjnie.Na skutek
tego przyciągania grupy galaktyk połączyły się w gromady, a
następnie supergromady. Jednocześnie powstały pustki

Ostatni trzeci model powstania struktury to

teoria fraktalna

teoria fraktalna .

Fraktale są obiektami samopodobnymi , co oznacza , że w
dowolnej skali wyglądają tak samo . Zgodnie z podejściem
fraktalnym wiele poziomów struktury , od galaktyk do gromad i
supergromad , powstało jednocześnie. Wyłanianie się
supergromad jest wiec przejawem tego samego mechanizmu ,
który doprowadził do powstania galaktyk , tyle , że w większej
skali.