Մեծ Ատրակտորը. Տիեզերական անդունդի անտեսանելի ձգողությունը

Մեր գիշերային երկինքը, նույնիսկ անզեն աչքով դիտելիս, լի է անհամար աստղերով, որոնք կազմում են մեր Ծիր Կաթին գալակտիկան։ Դարեր շարունակ մարդկությունը նայել է այդ աստղերին՝ փորձելով հասկանալ իր տեղը տիեզերքում։ 20-րդ դարում, տեխնոլոգիական թռիչքի շնորհիվ, մենք բացահայտեցինք, որ մեր գալակտիկան ընդամենը մեկն է միլիարդավոր, գուցե տրիլիոնավոր այլ գալակտիկաներից։ Սակայն այս անსահման թվացող տիեզերական պարի մեջ կա մի շարժում, որը տասնամյակներ շարունակ մնում է գիտության ամենամեծ առեղծվածներից մեկը։ Մեր գալակտիկան, իր հարևան Անդրոմեդայի և տեղական խմբի մյուս գալակտիկաների հետ միասին, անհավանական արագությամբ՝ մոտ 600 կիլոմետր վայրկյանում (2.2 միլիոն կիլոմետր ժամում), շարժվում է դեպի տիեզերքի մի կոնկրետ, անտեսանելի կետ։ Այդ կետը, որը թաքնված է մեր գալակտիկայի սեփական փոշու և աստղերի հետևում, կրում է մի անուն, որն ինքնին հնչում է որպես գիտաֆանտաստիկ վեպի վերնագիր՝ Մեծ Ատրակտոր (The Great Attractor)։

Ի՞նչ է այս խորհրդավոր ուժը։ Ինչպե՞ս կարող է մի ամբողջ գալակտիկական կլաստեր, որը պարունակում է տրիլիոնավոր աստղերի զանգված, ձգվել դեպի մի բան, որը մենք նույնիսկ չենք կարողանում հստակ տեսնել։ Մեծ Ատրակտորի պատմությունը ոչ միայն աստղաֆիզիկայի բացահայտումների մասին է, այլև տիեզերքի կառուցվածքի, մութ նյութի առեղծվածի և այն փաստի մասին, որ մեր տիեզերական հարևանությունը շատ ավելի բարդ ու դինամիկ է, քան մենք երբևէ պատկերացրել ենք։

Տիեզերական հոսքի բացահայտումը

Մեծ Ատրակտորի գոյության մասին առաջին կասկածները ծագեցին 1970-ական թվականներին։ Աստղագետները, ուսումնասիրելով տիեզերական միկրոալիքային ֆոնային ճառագայթումը (Cosmic Microwave Background - CMB), որը համարվում է Մեծ Պայթյունի «արձագանքը», նկատեցին մի տարօրինակ անոմալիա։ CMB-ն գրեթե կատարյալ միատարր է ամբողջ տիեզերքում, ինչը վկայում է, որ վաղ տիեզերքը եղել է աներևակայելի տաք և խիտ։ Սակայն չափումները ցույց տվեցին, որ երկնքի մի կողմում CMB-ն մի փոքր ավելի «տաք» է (կապույտ շեղում), իսկ հակառակ կողմում՝ մի փոքր ավելի «սառը» (կարմիր շեղում)։ Սա հայտնի է որպես դիպոլային անիզոտրոպիա։

Ֆիզիկայում այս երևույթը բացատրվում է Դոպլերի էֆեկտով։ Երբ մենք շարժվում ենք դեպի լույսի աղբյուրը, լույսի ալիքները սեղմվում են՝ դառնալով ավելի կարճ և կապտավուն։ Երբ հեռանում ենք, ալիքները ձգվում են՝ դառնալով ավելի երկար և կարմրավուն։ CMB-ի դիպոլային անիզոտրոպիան ուներ միայն մեկ տրամաբանական բացատրություն. մեր Արեգակնային համակարգը, և նրա հետ միասին ամբողջ Ծիր Կաթին գալակտիկան, շարժվում է։ Եվ շարժվում է շատ արագ։

