Rymden tomrum

Tomrum , kosmiska tomrum [ 1 ] [ 2 ] , även tomrum ( eng.  void  - " tomhet " ) - vidsträckta områden mellan galaktiska filament , i vilka galaxer och hopar är frånvarande eller nästan frånvarande . Tomrum har vanligtvis dimensioner i storleksordningen 10-100 Mpc . Den genomsnittliga densiteten av materia i dem är mindre än en tiondel av vad som är typiskt för det observerbara universum .

Rymdtomrum upptäcktes först 1978 av Stephan Gregory och Layard A. Thompson vid Kitt Peak National Observatory [3] .

Upptäckt

Kosmiska tomrum (tomrum) blev ett föremål för studier inom astrofysik i mitten av 1970-talet, när astronomiska undersökningar som mätte rödförskjutning blev mer populära och gjorde det möjligt för två oberoende grupper av astrofysiker 1978 att känna igen superkluster och tomrum i den rumsliga fördelningen av galaxer. [4] [5] De nya undersökningarna lade till "djup" till 2D-kartor över kosmiska strukturer, vilket gjorde att de första 3D-kartorna över det observerbara universum kunde börja . I dessa undersökningar beräknades avstånden till galaxer från deras rödförskjutningsvärden på grund av universums expansion .

Kronologi

• 1961 - Det astronomiska samhällets uppmärksamhet lockas av storskaliga strukturella element, som "kluster av andra ordningen" ( engelska  andra ordningens kluster ), en av typerna av superkluster [6] .
• 1978 - De två första artiklarna om tomrum i en storskalig struktur publiceras, som talar om tomrum som finns framför Coma of Veronica-klustret [4] [5] .
• 1981 - Ett stort tomrum upptäcks i stjärnbilden Bootes [7] [8] .
• 1983 - Beräkningssimuleringar, tillräckligt komplexa för att ge ett relativt tillförlitligt resultat av beräkningar för utvecklingen av storskalig struktur, blev möjliga, och det gav en uppfattning om huvuddragen i den storskaliga fördelningen av galaxer [9] [ 10] .
• 1985 - Studie av storskaliga strukturelement i området för Perseus-Pisces superkluster (inklusive tomrum) [11] .
• 1989 - Center for Astrophysics Redshift Survey visade vilka strukturer som råder i det observerbara universum i stor skala [12] .
• 1991 - Las Campanas Redshift Survey bekräftade den höga förekomsten av tomrum i den storskaliga strukturen [13] .
• 1995 Jämförelser av galaxundersökningar visar att tomrum hittas oavsett områdesval [14] .
• 2001 - Field Galaxy Redshift Survey lade till ett stort antal nya poster till voidkatalogen [15] .
• 2009 - Data från Sloan Digital Sky Survey , i kombination med data från tidigare stora undersökningar, gav den mest heltäckande bilden av tomrummens detaljerade struktur [16] [17] [18] .

Observerade egenskaper

Rymdtomrum är en av de största formationerna i naturen och upptar huvuddelen av utrymmet i universum [19] . Det huvudsakliga kännetecknet för dessa strukturer är att densiteten av synlig materia i tomrum är mycket lägre än dess genomsnittliga densitet i universum [1] . Eftersom de är huvudelementen i en storskalig struktur , avgränsas tomrum av galaktiska filament [20] .

Den genomsnittliga storleken på sådana tomrum når 40 megaparsecs (≈ 130 miljoner ljusår ), men i universum finns det större tomrum - supervoids ( engelska  supervoids ), vars medeldiameter är 100 Mpc [21] . En av de största upptäckta supervoiderna är Giant Void med en diameter på 300-400 Mpc [22] .

I tomrum kan det finnas " mörk energi " och protogalaktiska moln . Dessutom, enligt data publicerade 2014, hittade astronomer från University of Pennsylvania små förvrängningar i riktningarna för ljusets utbredning i tomrum, förmodligen skapade av mörk materia . För detta användes data från Sloan Digital Sky Survey för 40 miljoner galaxer och 20 tusen tomrum [23] .

Formation

Enligt moderna begrepp, i de tidigaste stadierna av universums expansion , fördelades materia nästan perfekt enhetligt [2] . I inflationsfasen växte små och slumpmässigt förekommande kvantfluktuationer av fält snabbt [24] . De ledde till inhomogeniteter i materiens densitet, som senare utvecklades på grund av gravitationsinstabilitet [25] . Den icke-linjära tillväxten av störningar orsakade övervägande komprimering av materia längs en av riktningarna [26] , på grund av vilket materien koncentrerades på kaustik , som sedan korsade sig och blev filament. Följaktligen blev platser med en mycket låg densitet av materia tomrum. Som ett resultat bildades den observerbara strukturen av universum med bevarandet av storskalig homogenitet och isotropi .

Möjligheten att bilda ett nätverk av filament och hålrum enligt scenariot som beskrivits ovan bekräftades, men bara om den starka inverkan av mörk materia beaktas [2] . Därför tror man att densitetsinhomogeniteterna hos mörk materia spelade en nyckelroll i processen [26] . Utan dess ojämna fördelning skulle de framkallande störningarna av den synliga materiens täthet inte kunna växa så mycket att de bildade den observerbara bilden av universum [2] .

