Posted by სქოლიო:
- პროლოგი
- აღმოჩენის ისტორია
- გალაქტიკათა კლასიფიკაცია (ჰაბლის კლასიფიკაცია)
-
- სპირალური გალაქტიკები
- ელიპსური გალაქტიკები
- ამორფული გალაქტიკები
-
- სპირალურ გალაქტიკათა ქვეკლასები
- Vaucouleurs – ის გალაქტიკების კლასიფიკაცია
- SO ტიპის გალაქტიკა
- Sa ტიპის გალაქტიკა
- Sb ტიპის გალაქტიკა
- Sc ტიპის გალაქტიკა
- SB ტიპის გალაქტიკა
- ირმის ნახტომის სამეზობლო
- კლასტერის ტიპები
- სამყაროს ჰაბლისეული გაფართოვება
- ყველაზე შორეული გალაქტიკები
- გალაქტიკები აქტიური გულით
- კვაზარი
- კვაზარის აღმოჩენა
- კვაზარის ფიზიკური პარამეტრები
- კვაზარის ევოლუცია
- სეიფერტის გალაქტიკა
- რადიო გალაქტიკა
- ბლაზარი
- ზომბი გალაქტიკები
- მასიური გალაქტიკები და მათი ევოლუცია
- გამორჩეული გალაქტიკები
- კვაზარი
- გრავიტაციული ლინზირება
- წერტილოვანი მასის ობიექტისთვის
- სიკაშკაშისა და არეკლილი ობიექტის ზომების ზრდა
- ლინზირება გალაქტიკური კლასტერის მიერ
- წერტილოვანი მასის ობიექტისთვის
- ბნელი მატერია
- Fritz Zwicky
- ბნელი მატერიის ახალი რუკა (2021წ)
- პრე გალაქტიკური ხანა
- შეჯამება
პროლოგი
მას შემდეგ რაც ვვარსებობთ, ჩვენ, კაცობრიობა ვსვამთ კითხვებს. ნამდვილად არ ვიცით ვინ იყო პირველი, ვინ დასვა პირველი კითხვა. იყო ის ჯემალ ქარჩხაძის “იგი” თუ დარვინის თეორიის პირველი პრიმატი, თუ ორივე ერთად. ინტერესი იმისა თუ რა არის ჰორიზონტს მიღმა, კაცობრიობის მამოძრავებელი ძალაა. რაც უფრო მეტ კითხვას ვსვამდით მით უფრო იზრდებოდა ჩვენი ცოდნა, ცნობიერება სამყაროში მიმდინარე მოვლენების შესახებ. ალბათ პირველი გენიოსი იყო ის, რომელმაც ცეცხლი სათავისოდ მოირგო და ახალი იარაღით გარე სამყაროს დაუპირისპირდა. ისიც, ვინც პირველმა გამოთალა ქვისგან დანა და შუპის წვერი. დღეს რომ მათი IQ დაგვეთვალა ალბათ სასაცილოდ მოგვეჩვენებოდა, მაგრამ ცეცხლმა და ქვის იარაღებმა ადამიანს მისცეს შანსი ეკვება არა უმი, არამედ მომზადებული საკვებით. სწორედ ამ მომენტიდან იზრდება ჩვენი ტვინის მოცულობა, კითხვით თუ რა მოხდება მოპოვებულ საკვებს ცეცხლში თუ ჩავაგდებთ? პასუხი ჩვენმა ორგანიზმმა გასცა. უფრო მაღალკალორიული საკვების მიღების შემდეგ ადამიანის ორგანიზმი მეტად ეფექტური გახდა. ასე დაიწყო პირველმა დასმულმა კითხვამ კითხვათა ციკლი, სადაც ყოველი მომდევნო კითხვის პასუხი უფრო წინ გვწევს, როგორც სახეობას და გვაძლევს საშუალებას ვიყოთ დომინანტები.ასე ვიქეცით ცივილიზაციად, ანუ სამყაროს თვითშეცნობის იარაღად.
არ ყოფილა კაცობრიობის ისტორიაში დრო და მომენტი, როცა ცაზე ახედვისას კითხვების კორიანტელი არ დაგვტეხია თავს. საუკუნეების მანძილზე ჩვენ ბევრჯერ ვცდილობდით აგვეხსნა ციური მოვლენები. ვანიჭებდით მათ მისტიურ შინაარს, ვარქმევდით სახელებს, სადიდებლად ვაგებდით ტაძრებს, სასახლეებს, პირამიდებს. ბევრჯერ მათ ომის, მოგზაურობისა და ხანდახან ზოგიერთი ცივილიზაციის ბედიც გადაუწყვეტიათ. დღეს კი მრავალ საუკუნოვანი, გრძელი, ბუნდოვანი გზის ბოლოს ჩვენ უკვე ვიცით თუ რას ვუყურებთ ცაზე. სწორედ ეს არის კითხვის დასმის ძალა. ძალა რომელსაც მუდმივად მიყავხართ წინ, მიუხედავად იმისა რომ გზაზე უამრავ შეცდომას ვუშვებთ. რა არის ჰორიზონს მიღმა? რა არის ცოდნის მიღმა?
ცოდნას უცნაური გვერდითი მოვლენა უფიქსირდება. რაც უფრო მეტი ვიცით მით უფრო უმნიშვნელოდ გვეჩვენება ჩვენი ცივილიზაცია. რაც უფრო შორს ვიხედებით მით ნაკლებია ჩვენში ეგო. დიახ ძალიან რთულია რჩეულობის, იგივე გამორჩეულობის შეგრძნების დათმობა და როგორც წესი პირველს ანუ ქარჩხაძის ” იგის” კლდიდან უწევს გადახტომა. ეს საფასურია, ეს საფასურია ცოდნის, და როცა იცი შუძლებელია არ გაუზიარო სხვას.
დიახ, გალილეო გალილეოდან, კოპერნიკიდან, მესიერიდან, ნიუტონიდან, ეინშტეინიდან… ჰოკინგამდე და იმათ იქით. დიახ, მზის ღმერთებიდან სხვადასხვა ცივილიზაციაში, სამყაროს გეოცენტრისტულიდან ჰელიო ცენტრისტულ მოდელამდე, უზომოდ გრძელი გზა გავიარეთ. დღეს კი ვიცით, რომ ჩვენ არ ვართ ათვლის წერტილი, არც შუა და არც კიდე. და რადგან სამყაროს არ გააჩნია ცენტრი, ის ტოლერანტულია ყველა მასში არსებული ობიექტის მიმართ და ამავდროულად იერარქიზირებული.
დღეს ვიცით, რომ დედამიწა მოძრაობს მზის გარშემო, მზე გალაქტიკის ცენტრის გარშემო ხოლო გალაქტიკა ადგილობრივ დაჯგუფებაში. ადგილობრივი დაჯგუფება კი ქალწულის კლასტერის მხოლოდ კიდეა, სადაც ორას მილიონამდე გალაქტიკა შედის და ეს ყველაფერი მხოლოდ ერთი შტოა ლანიაკეას სხეულზე, რომელიც ტრილიონობით და ტრილიონობით კილომეტრზეა გადაჭიმული. ამ სცენის შემხედვარე ვერ იქნები გეო/ეგო ცენტრული.