Սկզբնական հաշվարկները ցույց տվեցին, որ մեր Տեղական խումբը (որի մեջ մտնում են Ծիր Կաթինը, Անդրոմեդան և մոտ 80 այլ, ավելի փոքր գալակտիկաներ) շարժվում է մոտ 600 կմ/վ արագությամբ՝ Հիդրա-Կենտավրոս համաստեղությունների ուղղությամբ։ Այս արագությունը պարզապես հսկայական է։ Պատկերացնելու համար, եթե մենք կարողանայինք այդ արագությամբ ճանապարհորդել, ապա Երկրից Լուսին կհասնեինք մոտ 11 րոպեում։

Բայց ո՞րն էր այս շարժման պատճառը։ Տիեզերքի ընդհանուր ընդարձակումը, որը հայտնի է որպես Հաբլի հոսք, բացատրում է, թե ինչու են գալակտիկաները հիմնականում հեռանում միմյանցից։ Սակայն այս շարժումը «առանձնահատուկ» էր՝ այն ուղղված էր դեպի կոնկրետ կետ և գերազանցում էր տեղական մակարդակում սպասվող արագությունները։ Սա նշանակում էր, որ Հաբլի ընդհանուր հոսքից բացի, գործում էր մեկ այլ, լոկալ գրավիտացիոն ուժ, որը ձգում էր մեր գալակտիկան և իր հարևաններին։ Այդ անտեսանելի զանգվածի կենտրոնը ստացավ «Մեծ Ատրակտոր» անվանումը։

Խուսափման գոտի. Տիեզերական վարագույրի հետևում

Մեծ Ատրակտորի ուսումնասիրությունը բախվեց մի հսկայական խոչընդոտի, որը հայտնի է որպես «Խուսափման գոտի» (Zone of Avoidance)։ Սա երկնքի այն հատվածն է, որը գտնվում է Ծիր Կաթինի սկավառակի հարթության վրա։ Երբ մենք փորձում ենք նայել այդ ուղղությամբ, մեր սեփական գալակտիկայի միջաստղային փոշին, գազը և միլիարդավոր աստղերը արգելափակում են տեսանելի լույսը՝ ստեղծելով մի տեսակ տիեզերական «կույր կետ»։ Դժբախտաբար, Մեծ Ատրակտորը գտնվում է հենց այս գոտու կենտրոնում։ Մենք փորձում էինք ուսումնասիրել տիեզերքի ամենամեծ գրավիտացիոն անոմալիաներից մեկը, սակայն այն թաքնված էր մեր սեփական տան «սյուների» հետևում։

Այս խնդիրը հաղթահարելու համար աստղագետները սկսեցին օգտագործել դիտարկման այլ մեթոդներ, որոնք կարող են «տեսնել» փոշու միջով։ Ռադիոաստղադիտակները և ինֆրակարմիր աստղադիտակները կարող են որսալ ավելի երկար ալիքի երկարությամբ ճառագայթում, որը չի կլանվում միջաստղային փոշու կողմից։ Այս տեխնոլոգիաների շնորհիվ 1980-ականներին և 1990-ականներին աստղագետների մի խումբ, այդ թվում՝ Ալան Դրեսլերը և Սանդրա Ֆաբերը, սկսեցին քարտեզագրել Խուսափման գոտու հետևում գտնվող գալակտիկաները։

Նրանց աշխատանքը բացահայտեց, որ Մեծ Ատրակտորի ենթադրյալ վայրում գոյություն ունի գալակտիկաների մի հսկայական գերկուտակում, որը հայտնի է որպես Նորմա կլաստեր (Norma Cluster)։ Այն գտնվում է մեզնից մոտ 220 միլիոն լուսային տարի հեռավորության վրա։ Այս կլաստերը պարունակում է հազարավոր գալակտիկաներ և ունի տրիլիոնավոր արեգակների զանգված։ Սկզբում թվում էր, թե առեղծվածը բացահայտված է. Նորմա կլաստերն էր այն հզոր գրավիտացիոն կենտրոնը, որը ձգում էր մեզ։

