الكتلة الفائقة لانياكي. يظهر موقع درب التبانة باللون الأحمر.على نطاق واسع ، تتسبب الطاقة المظلمة في تسارع توسع الكون. إنه لا يحرك المجرات البعيدة فقط ، بل يجعلها تتسارع بالنسبة لبعضها البعض. من ناحية أخرى ، تؤدي الجاذبية إلى تراكم المادة معًا ، تمامًا كما تراكمت مجرتنا ومجموعتنا المحلية ، ويمكن هزيمة هذا التسارع إذا جمعت كمية كبيرة بما يكفي من المادة في مكان واحد. لكن المجرات والمجموعات ليست أكبر الهياكل المعروفة لنا. في الكون ، هناك تجمعات وعناوين من المجرات ، واحدة منها بجوارنا! هل ستهزم أي من هذه العناقيد الفائقة الطاقة المظلمة في نهاية المطاف؟ يسأل قارئنا:
إذا كنا متصلين بجاذبية فقط مع أندروميدا ، ويختفي كل شيء آخر في نهاية المطاف من المنطقة المرئية من الكون ، كيف يمكننا جميعًا التحرك نحو الجاذب العظيم (أو إلى أين نذهب إلى مركز الجاذبية في Laniakei )؟
من وجهة نظر المقاييس الكونية ، تجذبنا آلاف المجرات بالقرب منا.
سلسلة ماركاريان بأسماء المجرات الواقعة بالقرب من مركز عنقود العذراءهل سيجذبونا لأنفسهم بالرغم من الطاقة المظلمة؟ أم هل ستجبرنا الطاقة المظلمة على التوسع بسرعة كافية ومنع هذا التقارب؟ للإجابة على السؤال ، نحتاج إلى دراسة ثلاثة أشياء: توسع الكون ، والعيوب المحلية لهذه الحركة ، وكيف يبدو الكون في منطقتنا.
كشف هابل عن متغير سيفيد في مجرة أندروميدا ، M31 ، كشف لنا الكون1) توسع الكون. في عشرينيات القرن العشرين ، تمكن إدوين هابل من اكتشاف فئة معروفة من النجوم - الأصفار المتغيرة - في أجسام لولبية نراها في السماء. أصبحوا بشكل دوري أكثر إشراقًا وخافتًا ، وكانت فترات زمنية مختلفة متأصلة في نجوم مختلفة. نحن نعلم نسبة السطوع إلى فترة التذبذبات التي تطيعها جميع النجوم ، مما يعني أنه إذا كان بإمكانك قياس فترة التذبذبات والسطوع الواضح للنجم ، يمكنك حساب مدى النجم ، وبالتالي مجرته.
يُعرف هذا المفهوم باسم طريقة الشمعة القياسية ، والآن انتقلنا من Cepheids إلى خصائص أخرى للمجرات ، لنوع المستعرات الأعظمية Ia ، مثل الشموع الأكثر سطوعًا وأفضل رؤية. سمحت لنا هذه الأساليب باكتشاف نمط يعرف باسم قانون هابل ، والذي يعمل في جميع الاتجاهات ، أينما نظرنا: السرعة التي يتحرك بها الجسم بعيدًا عنا تتناسب مع معامل هابل مضروبًا في المسافة إلى الجسم. ربما سمعت اسم "ثابت هابل" من قبل ، وكانت حقًا طريقة جيدة لتخيل ما كان يحدث في العقود التي سبقت ظهور التلسكوب الفضائي. هابل ، لأنه في ذلك الوقت لم نتمكن من النظر بعيدًا ، حتى حدود الكون المرئي. لكن كلما نظرنا إلى أبعد ، أصبح من الواضح أن توسع الكون لا يتغير مع الوقت فحسب ، بل إنه يتسارع ، الأمر الذي أدى بنا إلى فكرة أن هناك ما هو أكثر من الكون والإشعاع والفضاء المنحني.
المسافة إلى الانزياح الأحمراتضح أن الكون اليوم يتألف من حوالي 70٪ من الطاقة المظلمة ، التي تزداد أهميتها بمرور الوقت. عندما كان الكون أصغر بمرتين ، لم تكن الطاقة المظلمة ملحوظة ، لأن حصتها كانت ضئيلة مقارنة بكثافة الطاقة الإجمالية. ولكن مع طمس المادة والإشعاع ، تنخفض كثافتهما ، وتبدأ الطاقة المظلمة في السيطرة على تمدد الكون ، مما يؤدي إلى التسارع الذي نراه اليوم. وهذا يعني أن جميع الهياكل التي لم تكن مرتبطة حتى الآن بالجاذبية - التي لم تكتسب كثافة أعلى بكثير من المتوسط - لن تترابط معًا في هذا الكون. سوف يطيرون مع تسارع تحت ضغط التوسع.
2) العيوب المحلية لهذا التمديد. حتى على مسافات الملايين من السنوات الضوئية ، فإن الجاذبية لديها الكثير من الوقت لضغط هياكل الكون. منذ الانفجار العظيم ، تشكلت تريليونات من العناقيد النجمية ومئات المليارات من المجرات في الكون ، وأصبحت الهياكل واسعة النطاق معقدة ومشبعة. تحولت أكبر المناطق ذات الكثافة المتزايدة ليس فقط إلى المجرات ، ولكن أيضًا إلى مجموعات وعناقيد من عشرات أو مئات أو آلاف المجرات المتصلة ببعضها البعض في هياكل واحدة.