გალაქტიკა “ირმის ნახტომი” ერთი ჩვეული გალაქტიკაა სამყაროში, 400 მილიარდამდე ვარსკვლავით. მზე კი ერთ ერთია და უფრო მეტიც დედამიწა მზის 8 პლანეტიდან რიგით მესამეა. თითოეული ჩვენგანიც კი 7 მილიარდი ადამიანიდან ერთ ერთია, მაგრამ ისევე გამორჩეული როგორც ჩვენი პლანეტა ცნობილ სამყაროში. ჩვენი ისტორია მოწმეა ცოდნის ჰორიზონტის პერმამანტული გადაწევისა და ვინ იცის იქნებ არც დედამიწაა გამორჩეული. ამის ალბათობა კი დიდია. და რადგან ჩვენ უკვე ვიცით,სწორედ ეს გააზრება უფრო მეტისკენ მიგვიძღვება.
ახლა უკვე შემიძლია ჩემი სრული მისამართი დაგისახელოთ: ზღვის უბანი,თბილისი,საქართველო, ევროპისა და აზიის კონტინენთა გზაგასაყარი,პლანეტა დედამიწა, მზის სისტმის მე-3 პლანეტა, მზის სისტემა: გალაქტიკა “ირმის ნახტომის” ცენტრიდან რადიუსის 2/3 მანძილზე, უახლოესი მეზობელი ალფა კენტავრი. გალაქტიკა “ირმის ნახტომი”: ადგილობრივი ჯგუფი, ყველაზე დიდი მეზობელი გალაქტიკა “ანდრომედა”, ქალწულის კლასტერის უკიდურესი კიდე, ლანიაკეას სუპერ კლასტერის აღმოსავლეთ უკიდურესი შტო.
სწორედ ამ გადმოსახედიდან მინდა მოგიყვეთ გალაქტიკებზე რომელებიც ზემოთ მოცემულ ილუსტრაციაზე როგორც წერტილები ისე მოსჩანან. მიუხედავად ამისია ისინი სამყაროში ერთ ერთი ყველაზე მასიური სტრუქტურები არიან და დამეთანხმებით, ალბათ ყველაზე გამორჩეულებიც.
აღმოჩენის ისტორია
პირველად გალაქტიკებს მე-18 საუკუნეში ფრანგი მეცნიერი ჩარლზ მესიერი დააკვირდა, თუმცა მან არ იცოდა რას უყურებდა. შემდგომი პერიოდი ეს უცნაური სპირალური ნისლეულები ირმის ნახტომის ნაწილი ეგონათ. გარღვევა 1923 წელს ედვინ ჰაბლმა მოახდინა. ის იმ პერიოდში ლოს ანჯელესში, მთა ვილსონის ობსერვატორიაში 254 სმ ტელესკოპზე, სახელად Hooker ზე მუშაობდა.
მან ცეფეიდი ვარსკვლავების (ცეფეიდი ვარსკვლავები ცვალებადი ვარსკვლავებია რომელთა სიკაშკაშე პერიოდულად, რამოდენიმე დღიდან რამოდენიმე კვირის მანძილში ეცემა და ისევ იმატებს. ამის მიზეზი მათში ჰელუმის წვის დაწყებაა და ევოლუციური ტრეკის ბოლო ეტაპზე გასვლა. რადგან მზგავსი მოვლენა მასით ახლო ვარსკვლავებს ახასიათებთ მათი სიკაშკაშის ვარდნა მიახლოვებით ერთნაირია და შესაბამისად სიმკრთალე მხოლოდ მანძილზეა დამოკიდებული.
სწორედ ეს დაეხმარა ჰაბლს მანძილის გაზომვაში) საშუალებით გაზომა სპირალურ ნისლეულებამდე მანძილი და დააგინა, ისინი იმდენად შორს იმყოფებოდნენ, რომ ირმის ნახტომის ნაწილი ვერაფრით ვერ იქნებოდნენ. ჰაბლი ასევე აკვირდებოდა M31 (მესიერ 31, მესიერის კატალოგიდან) ნისლეულს რომელსაც დღეს ანდრომედას გალაქტიკას ვეძახით.;
ჰაბლმა 1929 წლის გამოაქვეყნა თავისი ნაშრომი. სადაც აღნიშნული იყო, რომ რაც უფრო შორსაა გალატიკა მით უფრო სწრაფად და მეტი აჩქარებით გვშორდება ის. მანძილის ფაქტორის დროში ცვლილების შეფარდებას მანძილის ფაქტორთან ეწოდება ჰაბლის მუდმივა , აღინიშნებ H ასოთი.
გალაქტიკათა კლასიფიკაცია (ჰაბლისეული კლასიფიკაცია)
გალაქტიკების კლასიფიკაცია გამომდინარეობს მათი ფორმიდან. გალაქტიკების უმრავლესობა ან სპირალურია ან ელიფსურია(ლინზის ფორმის), იშვიათად თუ შგვხვდება ირეგულარული ფორმის გალაქტიკები.
სპირალური გალაქტიკები
სპირალური გალაქტიკები იყოფა ორ ძირითად შტოდ, ნორმალურ და “ხიდიან” (ბალჯი) გალაქტიკებად. ხიდიანია სპირალური გალაქტიკა რომლის ცენტრშიც გვაქვს გარკვეული გადაბმა. ხოლო ნორმალურ სპირალური გალაქტიკების ტოტები პირდაპირ ყოველგვარი ხიდების (ბალჯის) გარეშეა დაერთებული ცენტრალურ სუპერმასიურ შავ ხვრელს. ორივე ტიპის სპირალური გალაქტიკის ცენტრის სპექტრი ძირითადად ლურჯია, რაც მიუთითებს გალაქტიკებსი ცენტრში მიმდინარე აქტიურ მოვლენებზე.
აბრივიატურები:
- S- ნორმალური სპირალურები
- SB- ხიდიანი სპირალურები
- ხოლო a,b,c გალაქტიკების გულების აქტიურობას შეესაბამება.
სპირალური გალაქტიკების მაგალითია თვითონ ირმის ნახტომი და ჩვენი უახლოესი გალაქტიკა ანდრომედა (M31). სავარაუდოა, რომ ირმის ნახტომი უფრო SBb ტიპის გალაქტიკა იყოს, რომლის ერთ ერთ შტოზეც მდებარეობს მზის სისტემა. მოგეხსენებათ, რომ გალაქტიკებს ახასიათებთ მყარსხეულოვანი ბრუნვა შესაბამისად ვარსკვლავები მასში ძირითადად ერთ პოზიციაზე იმყოფებიან თუ ვარსკვლავს რაიმე იმპულსი არ მიეცა ორბიტის დასატოვებლად.
ანდრომედას გალაქტიკა კი უფრო SA და SB ტიპის გალაქტიკებს შორის გარდამავალ ფორმას წარმოადგენს.
ელიფსური გალაქტიკები
ელიპსური გალაქტიკები შვიდ ქვეტიპად იყოფიან E0 დან E7 ჩათვლით (წრიული ფორმიდან გაწელილ ელიპასამდე). ელიპსური გალქტიკები გამოირჩევიან ბრწყინვალების სწრაფი კარგვით ცენტრიდან კიდეებისკენ. თუმცა კიდეები იმდეანდ მჭიდროდაა დასახლებული, რომ ღამის ცა ასეთ გალაქტიკაში ფეერვერკის მზგავსი იქნება.