Սակայն շուտով պարզ դարձավ, որ պատմությունը շատ ավելի բարդ է։ Երբ գիտնականները հաշվարկեցին Նորմա կլաստերի տեսանելի զանգվածը (աստղեր, գազ), պարզվեց, որ այն բավարար չէ բացատրելու մեր գալակտիկայի 600 կմ/վ արագությունը։ Նրա գրավիտացիոն ձգողությունը կարող էր բացատրել այդ շարժման միայն մի փոքր մասը։ Սա նշանակում էր, որ Մեծ Ատրակտորը ոչ թե պարզապես Նորմա կլաստերն է, այլ շատ ավելի մեծ, ավելի զանգվածային և, հնարավոր է, ավելի ցրված մի կառույց։

Լանիակեա. Մեր տիեզերական հասցեն

21-րդ դարի սկզբին տեխնոլոգիաների զարգացումը թույլ տվեց ավելի ճշգրիտ քարտեզագրել գալակտիկաների շարժումները։ 2014 թվականին աստղաֆիզիկոս Բրենթ Թալլիի գլխավորած թիմը ներկայացրեց մի նոր հայեցակարգ, որն ամբողջությամբ փոխեց մեր պատկերացումները տիեզերական կառուցվածքների մասին։ Նրանք ուսումնասիրեցին ավելի քան 8000 գալակտիկաների շարժման վեկտորները և հայտնաբերեցին, որ մեր Ծիր Կաթինը ոչ միայն շարժվում է դեպի Մեծ Ատրակտորը, այլև հանդիսանում է մի աներևակայելի մեծ կառույցի մաս, որը նրանք անվանեցին Լանիակեա (Laniakea)։

Հավայերենից թարգմանաբար «Լանիակեա» նշանակում է «անսահման երկինք»։ Սա գալակտիկաների գերկուտակում է, որն իր մեջ ներառում է մոտ 100,000 գալակտիկա, այդ թվում՝ մեր Տեղական խումբը, Կույսի կլաստերը և բազմաթիվ այլ կառույցներ։ Լանիակեան ձգվում է 520 միլիոն լուսային տարի։ Այս նոր մոդելի համաձայն՝ Մեծ Ատրակտորը, որի կենտրոնում գտնվում է Նորմա կլաստերը, հանդիսանում է Լանիակեայի գրավիտացիոն կենտրոնը կամ, այլ կերպ ասած, «հովտի» ամենացածր կետը։ Լանիակեայի սահմաններում գտնվող բոլոր գալակտիկաները, այդ թվում մենք, կարծես «հոսում են» դեպի այս ընդհանուր կենտրոն, ինչպես ջրի կաթիլները հոսում են դեպի ջրահավաք ավազանի ամենացածր կետը։

Այսպիսով, մեր շարժումը ոչ թե պարզապես դեպի մեկ կոնկրետ օբյեկտի ձգողություն է, այլ մաս է կազմում մի հսկայական կոսմիկական հոսքի, որը ձևավորում է մեր գերկուտակման կառուցվածքը։ Մենք ապրում ենք Լանիակեայի ծայրամասերից մեկում և, ինչպես մյուս 100,000 գալակտիկաները, դանդաղորեն շարժվում ենք դեպի նրա գրավիտացիอน սիրտը։

Շեփլիի գերկուտակումը և մութ հոսքի առեղծվածը

Սակայն նույնիսկ Լանիակեայի հայտնագործությունը վերջնականապես չլուծեց առեղծվածը։ Պարզվեց, որ Մեծ Ատրակտորի հետևում, մոտ 600 միլիոն լուսային տարի հեռավորության վրա, գոյություն ունի մեկ այլ, նույնիսկ ավելի զանգվածային կառույց՝ Շեփլիի գերկուտակումը (Shapley Supercluster)։ Սա տիեզերքի դիտարկվող հատվածի ամենախիտ և զանգվածային գերկուտակումն է։ Այն պարունակում է տասնյակ հազարավոր գալակտիկաներ և ունի ավելի քան 10,000 Ծիր Կաթինի զանգված։

Այսօր գիտնականները կարծում են, որ մեր գալակտիկայի շարժումը երկու հիմնական ուժերի արդյունք է. մոտակա Մեծ Ատրակտորի ձգողությունը և ավելի հեռու գտնվող, բայց անհամեմատ ավելի հզոր Շեփլիի գերկուտակման ձգողությունը։ Մեծ Ատրակտորը կարծես լինի լոկալ «բլուր», որը մեզ քաշում է, իսկ Շեփլին՝ հսկայական «լեռնաշղթա», որի ուղղությամբ մենք ի վերջո շարժվում ենք։ Լանիակեան ինքը, որպես մեկ ամբողջություն, ձգվում է դեպի Շեփլիի գերկուտակումը։