يلعب الجاذبية لهذه العيوب دورًا كبيرًا. إذا أخذنا أقرب جارتنا ، مجرة أندروميدا ، فإنها على بعد حوالي 2.5 مليون سنة ضوئية منا. إذا حكمنا من خلال توسع الكون ، يجب أن يبتعد عنا. لكن جاذبية الجاذبية تجذب درب التبانة إلى أندروميدا ، وأندروميدا إلى درب التبانة ، ويمكن أن تهزم التوسع إذا كانت هاتان المجرتان ضخمتين بما فيه الكفاية. إذا كانت قوة الجذب بينهما كبيرة بما يكفي ، وكانت كبيرة بما يكفي لفترة طويلة ، فسوف نكون ملتزمين بالجاذبية. على الرغم من أن الطاقة المظلمة يمكن أن تنفر المجرات البعيدة الأخرى منا ، فإننا في النهاية سنقع فوق بعضنا البعض ونشكل بنية عملاقة واحدة بمرور الوقت.
كيف سيبدو اصطدام درب التبانة وأندروميدا؟وهكذا ستكون! هذا هو المصير الحقيقي لمجموعتنا المحلية. دعونا نعود إلى سؤال القارئ - ما الذي يحدث للجاذب الكبير والمجموعات والمجموعات العملاقة الأقرب إلينا؟ للإجابة عليه ، تحتاج إلى عمل خريطة لمنطقة الكون الأقرب إلينا.
3) هيكل الكون في منطقتنا. درسنا هذه المسألة بدقة 80٪. فقط الأجزاء التي تحجبها طائرة المجرة هي غير معروفة لنا - من موقعنا من الصعب جدًا تحديدها. يمكننا أن نفكر على الفور في ثلاثة أشياء:
• جميع المجرات الفردية بالقرب منا وحركتها بالنسبة لنا.
• توسع هابل للكون ، وكيف تنحرف حركة هذه المجرات عن هذا التوسع ، مع مراعاة المسافة إليها.
• كتل جميع الكائنات في بيئتنا والكتل الضمنية من الأشياء غير المرئية بالنسبة لنا هي الكتل التي يجب أن تكون موجودة في أي مكان حتى نلاحظ حركة الأشياء التي نلاحظها.
نحتفل بالجزء المحلي من الكون ، وموقع وحركات الأشياء ، ونضع علامة على كتلة الأشياء المحلية لمعرفة ما يتحرك ولماذا.
جمع المشروع ، الذي يجمع خريطة للتدفقات الكونية ، كل هذه المعلومات معًا مؤخرًا ، وقرر أن مجرة درب التبانة مرتبطة جاذبية بمجموعة محلية. مجموعتنا المحلية هي واحدة من العديد من المجموعات الموجودة في مكان قريب ، ولكن خارج مجموعة برج العذراء ، وجميع هذه المجموعات والمجموعات ، إلى جانب بعض المجموعات الأخرى ، تشكل بنية فوقية ضخمة تعرف باسم Lanyakei supercluster. لشرح حركة جميع الهياكل المحلية ، يجب وضع الكتلة في المكان الذي كان يُطلق عليه سابقًا "الجاذب العظيم" - نظرًا لأن جميع حركات الأشياء التي لاحظناها لا تتوافق مع الكتل التي اكتشفناها سابقًا.
هذا الهيكل الأكبر - مجموعة من المجرات في Laniakei ، المسؤولة عن أقوى جاذبية - يجعل المجموعة المحلية والعديد من المجرات الأخرى من مجموعتنا المحلية الفائقة تتحرك نحو هذه الكتلة. إنهم ينحرفون بشكل كبير عن حركة هابل: مئات الكيلومترات في الثانية. هذه قوة حقيقية ، تأثير كبير ، تعمل ضد توسع هابل والطاقة المظلمة.
لكنه يخسر لهم.
المجرات الفائقة العذراءإن الطاقة المظلمة والتوسع الحالي للكون ليس فقط أقوى من جاذبية الكتلة الفوقية المحلية - لا يمكن تسميتها بالمنافسة على الإطلاق. الفرق في السرعة ، والانحراف عن توسع هابل ، هو 20 ٪ فقط مما هو مطلوب لربطنا بهذا الهيكل الكبير. وهذه البنية نفسها غير مرتبطة بالجاذبية. هذه الكتلة الفائقة ليست سوى مظهر ، ومع تطور الكون ، سوف يتحلل Laniakei.
لذا ، بالإجابة الكاملة على سؤال القارئ ، يمكننا القول أننا منجذبون نحو Lanyakey ، الجاذب الكبير ، لكن هذه القوة ، لسوء الحظ ، ليست كافية لنا للوقوع عليه. الأمر هو أن هذه الكتلة الفائقة ستبتعد عنا بشكل أبطأ من متوسط القيمة ، وستظل في متناول أيدينا لعدة مليارات من السنين ، ولكن هذه ليست سوى ظاهرة مؤقتة. إنها ليست ثقيلة بما يكفي لتحملنا أو تدفعنا إلى الداخل في النهاية. مصير مجموعتنا المحلية هو البقاء وحدها في النهاية.