ირეგულარული გალაქტიკები
ამ ფორმის გალაქტიკები ძირითადად გვხვხვდება 11 მილიარდი ან
უფრო მეტი წლის წინანდელ პერიოდში. იმ დროს როდესაც გალაქტიკები ჯერ კიდევ იწყებდნენ ჩამოყალიბებას. ამ ტიპის გალაქტიკებს არ გააჩნიათ განსაზღრული ფორმა და გრავიტაციული ცენტრი, ისინი წარმოადგენენ ვარსკვლავებისა და ნისლეულობი გაერთიანებას. უახლოესი პროტოგალაქტიკური წარმონაქმნებია მაგელანის მცირე და დიდი ღრუბელი. რომლებიც ირმის ნახტომთან მიმართებაში შერწყმის პროცესში არიან
სპირალურ გალაქტიკათა ქვეკლასები
SO ტიპის გალაქტიკა
ამ ტიპის გალაქტიკებს აქვთ ორმაგი ფორმა. თითქოს ისინი გარდამავალ პერიოდში იმყოფებიან. აქვთ გამოკვეთილი სპირალური შტოები თუმცა მათი ცენტრი ანათებს და იქცევა ისე თითქოს ეს არა სპირალური არამედ ელიპსური გალაქტიკაა. ქვემოთ მოყვანილია ამ ტიპის ორი გალაქტიკის ფოტო ილუსტრაცია.
Sa ტიპის გალაქტიკა
ამ ტიპის გალაქტიკებს ახასიათებთ გამოკვეთილი რადიაქტიური ცენტრი, უმრავლესობას გააჩნია ხიდი (ბალჯი) და მკვეთრად ამობურცული ცენტრალური არე, თუმცა არიან გამონაკლისებიც. მათ შემთხვევაში მრავალი სპირალური შტოს მაგივრად გვაქვს ერთი მრავალშრიანი შტო.
Sb ტიპის გალაქტიკა
ამ ტიპის სპირალური გალაქტიკები გამოირჩევიან ნაკლებად აქტიური ცენტრით და ახასათებთ დისკის სიბრტყის მიმართ გაბნეული ვარსკვლავთშორისი ნივთიერებები.
Sc ტიპის გალაქტიკა
სპირალურ გალაქტიკებს შორის ალბათ ყველაზე ცნობადი ტიპი. ამ გალაქტიკებს ახასიათებთ მრავალი შტო რომელზეც არეულადაა განთავსებული ვარსკვლავთა კლასტერები და ვარსკვლავთშორისი ნისლეულობა.
გალაქტიკა M51 , სადაც გვავქვს პატარა ცენტრალური გული და ორი გიგანტური ტოტი მიმართული კოსმოსში.
სპირალურ გალაქტიკათა ქვეკატეგორიების შედარება
SB ტიპის გალაქტიკა
როგორც ზემოთ აღვნიშნეთ SB ტიპის სპირალურ გალაქტიკებს ახასიათებთ ცენტრიდან მკვეთრად გამოხატული ხიდები, (ბალჯი) რომელიც შემდგომში გრძელდება ტოტებით.
გალაქტიკა NGC1300.
Vaucouleurs – ის გალაქტიკების კლასიფიკაცია |
||||
|---|---|---|---|---|
კლასი |
ოჯახი |
ვარიაცია |
რანგი |
ტიპი |
ელიფსური |
E |
|||
ელიფსური (0–7) |
E0 |
|||
გასაშუალოვებული |
E0-1 |
|||
გვიან ელიფსური |
E+ |
|||
ლინზის მაგვარი |
S0 |
|||
ჩვეულებრივი |
SA0 |
|||
ხიდიანი |
SB0 |
|||
შერეული |
SAB0 |
|||
შიგა რკალით |
S(r)0 |
|||
S-სხეულოვანი |
S(s)0 |
|||
შერეული |
S(rs)0 |
|||
ახალი |
S0− |
|||
გასაშუალოვებული |
S0° |
|||
ძველი |
S0+ |
|||
სპირალური |
ჩვეულებრივი |
SA |
||
ხიდით |
SB |
|||
შერეული |
SAB |
|||
შიგა რკალით |
S(r) |
|||
S-სხეულოვანი |
S(s) |
|||
შერეული |
S(rs) |
|||
0/a |
S0/a |
|||
a |
Sa |
|||
ab |
Sab |
|||
b |
Sb |
|||
bc |
Sbc |
|||
c |
Sc |
|||
cd |
Scd |
|||
d |
Sd |
|||
dm |
Sdm |
|||
m |
Sm |
|||
ირეგულარული |
ჩვეულებრივი |
IA |
||
ხიდით |
IB |
|||
შერეული |
IAB |
|||
S-სხეულოვანი |
I(s) |
|||
მაგელანის ტიპის |
Im |
|||
არა მაგელანური ტიპის |
I0 |
|||
განსხვავებულები |
P |
|||
განსხვავებულების ყველა ტიპი |
განსხვავებული |
P |
||
გაურკვეველი |
: |
|||
ირმის ნახტომის სამეზობლო
როგორც ზემოთ ავხნიშნეთ, ირმის ნახტომი მდებარეობს ადგილობრივი დაჯგუფების გალაქტიკათა კლასტერში. რომელიც თავის მხრივ მოთავსებულია ქალწულის თანავარსკვლავების უკიდურეს კიდეში. ირმის ნახტომის ყველაზე დიდი მეზობელია ანდრომედას გალაქტიკა. ყველაზე ახლოს კი მაგელანის დიდი და მცირე ღრუბლები იმყოფებიან. ქვემოთ მოცემულ ცხრილში ჩამოთვლილია ადგილობრივი დაჯგუფების სხვა წევრებიც.
| ადგილობრივი ჯგუფის წევრები (ქალწულის თანავარსკვლავედის კიდე) | ||||
|---|---|---|---|---|
| გალაქტიკის დასახელება | ტიპი | დიამეტრი (სინათლის წელში) |
მანძილი (106 სინათლის წელი) |
აღმოჩენის წელი |
| WLM | Irr | 11,000 x 3,600 | 3.1 | 1909 |
| IC 10 | Irr | 4,600 x 4,000 | 2.15 | 1889 |
| Cetus dwarf | E4 | 3,700 x 3,200 | 2.54 | 1999 |
| NGC 147 | E5 | 9,400 x 5,900 | 2.15 | 1829 |
| Andromeda III | E | 3,200 x 2,200 | 2.48 | 1970 |
| NGC 185 | E3 | 9,100 x 7,800 | 2.15 | 1787 |
| M110 | E5 | 14,000 x 9,000 | 2.48 | 1773 |
| Andromeda VIII | dSph | 35,000 x 7,900 | 2.7 | 2003 |
| M32 | E2 | 7,900 x 5,300 | 2.48 | 1749 |
| Andromeda Galaxy | Sb | 200,000 | 2.48 | 964 |
| Andromeda I | E | 1,900 | 2.64 | 1970 |
| Small Magellanic Cloud | Irr | 16,000 x 9,100 | 0.20 | * |
| Andromeda IX | dSph | 4,200 | 2.90 | 2004 |
| Sculptor dwarf | E3 | 3,400 x 2,600 | 0.29 | 1937 |
| LGS 3 | Irr | 1,500 | 2.64 | 1978 |
| IC 1613 | Irr | 13,600 x 12,600 | 2.35 | 1906 |
| Andromeda X | dSph | 5,900 | 2.90 | 2005 |
| Andromeda V | dSph | 1,800 | 2.64 | 1998 |
| Andromeda II | E | 2,300 x 1,600 | 2.22 | 1970 |
| M33 | Sc | 60,000 | 2.58 | 1654 |
| Phoenix dwarf | Irr | 1,900 x 1,600 | 1.30 | 1976 |
| Fornax dwarf | E3 | 1,600 x 1,400 | 0.46 | 1938 |
| UGCA 92 | Irr | 2,700 x 1,400 | 4.70 | 1974 |
| Large Magellanic Cloud | Irr | 31,000 x 26,000 | 0.16 | * |
| Carina dwarf | Irr | 2,200 x 1,500 | 0.33 | 1977 |
| Canis Major dwarf | Irr | 5,200 | 0.03 | 2003 |
| Leo A | Irr | 3,300 x 2,000 | 2.25 | 1966 |
| Sextans B | Irr | 7,000 x 4,800 | 4.70 | 1966 |
| NGC 3109 | Irr | 21,000 x 3,800 | 4.50 | 1835 |
| Antila dwarf | E3 | 2,700 x 2,000 | 4.60 | 1985 |
| Leo I | E3 | 2,300 x 1,800 | 0.82 | 1950 |
| Sextans A | Irr | 6,900 x 5,800 | 4.00 | 1942 |
| Sextans dwarf | E3 | 7,700 x 5,500 | 0.29 | 1990 |
| Leo II | E0 | 2,400 x 2,200 | 0.69 | 1950 |
| GR 8 | Irr | 2,800 x 2,200 | 7.90 | 1946 |
| Ursa Minor dwarf | E5 | 2,300 x 1,500 | 0.20 | 1954 |
| Draco dwarf | E3 | 3,900 x 2,400 | 0.26 | 1954 |
| Milky Way Galaxy | Sb/c | 144,000 | * | |
| SagDEG | E7 | 5,400 x 14,000 | 0.10 | 1994 |
| SagDIG | Irr | 3,200 x 2,300 | 3.85 | 1977 |
| NGC 6822 | Irr | 7,300 x 6,400 | 1.63 | 1884 |
| Aquarius dwarf | Irr | 2,100 x 1,100 | 3.10 | 1966 |
| Tucana dwarf | Irr | 2,400 x 1,000 | 2.84 | 1990 |
| UKS 2323-326 | Irr | 2,100 x 1,600 | 4.70 | 1978 |
| Andromeda VII | dSph | 1,600 x 1,300 | 2.25 | 1998 |
| Pegasus dwarf | Irr | 3,600 x 1,900 | 2.48 | 1958 |
| Andromeda VI | dSph | 8,300 x 2,600 | 2.54 | 1998 |
ადგილობრივ დაჯგუფებასაც ჰყავს თავისი სამეზობლო.უახლოესებია M81 და მოქანდაკის კლასტერი. ეს დაჯგუფებები საკმაოდ მომცროა ჩვენს კლასტერთან შედარებით და მდებარეობენ დაახლოებით 15 მლნ სინათლის წლის დაშორებით.