Սակայն այստեղ ծագում է մեկ այլ, նույնիսկ ավելի խորը առեղծված՝ մութ հոսքը (dark flow)։ Որոշ աստղագետներ, ուսումնասիրելով հեռավոր գալակտիկական կլաստերների շարժումները, պնդում են, որ նկատել են միասնական, համակարգված շարժում դեպի երկնքի մի կոնկրետ կետ, որը գտնվում է դիտարկվող տիեզերքի սահմաններից դուրս։ Այս հիպոթետիկ շարժումը չի կարող բացատրվել ոչ Մեծ Ատրակտորի, ոչ էլ Շեփլիի գերկուտակման ձգողությամբ։ Եթե մութ հոսքի գոյությունը հաստատվի, դա կնշանակի, որ մեր դիտարկվող տիեզերքի վրա ազդում է մի գրավիտացիոն ուժ, որի աղբյուրը գտնվում է տիեզերական հորիզոնից այն կողմ։ Դա կարող է լինել մեկ այլ, աներևակայելի զանգվածային տիեզերական կառույց կամ նույնիսկ մեկ այլ տիեզերքի գրավիտացիոն ազդեցությունը մուլտիտիեզերքի տեսության շրջանակներում։ Այս գաղափարը խիստ վիճահարույց է, և շատ գիտնականներ այն համարում են վիճակագրական սխալի արդյունք, բայց այն շարունակում է մնալ որպես տիեզերքի ամենամիստիկ հանելուկներից մեկը։

Միստիկան և փիլիսոփայությունը. Ի՞նչ է թաքնված անդունդում

Մեծ Ատրակտորի և նրա հետ կապված երևույթների գիտական ​​բացատրությունները որքան տպավորիչ են, նույնքան էլ հարցեր են առաջացնում, որոնք դուրս են գալիս զուտ ֆիզիկայի սահմաններից։ Այս հսկայական, անտեսանելի կառույցի գաղափարը, որը ձգում է տրիլիոնավոր աստղեր, դիպչում է մարդկային ենթագիտակցության ամենախորը վախերին ու հետաքրքրություններին։

1. Անհայտի գրավչությունը։ Մարդկային մշակույթում «անդունդը» կամ «խորխորատը» միշտ եղել է անհայտի, վտանգավորի և միևնույն ժամանակ գրավիչի խորհրդանիշ։ Մեծ Ատրակտորը տիեզերական մասշտաբի անդունդ է։ Մենք շարժվում ենք դեպի մի բան, որը չենք կարող ամբողջությամբ տեսնել կամ հասկանալ։ Ի՞նչ կա այնտեղ՝ գալակտիկաների այդ աներևակայելի խիտ կուտակման կենտրոնում։ Գուցե սև խոռոչներ, որոնց զանգվածը միլիարդավոր անգամ գերազանցում է Արեգակի զանգվածը։ Գուցե այնտեղ գործում են ֆիզիկայի օրենքներ, որոնք մեզ անծանոթ են։
2. Ճակատագրի և ազատ կամքի հարցը։ Մեր գալակտիկայի շարժումը դեպի Մեծ Ատրակտորը անխուսափելի է։ Դա մի տիեզերական ճակատագիր է, որը գրված է գրավիտացիայի օրենքներով։ Մենք, որպես մարդկություն, մեր մոլորակի և մեր աստղի հետ միասին, ընդամենը ուղևորներ ենք այս հսկայական տիեզերանավի վրա, որը շարժվում է նախասահմանված ուղղությամբ։ Սա ստիպում է մտածել մեր տեղի և նշանակության մասին տիեզերական այս մեծ պարի մեջ։ Արդյո՞ք մենք ունենք որևէ վերահսկողություն մեր վերջնական ուղղության վրա, թե՞ մենք պարզապես ենթարկվում ենք կոսմիկական ուժերին, որոնք անհամեմատ ավելի հզոր են մեզնից։
3. Մութ նյութի և մութ էներգիայի դերը։ Մեծ Ատրակտորի զանգվածի մեծ մասը, ինչպես և տիեզերքի մնացած զանգվածի ~85%-ը, կազմված է մութ նյութից։ Սա խորհրդավոր նյութ է, որը չի փոխազդում լույսի հետ և որի գոյության մասին մենք գիտենք միայն նրա գրավիտացիոն ազդեցության շնորհիվ։ Մեծ Ատրակտորը մութ նյութի ամենամեծ և տպավորիչ դրսևորումներից մեկն է։ Այն մեզ հիշեցնում է, որ տիեզերքի ճնշող մեծամասնությունը մեզ համար անտեսանելի և անհասանելի է։ Մենք ապրում ենք մի աշխարհում, որի իրական էությունը թաքնված է մեր զգայարաններից։

