Superkluster Laniakei. Lokasi Bima Sakti ditunjukkan dengan warna merah.Dalam skala besar, energi gelap menyebabkan percepatan semesta bertambah cepat. Itu tidak hanya memindahkan galaksi yang jauh terpisah, itu membuat mereka berakselerasi relatif satu sama lain. Di sisi lain, gravitasi menyebabkan materi menumpuk bersama, seperti halnya Galaksi kita dan kelompok lokal kita menumpuk, dan percepatan ini dapat dikalahkan jika mengumpulkan jumlah materi yang cukup besar di satu tempat. Tetapi galaksi dan kelompok bukanlah struktur terbesar yang diketahui oleh kita. Di Alam Semesta, ada kelompok dan kelompok super galaksi, salah satunya tepat di sebelah kita! Akankah salah satu dari superclusters ini akhirnya mengalahkan energi gelap? Pembaca kami bertanya:
Jika kita terhubung secara gravitasi hanya dengan Andromeda, dan semua yang lain akhirnya menghilang dari wilayah Semesta yang terlihat, bagaimana kita semua bisa bergerak menuju Penarik Hebat (atau ke mana kita akan menuju pusat gravitasi Laniakei )?
Dari sudut pandang skala kosmik, ribuan galaksi menarik kita dekat dengan kita.
Rantai Markaryan dengan nama-nama galaksi yang terletak di dekat pusat cluster VirgoAkankah mereka menarik kita untuk diri mereka sendiri, meskipun ada energi gelap? Atau akankah energi gelap memaksa kita berkembang cukup cepat dan mencegah konvergensi ini? Untuk menjawab pertanyaan itu, kita perlu mempelajari tiga hal: perluasan Alam Semesta, ketidaksempurnaan lokal dari gerakan ini dan bagaimana Semesta terlihat di wilayah kita.
Penemuan Hubble atas variabel Cepheid di galaksi Andromeda, M31, mengungkapkan kepada kita Semesta1) Perluasan alam semesta. Pada 1920-an, Edwin Hubble mampu menemukan kelas bintang yang terkenal - variabel Cepheids - dalam benda spiral yang kita lihat di langit. Mereka secara berkala menjadi lebih terang dan redup, dan periode waktu yang berbeda melekat pada bintang yang berbeda. Kita tahu rasio kecerahan dengan periode osilasi-nya, yang dipatuhi semua bintang, yang berarti bahwa jika Anda dapat mengukur periode osilasi dan kecerahan yang tampak dari sebuah bintang, Anda dapat menghitung seberapa jauh bintang itu, dan karenanya galaksinya.
Konsep ini dikenal sebagai metode lilin standar, dan sekarang kami telah beralih dari Cepheids ke properti galaksi lainnya, untuk mengetik Ia supernova, sebagai lilin paling terang dan paling terlihat. Metode-metode ini memungkinkan kami untuk menemukan pola yang dikenal sebagai hukum Hubble, yang bekerja di semua arah, di mana pun kita melihat: kecepatan di mana suatu objek bergerak menjauh dari kita sebanding dengan parameter Hubble dikalikan jarak kali ke objek. Anda mungkin pernah mendengar nama "konstanta Hubble" sebelumnya, dan itu benar-benar cara yang bagus untuk membayangkan apa yang terjadi dalam beberapa dekade menjelang munculnya teleskop ruang angkasa. Hubble, karena pada waktu itu kita tidak bisa melihat jauh, ke batas-batas Alam Semesta yang terlihat. Tetapi semakin jauh kita melihat, semakin jelas bahwa perluasan Semesta tidak hanya berubah dalam waktu, ia mempercepat, yang mendorong kita pada gagasan bahwa ada lebih banyak hal di Semesta daripada materi, radiasi, dan ruang melengkung.
Rasio jarak ke pergeseran merahTernyata hari ini Semesta adalah sekitar 70% terdiri dari energi gelap, yang menjadi semakin penting dari waktu ke waktu. Ketika Semesta dua kali lebih muda, energi gelap tidak begitu terlihat, karena bagiannya sedikit dibandingkan dengan kepadatan energi total. Tetapi ketika materi dan radiasi kabur, kepadatannya menurun, dan energi gelap mulai mendominasi ekspansi alam semesta, yang mengarah pada percepatan yang kita lihat sekarang. Ini berarti bahwa semua struktur yang sampai sekarang belum terhubung secara gravitasi - belum memperoleh kerapatan yang jauh di atas rata-rata - tidak akan pernah mengikat bersama di Alam Semesta ini. Mereka akan terbang dengan akselerasi di bawah tekanan ekspansi.
2) Ketidaksempurnaan lokal dari ekstensi ini. Bahkan pada jarak jutaan tahun cahaya, gravitasi memiliki banyak waktu untuk mengompresi struktur alam semesta. Sejak Big Bang, triliunan gugus bintang dan ratusan miliar galaksi telah terbentuk di alam semesta, dan struktur skala besar telah menjadi kompleks dan jenuh. Area terbesar dengan peningkatan kepadatan telah berubah tidak hanya menjadi galaksi, tetapi juga menjadi kelompok dan kelompok puluhan, ratusan atau ribuan galaksi yang terhubung bersama menjadi struktur tunggal.