კლასტერის ტიპები
კლასტერის ტიპები: დაჯგუფება, ირეგულარული და სფერული კლასტერები შედგება 10-50 გალაქტიკისგან, ხოლო ირეგულარული კლასტერები 1000 ან მეტი გალაქტიკისგან, რომელთა განშლადობა შესაძლოა 10 მლნ-50მლნ სინათლის წელი იყოს. სფერული გროვები კი წარმოაგდენენ გიგანტურ ერთობას, სადაც თავმოყრილი შეიძლება იყოს 10 000 გალაქტიკა ან მეტი და მათი განშლადობა შეიძლება 50 მლნ სინათლის წელს აჭარბებდეს.
გალაქტიკათა გაერთიანებები შემდგომში ქმნიან სუპერ კლასტერებს, რომლებიც ერთმანეთთან ურთიერთქმედებენ. მოცემულ ილუსტრაციაში თითოეული ნათელი წერტილი წარმოადგენს გალაქტიკას ან გალაქტიკათა გაერთიანებას.
სამყაროს ჰაბლისეული გაფართოება
სინათლის წყაროსთან დაკავშირებული ორი მოვლენა ფიქსირდება. ე.წ “ლურჯი წანაცვლება” და “წითელი წანაცვლება”. ამ ორ ტერმინში იგულისხმება სინათლის დოპლერის მაგვარი ქცევა, როდესაც სინათლის წყარო გვიახლოვდება მისი ნათების სპექტრი უფრო ლურჯისკენ წაინაცვლებს, ხოლო როდესაც სინათლის წყარო გვშორდება ადგილი ექნება ნათების წითელ სპექტრში წანაცვლებას, ნათების ლაბორატორიულ მაჩვენებლებთან შედარებით. შესაბამისად სინათლის წყაროს სპექტრის წანაცვლების გაზომვით შეგვიძლია დავადგინოთ წყარო გვიახლოვდება თუ გვშორდება.
1928 წლისთვის ედვინ ჰაბლმა მოახდინა 22 გალაქტიკაზე დაკვირვება და აღმოაჩინა, რომ გალაქტიკები გვშორდებიან, რადგან მათი ნათების სპექტრული ხაზები უჩვენებდა წითელ წანაცვლებას. ამასთან აღმოჩნდა, რომ რაც უფრო შორსაა გალაქტიკა მისი ჩვენგან დაშორების სიჩქარე V მანძილთან ერთად იმატებს. მან დაადგინა წრფივი დამოკიდებულება გალაქტიკამდე D მანძილსა და მისი სხივური სიჩქარეს შორის. ჰაბლის კანონი: V=H0*D. სადაც H0 წარმოადგენს ჰაბლის მუდმივას.
თუ მიღებულ ტოლობას დავაგებთ შესაბამისად აბსიცასა და ოორდინატთა ღერძზე, მაშინ მიღებული შედეგები განლაგდებიან წრფის გასწვრივ. მოცემულ ილუსტრაციაზე თქვენ კარგად ხედავთ თუ როგორ იცვლება მანძილის ზრდასთან ერთად ნათების სპექტრის სიხშირე ლურჯიდან წითლიკენ. აღსანიშნავია, რომ დაკვირვებულ გალაქტიკათა შორის მხოლოდ ადგილობრივი ჯგუფის წევრები ხასიათდებიან ლურჯი წანაცვლებით, ხოლო ყველა სხვა დანარჩენი ძირითადად წითლით. გამოდის, რომ ადგილობრივი ჯგუფის გალაქტიკები ერთმანეთისკენ მიემართებიან.
ფაქტმა, რომ შორეული გალაქტიკები, კიდევ უფრო მაღალი სიჩქარით გვშორდებიან ვიდრე შედარებით ახალი, წამოაყემა თეორია სამყაროს გაფართოების, ანუ სამყაროს ჰაბლისეული გაფართოვების შესახებ, რომელიც პირდაპირ კავშირშია დიდი აფეთქების თეორიასთან.
ბოლო 2020 წლის გაზომვები გვიჩვენებს ჰაბლის მუდმივას მაჩვენებელს 72,1 (KM/S)/Mpc -ზე. თუმცა მონაცემები გაზომვიდან გაზომვამდე ცვლადი და მერყევია.
ჰაბლის კანონის გამოყენებიტ შესაძლებელია გალაქტიკამდე მანძილის დადგენა. წითელი წანაცვლება Z გამოითვლება ფორმულით: 
სადაც λ0 წარმოადგენს სპექტრული ხაზის შესაბამის ლაბორატორიულ ტალღის სიგრძეს. ხოლოს λobs წარმოადგენს დაკვირვებულს.
ყველაზე შორეული გალაქტიკები
ყველაზე შორეული გალაქტიკები დაფიქსირებულია ღუმლის თანავარსკვლავედის(სამხრეთ ნახევარსფერო) მიმართულებით. ეს არე გამოირჩევა ნაკლები დაბინძურებით, როგორც ირმის ნახტომისგან ასევე საგალაქტიკათშორისო სივრცისგან. ამ არის დასაკვირვებლად გამოიყენება ჰაბლის ტელესკოპის ე.წ “ულტრა ღრმა ველი”. დაკვირვების შედეგად მიღებული იქნა უძველეს გალაქტიკათა გამოსახულება. ჰაბლის ტელესკოპის ე.წ “ულტრა ღრმა ველი” საშვალებას იძლევა უშუალოდ დავაკვირდეთ გალაქტიკებს დიდი აფეთქებიდან 400-800 მილიონი წლის შემდგომ პერიოდში.