Se även

• Supertomt i stjärnbilden Eridanus
• Ogiltigt KBC
• jätte tomrum
• Lokalt tomrum
• Hubble bubbla
• Metagalaxi

Anteckningar

1. ↑ 1 2 Elyiv A. A. , Karachentsev I. D. , Karachentseva V. E. , Melnik O. V. , Makarov D. I. Lågdensitetsstrukturer i det lokala universum. II. Stäng tomrum i rymden  // Astrophysical Bulletin. - Special Astrophysical Observatory of Russian Academy of Sciences , 2013. - T. 68 , nr 1 . - S. 1 . — ISSN 1990-3391 . - arXiv : 1302.2369 .
2. ↑ 1 2 3 4 Universums storskaliga struktur | Encyclopedia Around the World
3. ↑ Roger A. Freedman, William J. Kaufmann. universum: stjärnor och galaxer . - New York: W. H. Freeman and Company, 2001. - 600 sid. - ISBN 978-0-7167-4646-1 .
4. ↑ 12 Gregory , SA; LA Thompson. Superklustret Coma/A1367 och dess omgivningar  //  The Astrophysical Journal . - IOP Publishing , 1978. - Vol. 222 . — S. 784 . — ISSN 0004-637X . - doi : 10.1086/156198 . - .
5. ↑ 1 2 Jõeveer, M.; Einasto, J. Universums storskaliga struktur  (engelska) / MS Longair; J. Einasto. - Dordrecht: Reidel, 1978. - S. 241.
6. ↑ Abell, George O. Bevis angående andra ordningens kluster av galaxer och interaktioner mellan kluster av galaxer  //  The Astronomical Journal  : journal. - IOP Publishing , 1961. - Vol. 66 . — S. 607 . — ISSN 0004-6256 . - doi : 10.1086/108472 . - .
7. ↑ Kirshner, R.P.; Oemler, A., Jr.; Schechter, P.L.; Shectman, SA En miljon kubik megaparsec tomrum i Bootes  //  The Astrophysical Journal . - IOP Publishing , 1981. - Vol. 248 . — P.L57 . — ISSN 0004-637X . - doi : 10.1086/183623 . - .
8. ↑ Kirshner, Robert P.; Oemler, Augustus, Jr.; Schechter, Paul L.; Shectman, Stephen A. En undersökning av Bootes tomrum  //  The Astrophysical Journal . - IOP Publishing , 1987. - Vol. 314 . — S. 493 . — ISSN 0004-637X . - doi : 10.1086/165080 . - .
9. ↑ Merlott, A.L. Clusterhastigheter i den adiabatiska bilden av galaxbildning  // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society  : journal  . - Oxford University Press , 1983. - November ( vol. 205 , nr 3 ). - s. 637-641 . — ISSN 0035-8711 . - doi : 10.1093/mnras/205.3.637 . - .
10. ↑ Frank, CS; S.M. White; M. Davis. Icke-linjär utveckling av storskalig struktur i universum  //  The Astrophysical Journal  : journal. - IOP Publishing , 1983. - Vol. 271 . - S. 417 . — ISSN 0004-637X . - doi : 10.1086/161209 . - .
11. ↑ Giovanelli, R.; MP Haynes. En 21 CM undersökning av superklustret Pisces-Perseus. I - Deklinationszonen +27,5 till +33,5 grader  (engelska)  // The Astronomical Journal  : journal. - IOP Publishing , 1985. - Vol. 90 . — S. 2445 . — ISSN 0004-6256 . - doi : 10.1086/113949 . - .
12. ↑ Geller, MJ; JP Huchra. Kartläggning av universum  (engelska)  // Vetenskap. - 1989. - Vol. 246 , nr. 4932 . - P. 897-903 . — ISSN 0036-8075 . - doi : 10.1126/science.246.4932.897 . - . — PMID 17812575 .
13. ↑ Kirshner, 1991, Physical Cosmology, 2, 595.
14. ↑ Fisher, Karl; Huchra, John; Strauss, Michael; Davis, Marc; Yahil, Amos; Schlegel, David. IRAS 1.2 Jy Survey: Redshift Data  //  The Astrophysical Journal . - IOP Publishing , 1995. - Vol. 100 . — S. 69 . - doi : 10.1086/192208 . - . - arXiv : astro-ph/9502101 .
15. ↑ Collless, Matthew; Dalton, G.B.; Maddox, SJ; Sutherland, WJ; Norberg, P.; Cole, S.; Bland-Hawthorn, J.; Bridges, TJ; Cannon, R.D.; Collins, Kalifornien; J Couch, W.; Cross, NGJ; Deeley, K.; DePropris, R.; Förare, S.P.; Efstathiou, G.; Ellis, RS; Frank, C.S.; Glazebrook, K.; Jackson, CA; Lahav, O.; Lewis, IJ; Lumsden, S.L.; Madgwick, D.S.; Peacock, JA; Peterson, B.A.; Price, I.A.; Seaborne, M.; Taylor, K. The 2dF Galaxy Redshift Survey: Spectra and redshifts  // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society  : journal  . - Oxford University Press , 2001. - Vol. 328 , nr. 4 . - P. 1039-1063 . doi : 10.1046 / j.1365-8711.2001.04902.x . - . - arXiv : astro-ph/0106498 .