Tarikan gravitasi ketidaksempurnaan ini memainkan peran besar. Jika kita mengambil tetangga terdekat kita, galaksi Andromeda, maka jaraknya sekitar 2,5 juta tahun cahaya dari kita. Dilihat oleh perluasan Semesta, ia harus menjauh dari kita. Tetapi gaya tarik gravitasi menarik Bima Sakti ke Andromeda, dan Andromeda ke Bima Sakti, dan itu bisa mengalahkan ekspansi jika kedua galaksi ini cukup besar. Jika gaya tarik-menarik di antara mereka cukup besar, dan cukup besar untuk waktu yang lama, kita akan terikat secara gravitasi. Meskipun energi gelap dapat mengalienasi galaksi lain yang jauh dari kita, kita akhirnya akan jatuh di atas satu sama lain dan membentuk struktur raksasa tunggal seiring waktu.
Seperti apa tabrakan Bimasakti dan Andromeda?Dan itu akan terjadi! Ini adalah nasib nyata kelompok lokal kami. Mari kita kembali ke pertanyaan pembaca - apa yang terjadi pada Penarik Hebat dan kelompok dan kelompok super yang paling dekat dengan kita? Untuk menjawabnya, Anda perlu membuat peta wilayah Semesta yang paling dekat dengan kami.
3) Struktur Alam Semesta di wilayah kita. Kami mempelajari masalah ini dengan akurasi 80%. Hanya bagian-bagian yang dikaburkan oleh pesawat Galaxy yang tidak kita ketahui - dari posisi kita sangat sulit untuk melihat. Kita dapat segera mempertimbangkan tiga hal:
âĸ Semua galaksi individu di dekat kita dan pergerakannya relatif terhadap kita.
âĸ Ekspansi Hubble dari Semesta, dan bagaimana pergerakan galaksi-galaksi ini menyimpang dari ekspansi ini, dengan mempertimbangkan jarak ke mereka.
âĸ Massa semua benda di lingkungan kita dan massa benda tersirat yang tidak terlihat oleh kita adalah massa yang harus ada di tempat mana sehingga kita mengamati pergerakan benda yang kita amati.
Kita menandai bagian lokal kita dari Semesta, lokasi dan pergerakan objek, dan menandai massa objek lokal untuk melihat apa yang bergerak dan mengapa.
Proyek, yang menyusun peta aliran kosmik, baru-baru ini menyatukan semua informasi ini, dan menetapkan bahwa Bima Sakti secara gravitasi terhubung dengan kelompok lokal. Grup lokal kami adalah salah satu dari banyak grup yang berlokasi di dekatnya, tetapi di luar klaster Virgo, dan semua grup dan kluster ini, bersama-sama dengan yang lain, membentuk suprastruktur besar yang dikenal sebagai supercluster Lanyakei. Untuk menjelaskan gerak semua struktur lokal, massa harus ditempatkan di tempat yang sebelumnya disebut "Penarik Hebat" - karena semua gerakan benda yang kami amati tidak sesuai dengan massa yang kami temukan sebelumnya.
Struktur terbesar ini - satu set galaksi di Laniakei, yang bertanggung jawab atas daya tarik terkuat - membuat grup lokal dan banyak galaksi lain dari supercluster lokal kami bergerak ke arah massa ini. Mereka menyimpang secara signifikan dari gerakan Hubble: ratusan kilometer per detik. Ini adalah kekuatan nyata, efek signifikan, bekerja melawan ekspansi Hubble dan energi gelap.
Tapi dia kalah dari mereka.
Galaksi Supercluster VirgoEnergi gelap dan perluasan Alam Semesta yang ada sekarang tidak hanya lebih kuat dari tarikan gravitasi supercluster lokal - ia tidak dapat disebut kompetisi sama sekali. Perbedaan kecepatan, penyimpangan dari ekspansi Hubble, hanya 20% dari apa yang diperlukan untuk mengikat kita pada struktur besar ini. Dan struktur ini sendiri tidak terikat secara gravitasi. Superkluster ini hanya penampakan, dan saat alam semesta berevolusi, Laniakei akan larut.
Jadi, sepenuhnya menjawab pertanyaan pembaca, kita dapat mengatakan bahwa kita tertarik pada Lanyakey, Penarik Hebat, tetapi kekuatan ini, sayangnya, tidak cukup bagi kita untuk menjatuhkannya. Hanya saja superkluster ini akan bergerak menjauh dari kita lebih lambat dari nilai rata-rata, dan akan tetap dalam jangkauan kita selama beberapa miliar tahun lebih lama, tetapi ini hanya fenomena sementara. Tidak cukup berat untuk menahan atau menarik kita ke dalam pada akhirnya. Nasib kelompok lokal kami adalah tetap sendirian pada akhirnya.