ყველაზე შორეული გალაქტიკების ჩამონათვალი
პროტო გალაქტიკა UDFj-39546284. მდებარეობს 13,37 მლნ სინათლის წლის მანძილზე, დიდი აფეთქებიდან 380 მლნ წლის შემდგომ პერიოდში. მისი ვარსკვლავური მოსახლეობა სავარაუდოდ სამყაროში პირველი ვარსკვლავებისგან შედგება.
გალაქტიკები აქტიური გულით
აქტიურ გალაქტიკებში მათ მიერ გენერირებული ენერგიის უდიდესი ნაწილი ცენტრში მოთავსებულ კომპაქტურ ობიექტზე მოდის. ჩვეულებრი გალაქტიკების ელექტრომაგნიტური სპექტრი განვრცობილია სიხშირეთა 3-5 რიგზე, ხოლო გალაქტიკების აქტიური გულით 15 ზოგჯერ 19 რიგსაც აღწევს. მათი სპექტრი პრაქტიკულად ყველა დიაპაზონსი მოიცემა. როგორც გრძელტალღოვანი ასევე ტერაელეტროვოლტ ფოტონებით დამთავრებული (10^12-10^15 Hz). ჩვეულებრივ გალაქტიკებს ახასიათებთ შთათქმის ხშირი ხაზები, გამოწვეული მათში არსებული მატერის მიერ გამოსხივების შთანთქმისგან. მაგრამ აქტიური გულის პატრონი გალაქტიკების ერთ ერთ ქვეკლასს ლაცერტიდებს შთანთქმის ხაზები საერთოდ არ გააჩნიათ.( ეს გამოწვეულია ლაცერტიდების ცენტრალური შავი ხვრელის მიერ მატერია/ენერგიის გამოტყორცნით.) იმისთვის, რომ გალაქტიკას აქტიური გული ჰქონდეს აუცილებელია მის ცენტრში მბრუნავი ჰიპერმასიური შავი ხვრელი, რომელზეც აკრეცირებულია მატერიის დიდი მასა. სწორედ ამ მატერიის აჩქარებითა და შემდგომი გამოტყორცნით ვღებულობთ ენერგიის იმ მაშტაბებს, რომლებიც უკვე ვახსენეთ. გალაქტიკები აქტიური გულით იყოფა ქვეკლასებად:
- კვაზარი
- სეიფერის გალაქტიკა
- რადიო გალაქტიკა
- ბლაზარი
კვაზარები
კვაზარები, სამყაროს ყველაზე ელვარე ობიექტებია, მათი ბრწყინვალება მთლიანად ჩრდილავს მშობელ გალაქტიკაში არსებულ ყველა ვარსკვლავის ბრწყინვალებას.
კვაზარის აღმოჩენა
ტერმინი კვაზარი მათ აღმოჩნეას უკავშირდება. პირველად მზგავს ობიექტს 1950 წელს დააკვირდნენ და შეამჩნიეს უჩვეულოდ ლურჯი ნათება რომელიც ლურჯ გიგანტ ვარსკვლავებს შეეფერებოდა. მიუხედავად მათ გარშემო არსებული ნისლეულებისა (რაც ვარსკვლავებს არ ახასიათებთ) მაინც ვარსკვლავად მოინათლნენ და ეწოდათ “კვაზი ვარსკვლავური რადიო წყარო” ანუ კვაზარი. 1963 წლამდე კვაზარის სპექტრული მაჩვენებელი რჩებოდა პრობლემად, სანამ ასტრონომმა მარტენ შმიტმა არ მოახდინა კვაზარ 3c 273 მდე მანძილის გაზომვა ჰაბლის მეთოდით. აღმოჩნდა, რომ ნათესბის ასე მძლავრი წყარო დაახლოებით ორი მილიარდი სინათლის წლით იყო დაშორებული, რამაც დამატებითი კითხვები გააჩინა, რადგან ამ მანძილზე არსებულ სტანდარტულ გალაქტიკებზე 100 ათასჯერ უფრო ბრწყნვალე იყო. შემდგომმა დაკვირვებებმა კი გამოავლინა, რომ ამ გიგანტური ენერგიის წყარო დაახლოვებით მზის სისტემის ზომის ობიექტი იყო. ანუ ძალიან პატარა ობიექტი ბრწყინვალებასთან მიმართებაში. ასეთი კომბინაცია მხოლოდ ზემასიურ ობიექტს შეიძლებოდა გმოეწვია, რომლის მასაც რამოდენიმე ასეული მილიონი მზის მასის იქნებოდა და ამავდროულად საკმარისად კომპაქტური. შესაბამისად ამ ტიპის გამოსხივება გალაქტიკის ცენტრში არსებულ აქტიურ ზემასიურ შავ ხვრელს თუ შეეძლო გამოეწვია.
კვაზარის ფიზიკური პარამეტრები
როგორც უკვე აღვნიშნეთ კვაზარი არის ობიექტი, რომელიც მდებარეობს გალაქტიკის ცენტრში და მისი ნათება აჭარბებს ამავე გალაქტიკის ჯამურ ნათებას. მზგავსი გალაქტიკები გალატიკების სულ 10%-5% შეადგენს. იმისთვის, რომ კვაზარი მივიღოთ აუცილებელია გალაქტიკის ცენტრში ჰიპერმასიური შავი ხვრელის არსებობა, დაახლოვებით 100 მლნ 1 მილიარდი მზის მასისა, რომელიც ბრუნავს სწრაფად და აკრეციული დისკის აჩქარების ახდენს. აკრეციული დისკის მატერია ედინქტონის ლიმიტთან მიახლოვების შემდგომ გახურებული აირის რადიაციული წნევა მატერიას აღარ აძლევს შავი ხვრელის მოვლენათა ჰორიზონტი გადალახოს და მაგნიტური ძალწირების გასწვრივ შავი ხვრელის პოლუსებისკენ გადაინაცვლებს. სწორედ ამიტომ ზოგიერთ კვაზარს უფიქსირდება მატერიის ნაკადი პოლუსებიდან, ჯეტების სახით. ამოტყორცნა იმდენად ძლიერია, რომ მატერია ამ ჯეტებში ულტრა რელატივისტური სიჩქარით მოძრაობს (სინათლის სიჩქარესთან მიახლოებული). ჯეტები ფარავენ უზარმაზარ მანძილს, ისინი შესაძლოა რამოდენიმე მილიონ სინათლის წელზე იყვნენ გადაჭიმული. არის შემთხვევები როდესაც ერთი გალაქტიკის კვაზარი მეორე გალაქტიკას “ხვრეტს” ჯეტით. ხანდახან ჯეტები ვარსკვლავწარმოშობას უწყობენ ხელს გალაქტიკაში დარტყმის ტაალღების შექმნის გზით, ხანდახან კი აირის გაცხელების გამო თავიანთვე გალაქტიკას “წირავენ” და არ აძლევენ საშუალებას ვარსკვლავები “დაბადოს”.