16. ↑ Abazajian, K.; för Sloan Digital Sky Survey; Agüeros, Marcel A.; Allam, Sahar S.; Prieto, Carlos Allende; An, Deokkeun; Anderson, Kurt SJ; Anderson, Scott F.; Annis, James; Bahcall, Neta A.; Bailer-Jones, CAL; Barentine, JC; Bassett, Bruce A.; Becker, Andrew C.; Beers, Timothy C.; Bell, Eric F.; Belokurov, Vasilij; Berlind, Andreas A.; Berman, Eileen F.; Bernardi, Mariangela; Bickerton, Steven J.; Bizyaev, Dmitry; Blakeslee, John P.; Blanton, Michael R.; Bochanski, John J.; Boroski, William N.; Brewington, Howard J.; Brinchmann, Jarle; Brinkmann, J.; Brunner, Robert J. The Seventh Data Release of the Sloan Digital Sky Survey  //  The Astrophysical Journal  : journal. - IOP Publishing , 2009. - Vol. 182 , nr. 2 . - s. 543-558 . - doi : 10.1088/0067-0049/182/2/543 . - . - arXiv : 0812.0649 .
17. ↑ Thompson, Laird A. & Gregory, Stephen A. (2011), An Historical View: The Discovery of Voids in the Galaxy Distribution, arΧiv : 1109.1268 [physics.hist-ph]. 
18. ↑ Mao, Qingqing; Berlind, Andreas A.; Scherrer, Robert J.; Neyrinck, Mark C.; Scoccimarro, romersk; Tinker, Jeremy L.; McBride, Cameron K.; Schneider, Donald P.; Pan, Kaike. A Cosmic Void Catalog of SDSS DR12 BOSS Galaxies  //  The Astrophysical Journal  : tidskrift. - IOP Publishing , 2017. - Vol. 835 , nr. 2 . — S. 161 . — ISSN 0004-637X . - doi : 10.3847/1538-4357/835/2/161 . - . - arXiv : 1602.02771 .
19. ↑ van de Weygaert, Rien & Platen, Erwin (2009), Cosmic Voids: structure, dynamics and galaxies, arΧiv : 0912.2997 [astro-ph]. 
20. ↑ Platen, Erwin; van de Weygaert, Rien & JT Jones, Bernard (2007), Alignments of Voids in the Cosmic Web, arΧiv : 0711.2480 [astro-ph]. 
21. ↑ Lindner, Ulrich; Einasto, Jaan; Einasto, Maret; Freudling, Wolfram; Fricke, Klaus & Tago, Erik (1995), The Structure of Supervoids -- I: Void Hierarchy in the Northern Local Supervoid, arΧiv : astro-ph/9503044 . 
22. ↑ Kopylov AI; Kopylova, FG" (2002) "Search for streaming motion of galaxy clusters around the Giant Void" (PDF) Astronomy and Astrophysics , v.382, s.389-396 doi : 51/10 . 0004-6361:20011500
23. ↑ Lenta.ru: Vetenskap och teknik: Vetenskap: Astronomer har upptäckt materia i tomrum
24. ↑ Elements - vetenskapsnyheter: BICEP2-experiment bekräftar den viktigaste förutsägelsen av teorin om kosmisk inflation
25. ↑ Lukash V. N. , Mikheeva E. V. Grunderna för fysisk kosmologi  // Vetenskapliga anteckningar från Kazan University . Serien Fysiska och matematiska vetenskaper. - Federal State Autonomous Educational Institute of Higher Education " Kazan (Volga Region) Federal University ", 2011. - T. 153 , nr 3 . - S. 1 . — ISSN 2541-7746 .
26. ↑ 1 2 Astronet - Bildandet av universums storskaliga struktur

Länkar

•  Bildandet av strukturer i universum
• S. Gregory, L. Thompson Galaxernas värld: Superkluster och tomrum i universums storskaliga struktur
• U. Lindner; J. Einasto; M. Einasto; W. Freudling; K. Fricke; E. Tago. Strukturen av superhålrum. I. Void hierarki i Northern Local Supervoid  // Astronomy and Astrophysics  : journal  . - 1995. - Vol. 301 . — S. 329 . - . - arXiv : astro-ph/9503044 .
• Granett, B.R.; Neyrinck, M.C.; Szapudi, I. An Imprint of Superstructures on the Microwave Background på grund av den integrerade Sachs-Wolfe-effekten  //  The Astrophysical Journal  : journal. - IOP Publishing , 2008. - Vol. 683 , nr. 2 . - P.L99-L102 . - doi : 10.1086/591670 . - . - arXiv : 0805.3695 .

I bibliografiska kataloger	GND : 4348297-1