Ապագայի հեռանկարները. Ի՞նչ է սպասվում մեզ

Ի՞նչ է սպասվում մեր գալակտիկային այս երկար ճանապարհորդության վերջում։ Ի վերջո, միլիարդավոր տարիներ անց, Լանիակեայի գալակտիկաները, այդ թվում՝ Ծիր Կաթինը, կշարունակեն մոտենալ գերկուտակման կենտրոնին։ Ճանապարհին Ծիր Կաթինը կբախվի և կմիանա Անդրոմեդա գալակտիկային՝ առաջացնելով մի նոր, ավելի մեծ գալակտիկա, որը գիտնականները պայմանականորեն անվանում են «Միլկոմեդա»։

Այս նոր գալակտիկան կշարունակի իր ճանապարհը դեպի Մեծ Ատրակտորի կենտրոնը։ Սակայն, մինչ մենք կհասնենք այնտեղ, գործի կմտնի մեկ այլ, նույնիսկ ավելի հզոր տիեզերական ուժ՝ մութ էներգիան։ Սա տիեզերքի արագացված ընդարձակման պատասխանատու ուժն է։ Այսօր մութ էներգիան ստիպում է գալակտիկական գերկուտակումներին հեռանալ միմյանցից։ Գիտնականները կարծում են, որ մութ էներգիայի ազդեցությունը ժամանակի ընթացքում կուժեղանա։

Սա նշանակում է, որ չնայած Լանիակեայի ներսում գրավիտացիան դեռևս գերիշխում է՝ ստիպելով գալակտիկաներին մոտենալ իրար, գերկուտակման մասշտաբով մութ էներգիան կհաղթի։ Հնարավոր է, որ մեր գերկուտակումը երբեք չհասնի Շեփլիի գերկուտակմանը, քանի որ նրանց միջև ընկած տարածությունը կընդարձակվի ավելի արագ, քան նրանք կկարողանան մոտենալ միմյանց։ Ավելին, որոշ տեսությունների համաձայն, հեռավոր ապագայում մութ էներգիան կարող է նույնիսկ «պատռել» գալակտիկաները, աստղային համակարգերը և նույնիսկ ատոմները («Մեծ Պատռում» սցենար)։

Այսպիսով, մենք գտնվում ենք երկու հզոր տիեզերական ուժերի՝ գրավիտացիայի և մութ էներգիայի պայքարի կիզակետում։ Մի կողմից, Մեծ Ատրակտորի գրավիտացիան մեզ ձգում է դեպի միասնություն, դեպի հսկայական տիեզերական կառույցի կենտրոն։ Մյուս կողմից, մութ էներգիան մեզ մղում է դեպի մեկուսացում, դեպի մի սառը և դատարկ ապագա, որտեղ գալակտիկաները կլինեն անվերջ հեռու միմյանցից։

Մեծ Ատրակտորի առեղծվածը մնում է որպես հիշեցում այն մասին, թե որքան քիչ բան գիտենք մեր տիեզերական տան մասին։ Այն խորհրդանշում է գիտության անսպառ ձգտումը՝ լույս սփռել ամենախորը խավարի վրա, նույնիսկ այն ժամանակ, երբ այդ խավարը թաքնված է մեր սեփական գալակտիկայի վարագույրի հետևում։ Մենք շարունակում ենք մեր ճանապարհորդությունը դեպի այդ անտեսանելի կետը՝ լինելով և՛ դիտորդ, և՛ մասնակից տիեզերական դրամայի, որի վերջնական գործողությունը դեռ գրված չէ։