კვაზარის ევოლუცია
კვაზარების როდენობა რაც უფრო შორს ვიხედებით მით უფრ იზრდება. გამოდის, რომ შორეულ წარსუშლი გალაქტიკის გულები უფრო აქტიურები იყვნენ ვიდრე დღეს. მათი არსებობა უკავშირდება ადრეულ სამყარიოში მრავალი მომცრო ზომის გალაქტიკათა შერწყმის პროცესს, ამ დროს ჰიპერმასიურ შავ ხვრელებს ეხსნებათ წვდომა ახალ, დამატებით მატერიასთან. მატერიასთან ჭარბი წვდომა კი იწვევს მათ კვაზარებად გადაქცევას. კვაზარებს ძალიან დიდი გავლენა აქვთ თავიანთ მშობელ გალაქტიკებზე. როგორც კი გალაქტიკაში იწყება კვაზარული პროცესი, მაშინვე იწყება გალაქტიკის გლობალური ტემპერატურის მატება, რაც ხელს უშლის ვარსკვლავთწარმოშობის მექანიზმს. კვაზარები ერთგვარ მუხრუჭებად გვავლინებიან გალაქტიკებისთვის, რომ ნაკლები ვარსკვლავი აწარმოონ.
სეიფერტის გალაქტიკა
სეიფერტის ტიპის გალაქტიკებში შედის ყველა სხვა ცნობილი აქტიური გულის მქონე გალაქტიკები, გარდა სტანდაერტული კვაზარებისა. სახელი ეწოდა ამერიკელი ასტრონომის კარლს სეიფერტის საპატივსაცემოდ, რომელმაც პირველმა მიაქცია ყურადღება გალაქტიკების აქტიურ გულებს 1944 წელს. გამოიყოფა ორი ტიპის სეიფერტის გალაქტიკები. პირველი ტიპის სეიფერტის გალაქტიკები გამოირჩევიან შთანქმის მკაფიო ხაზებით, რომელიც გამოწვეულია აქტიური გულის მიერ გაზების ათას კმ/წმ სიჩქარეზე მეტად აჩქარებით. მეორე ტიპის სეიფერტის გალაქტიკებში კი გაზების სიჩქარე ათას კმ/წმ ზე ნაკლებია.
სეიფერტის გალაქტიკები ხილულ სინათლეში გამოიყურებიან როგორც ჩვეულებრივი სპირალური გალაქტიკები, მაგრამ ინფრაწითელი გამოსხივება სტანდარტულზე ბევრად მეტი უფიქსირდებათ. ასევე მათი უმრავლესობა რენდგენული გამოსხივების მძლავრი წყაროა.
სეიფერტის გალაქტიკები მიეკუთვნებიან კვაზარებს, მაგრამ ბევრად უფრო ნაკლებ ენერგიას ასხივებენ. შესაძლოა რომ სეიფერტის გალაქტიკები გალაქტიკების მხოლოდ 1% წარმოადგენდნენ.
რადიო გალაქტიკა
რადიო გალაქტიკები სამყაროს რადიო გამოსხივების უმთავრესი წყაროა. ზოგიერთი მათგანი ცალკე მდგომი გალაქტიკაა, უმრავლესობა კი ნაპოვნი იქნა გალაქტიკურ კლასტერებში.
აჯობებს რადიო გალაქტიკების სამი კონკრეტულ შემთხვევა განვიხილოთ : გალაქტიკა Centaurus A, გალაქტიკა NGC 5128 და გალაქტიკა M87.
სამივე გალაქტიკა რადიო გალაქტიკაა თუმცა მათ შორის მნიშვნელოვანი განსხვავებები გვხვდება. Centaurus A -ის რადიო გამოსხივების ორი ძირითადი წყარო აქვს. ერთი თვითონ გალაქტიკის სხულია, ხოლო მეორე გალაქტიკის ცენტრალური არიდან მომდინარეობს. ცენრალური ნაწილის გამოსხივება ძალზე კონცენტრირებულია და ჩრდილავს მთლიანი გალაქტიკის გამოსხივებას.
ხოლო გალაქტიკა NGC 5128 გალაქტიკა Centaurus A ისგან იმით განსხვავდება, რომ მას აქვს გამოკვეთილი ჯეტები. ეს ჯეტები წარმოიქმნება ცენტრალური ჰიპერმასიური შავი ხვრელის მიერ მატერიის აჩქარებით და შემდგომ პოლუსებიდან მათი ამოფრქვევით. თავის მხრივ ჯეტებიც წარმოადგენენ რადიო წყაროს და აქ რადიო გამოსხივების მექანიზმი არა ნუკლეური არამედ სინქროტრონულია.
გალაქტიკა M87 ერთ ერთი ყველაზე ცნობილი ჰიპერმასიური შავი ხვრელს პატრონი გალაქტიკაა. ეს პირველი შემთხვევაა, როდესაც ასტრონომებმა მოახერხეს და გადაიღეს გალაქტიკის ცენტრში არსებული ჰიპერმასიური შავი ხვრელი. მისი ფოტო 2017 წელს გამოქვეყდა და ეს იყო ნამდვილად ისტორიული მოვლენა ასტრონომიაში. დაახლოვებით 6,5 მილიარდი მზის მასის შავი ხვრელი ერთ ერთი ყველაზე მასიურია ცნობილებს შორის. თვითონ გალაქტიკა კი გამოირჩევა გრძელი ჯეტებით შავი ხვრელის პოლუსების გასწვრივ და წარმოადგენს რადიო გამოსხივების გამორჩეულ წყაროს.
ბლაზარი
ბლაზარი შეგვიძლია წარმოვიდგინოთ როგორც კვაზარი ‘სტეროიდებზე’. ბლაზარის ტიპის გალაქტიკები ელიპსურია და მათი ცენტრალური შავი ხვრელის აქტიურობა იწვევს უმძლავრესი ჯეტების გამოტყორცნას ულტრარელატივისტური სიჩქარით. ბლაზარები აერთიანებენ BL ლაცერტიდების ტიპის გალაქტიკებსა და კვაზარებს. ისინი წარმოადგენენ ამ ორი კლასის ნაერთს. ტერმინი ბლაზარი 1978 წელს ამერიკელმა ასტრონომმა ედვარდ სპიგელმა შემოიღო სწორედ ბლაზარის ორსახოვნების აღსანიშნავად.
სინქროტრონული გამოსხივება
სინქროტრონული გამოსხივება ვლინდება მაშინ, როდესაც მატერია (პროტონი, ელეტქრონი,მუონი…) სინათლის სიჩქარესთან მიახლოვებულ, ანუ ულტრა რელატივისტური სიჩქარით მოძრაობს და ეჯახება სხვა ნაწილაკს. ამ დროს ნაწილაკებს ენიჭებათ დამატებითი ენერგია ფარდობითობის თეოორიდან გამომდინარე (რაც პრაქტიკაშიც დასტურდება) და ხდებიან მაღალენერგეტიკული ფოტონების წყარო. თვითონ სინქროტრონი ეწოდება მოწყობილობას, რომელიც ლაბორატორიულ პირობებში ახდენს ნაწილაკების სინათლის სიჩქარესთან მიახლოვებულ აჩქარებას.
ზომბი გალაქტიკები
როგორც ხედავთ გალაქტიკა აკირას შავი ხვრელი მეზობელი გალაქტიკა ტეტსუას მატერიას ითრევს. სწორედ ეს მატერიაა ამ ჰიპერმასიური შავი ხვრელის ასეთი აქტურობის წყარო. მისი აკრეციული დისკი იმდენად დიდია და იმდენად მხურვალეა რომ გიგანტურ აკრეციულ ქარებს წარმოშობს და როგორც ავღნიშნეთ კლავს ვარსკვლავთწარმოშობის მექანიზმს.
მასიური გალაქტიკები და მათი ევოლუცია
გალაქტიკების ევოლუცისიის თეორიის თანახმად ისინი სიცოცხლეს შავი ხვრელის ან გრავიტაციულად ჩაჭერილი წერტილის გარშემო ღრუბლის სუბსტანციად იწყებენ არსებობას. შემდგომ ისინი ერთმანეთს ეჯახებიან და მასაში იმატებენ, როგორც გალაქტიკა ასევე შავი ხვრელიც. დროთა განმავლობაში ვღებულობთ გიგანტურ სპირალისებურ გალაქტიკებს როგორიცაა ირმის ნახტომი, ანდრომედა და ასე შემდგომ. თვითონ ეს გალაქტიკები ხვდებიან გარკვეულ გრავიტაციულ ჩაჭიდებაში, იქმნება გალაქტიკათა კლასტერი ანუ დაჯგუფება. სწორედ ეს დაჯგუფებები შორდებიან ერთმანეთს აჩქარებით (სამყაროს გაფართოება).კლასტერს სადაც ირმის ნახტომია მოთავსებული ადგილობრივი ჯგუფი ეწოდება და ამ ჯგუფში შედის გალაქტიკა ანდრომედაც. დროთა განმავლობაში ადგილობრივი ჯგუფის გალაქტიკები ერთმანეთს შეერწყმებიან. ანდრომედა – ირმის ნახტომი დაახლოვებით 5 მილიარდ წელიწადში დაეჯახებიან ერთმანეთს და შერწყმის პროცესი კიდევ ერთ ამდენ ხანს გასტანს. წარმოიქმნება გალაქტიკა რომელსაც მილკომედა ქვია. ის აღარ იქნება სპირალური არამედ იქნება ოვალური ფორმის ზეგიგანტურუ გალაქტიკა. გალაქტიკებზე დაკვირვების შედეგად სპირალური გალაქტიკები შეგვიძლია ჯამრთელ და მომაკვდავ გალაქტიკებად დავყოთ. მათ ფერი-სპექტრის მიხედვით განასხვავებენ. თუ გალაქტიკა მოლურჯოა ის ჯამრთელია რადგან მასშ
ი ვარსკვლავთფორმირება მიმდინარეობს (წარმოიქმნება ბევრი ლურჯი გიგანტი) ხოლო თუ გალაქტიკა წითელია მაშინ მასში ბევრი წითელი გიგანტი ვარსკვლავია, (ვარსკვლავების ევოლუცია) ანუ მომაკვდავი ვარსკვლავი და გალაქტიკაში ახალი ვარსკვლავების გენერაცია არ ხდება. ასეთი გალაქტიკები ნელ ნელა კარგავენ ნათებას. ჩვენი ირმის ნახტომის ძირითადი სპექტრი წითელი აღმოჩნდა რაც იმას ნიშნავს რომ 10 მილარდ წელიწადში ვარსკვლავების გენერაცია სრულად შეწყდება. თუმცა აქ მშველელად ანდრომედა გვევლინება, რომელიც ბევრად უფრო ადრე დაგვეჯახება და ვარსკვლავთ წარმოშობის ახალ აფეთქებას გამოიწვევს(უკვე ახალ ელიფსურ გალაქტიკაში მილკომედა). თუმცა ესეც დიდხანს არ გაგრძელდება. რა ხდება შემდეგ? როგორც აღმოჩნდა ეს გიგანტური ზემასიური ელიფსური გალაქტიკები ნელ ნელა ისევ სპირალური გალაქტიკები ხდებიან ოღონდ ბევრად მასიური ვიდრე ირმის ნახტომია დღეს. გამოიყო ახალი კლასი ზემასიური გიგანტური გალაქტიკებისა რომელთაგან ზოგს ორი გულიც აქვს(ანუ ორი ზემასიური შავი ხვრელი რაღაცნაირად შენარჩუნდა). მათი ზომა ჩვენს გალაქტიკას 3-4 ჯერ ან მეტჯერ აღემატება და ტრილიონობით ვარსკვლავის მატარებელია. თეორიის შესაბამისად გალაქტიკების ადგილობრივი დაჯგუფება სადაც ირმის ნახტომია მოთავსებული დროთა განმავლობაში ერთ გიგანტურ სპორალურ გალაქტიკად გადაიქცევა.
გამორჩეული გალაქტიკები
გალაქტიკა “სომბრერო” (მექსიკელი მომღერლების ქუდთან მზგავსების გამო). მიეკუთვნება ელიფსური გალაქტიკების ტიპს. ელიფსური გალაქტიკები წარმოიშობიან გალაქტიკების შერწყმის შედეგად და ეს ფორმა გალაქტიკათა ევოლუციის ერთ ერთ ეტაპად ითვლება. მისი ნამდვილი სახელია Messier 104.
პროტო გალაქტიკა NGC 1569, ადგილობრივი ჯგუფის კიდევ ერთი წარმომადგენელი (მხოლოდ 7,8 მილიონი სინათლის წელი გვაშორებს). მას ვარსკვლავების ქარხანასაც ეძახიან. მასში მრავალი ზეგიგანტი ლურჯი ვარსკვლავია, რაც მიუთითებს ვარსკვლავთ წარმოშობის ინტენსირობაზე. როგორც იცით რაც უფრო ლურჯი ფერისკენ იხრება გალაქტიკის ფერის სპექტრი მით უფრო ბევრი ახალი ზეგიგანტი ვარსკვლავია მასში და გალაქტიკა აქტიურად ითვლება. როგორც შეამჩნიეთ. ამ გალაქტიკის განაწილება სფერულია, ეს გამოწვეულია მის ცენტრში გიგანტური ვარსკვლავების ვარსკვლავური ქარებით და ზეახლების აფეთქებით. მათი დარტყმის ტალღები მატერიას აიძულებს გალაქტიკის პერიფერიებისკენ. გადაიზნიქოს. 
გრავიტაციული ლინზირება
გრავიტაციული ლინზირება გადამწყვეტი ფაქტორი აღმოჩნდა ფარდობითობის თეორიის დასამტკიცებლა. თეორიის თანახმად თუ ფოტონი ჩაუვლის M მასის სხეულს E მანძილზე მაშინ ფოტონის გადახრის კუთხე მოძრაობის საწყისი ტრაექტორიის მიმართ იქნება ά=(4G*M)/(C^2 * E) . თუ ამ ფორმულას მზის მიმართ გამოვიყენებთ გვექნება რომ ფოტონის ტრაექტორიის კუთხური ცვლილება მზის ზედაპირთან ჩავლისას დაახლოებით 1,74 გრადუსი იქნება.
1919 წელს კი მზის დაბნელებისას მოხდა ფოტონის ტრაექტორიის ცვლილების გაზომვა მზესთან მდებარე ახლო ვარსკვლავების პოზიციის ცვლილებით, და ასე დადასტურდა ფარდობითობის თეორია.
წერტილოვანი მასის ობიექტისთვის
განვიხილოთ გრავიტაციული ლინზირების ეფექტი მასის წერტილოვანი (შავი ხვრელი, მასიური ვარსკვლავი) ობიექტისთვის: წერტილოვანი
მასის ობიექტის ლინზის განტოლება აინშტაინის კუთხის ცნების გათვალისწინებით, y,x ნორმირების შემდეგ, განტოლების ორივე მხარეს თუ x ზე გავყოფთ გვექნება შემდეგი ამონახსნები
გრავიტაციული ლინზის ამ ამონახსნებიდან შეგვიძლია დავასკვნათ:
თუ ობიექტის ხილული სხეული მდებარობს გრავიტაციული ლინზის ცენტრიდან y დაშორებაზე, განტოლებას ექნება ორი ამონახსნი და დამკვირვებელი დაინახავს ლინზის მიმართ სიმეტრიულად განლაგებულ ორ ობიექტს
თუ y=0 მაშინ ობიექტი მდებარეობს ზუსტად წერტილოვანი მასის ობიექტის უკან, მაშინ ამონახსნი არა ორი წერტილი იქნება როგორც წინა შემთხვევისას არამედ წრეწირი ლინზის გარშემო. ამ წრეწირს კი აინშტაინის რგოლი ქვია.
სიკაშკაშისა და არეკლილი ობიექტის ზომების ზრდა
თუ S-ით ავღნიშნავთ წყაროდან წამოსულ გამოსხივებას, ხოლო S0– ით ლინზის ეფექტით მიღებულ გამონასახს დავინახავთ რომ S0<S. რაც იმას ნიშნავს, რომ ობიექტის სიკაშკაშე ლინზირების შედეგად გაიზარდა: μ=S/S0=ω/ω0, სადაც ω წარმოადგენს იმ სხეულის კუთხეს, რომლითაც ვაფიქსირებთ წყაროს, რომელმაც განიცადა ლინზის ეფექტი. ხოლო ω0- არის კუთხე რომლითაც დავაფიქსირებდით წყაროს ლინზირების ეფექტის არ არსებობის შემთხვევაში. ამავდროულად გარდა სიკაშკაშის ზრდისა ობიექტის ფართობიც განიცდის გადიდებას ლინზის ეფექტის გამო. ობიექტი რაც უფრო ახლოსაა ლინზასთან მით უფრო დიდია მისი ფართობის ზრდა ანარეკლში.
წერტილოვანი მასის ლინზის შემთხვევაში ლინზის გამადიდებლობა გამოითვლება შემდეგი ფორმულით: μ=(y^2+2)/y*sqrt(y^2+4). სიტყვებით რომ ავხსნათ, ობიექტის ზომები და სიკაშკაშე იზრდება ლინზასთან მიახლოვებისას, ხოლო რაც უფრ შორსაა ობიექტი მით უფრო მცირეა მისი აბერაციული გამონასახი ლინზაზე.
ე.წ. ცხენის ნალი.
ძლიერი გრავიტაციული ლინზირება, რომელიც გვაძლევს RX J 1131-1231 ის ოთხ გამონასახს და ამავდროულად აირეკლავს კვაზარის მასპინძელ გალაქტიკას აინშტაინის რგოლის სახით.
ლინზირება გალაქტიკური კლასტერის მიერ
გალაქტიკების კლასტერის მიერ შექმნილი ლინზირების ეფექტი წერტილოვანი მასის მიერ ლინზირებისგან განსხვავდება იმით, რომ გალაქტიკების კლასტერის მიერ ლინზირებულს არ გააჩნია კონკრეტული ცენტრი. გ.კ.ლ წარმოიშვება მაშინ როდესაც მასიური გალაქტიკური გაერთიანების უკან მდებარე სხვა ობიეტები კლასტერის მიერ შექმნილ ლინზაში აირეკლება. მაგრამ, გ.კ.ლ ხილული მატერიის მასა არ არის საკმარისი ლინზების შესაქმნელად, სწორედ აქ ვლინდება ფარული მასების პრობლემა. გ.კ.ლ კარგია ბნელი მატერიის დასათვლელად, რომელიც ქმნის ამ დამატებით მასას კლასტერების გარშემო და ახდენს ლინზირებას. ასევე გ.კ.ლ ის თვისება მის უკან არსებული ობიექტების ბრწყინვალება და ზომები ანარეკლში გაზარდოს, კარგი გამოსაყენებელია იმ ობიექტების მიმართ რომელთა დანახვაც შეუძლებელია პირდაპირი დამზერით მანძილის გამო (გ.კ.ლ პრაქტიკულად იძლევა საშუალებას გავიხედოთ ჰორიზონტს მიღმა).
ბნელი მატერია
გალაქტიკებზე დაკვირვებისას ჩვენ ფარული მასების პრობლემას ვეჩეხებით. დათვლები აჩვენებს, რომ გალაქტიკების ხილული მატერიის მასა არასაკმარისია, იმისთვის რომ მათ მყარსხეულოვანი ბრუნვა გააჩნდეთ. ასევე დგება დამატებითი მასების პრობლემა კლასტერების მიერ გრავიტაციული ლინზირების ეფექტის გამოვლენისას, რადგან ისევ და ისევ გალაქტიკათა ხილული მატერიის მასა არასაკმარისია მზგავსი მასშტაბური ლინზირებისთვის. სწორედ აქ იბადება ბნელი მატერიის არსებობის საჭიროებეა, რომელიც გალაქტიკებს შესძენდა დამატებით მასას, რომ ისე მოქცეულიყვნენ როგორც რეალურად იქცევიან. დღეს ჩვენი წარმოდგენებით სამყაროს 30,1% ბნელი მატერიისგან, ხოლო 69,4 ბნელი ენერგიისგან შედგება, ხოლო ხილული მატერია სულ 0,5%-ია.
ფრიც ცვიკი (Fritz Zwicky)
ფარული მასების პრობლემა არ ახალია, ის შორეული 1933 წლიდან მოდის. შვეიცარელ-ამერიკელი ასტრონომი ფრიტზ ზვიკი აკვირდებოდა ვარსკვლავებს Coma გალაქტიკურ კლასტერსში. გალაქტიკებში არსებული ვარსკვლავების მასა სულ რაღაც 1% იყო იმ მასისა, რომელიც კლასტერს სჭირდებოდა ფორმირების შესანარჩუნებლად. ამ სურათის განმარტება დიდხანს ვერ ხერხდებოდა სანამ 1970 წელს ამერიკელმა ასტრონომებმა ვერა რუბინმა და დაბლვე კენტმა სხვა გალაქტიკაზე დაკვირვებით დაადგინეს, რომ გალაქტიკების მასისი მხოლოდ 10% წარმოადგენს ხილული მატერია. სწორედ იმ დამატებით მასას რომელიც ამ გალაქტიკების/კლასტერების ფორმის შესანარჩუნებლადაა აუცილებელი ეწოდა ბნელი მატერია.
ბნელი მატერიის ახალი რუკა (2021წ)
კვლევისას დაკვირვებულ იქნა 100 მილიონზე მეტი გალაქტიკა. იქ სადაც ყველაზე მეტი სივრცული დეფორმაცია არის ყველაზე მეტია ბნელი მატერიის კონცენტრაცია. ეს არეები რუკაზე მოყვითალო-მოთეთრო ფერითაა აღნიშნული. დაკვირვება საინტერესოა იმთ, რომ ის არ შეესაბამება არცერთ არსებულ თეორიას, მათ შორის ფარდობითობის თეორიასაც. ფარდობითობის თეორიის გათვალისწინებით შექმნილმა სიმულაციებმა მაქს პლანკის უნივერსიტეტში, რამოდენიმე პროცენტიანი ცდომილება აჩვენა ახლად მიღებულ რუკასთან. წესით მატერია სამყაროში უფრო მეტად დაყოფილი უნდა ყოფილიყო ვიდრე გალაქტიკებზე დაკვირვებამ აჩვენა. აღმოჩნდა, რომ მატერია მოსალოდნელზე უფრო თანაბრადაა გადანაწილებული სამყაროში, რაც საფრთხეს უქმნის ყველა იმ თეორიას, რომელზეც დღევანდელი ფიზიკა დგას.
პრე გალაქტიკური ხანა
საუბარი დავიწყეთ ჰაბლის აღმოჩენით, რომ სამყარო ფართოვდება აჩქარებით, რამაც მიგვიყვანა დასკვნამდე, რომ ის ოდესღაც ერთ უმცირეს წერტილში იყო მოქცეული და ამ წერტილს სინგულარობა ვუწოდეთ. ახლა კი საუბარი სწორედ იმ მომენტიდან უნდა განვაგრძოთ როდესაც სამყაროში პირველი კვარკ გლუონური ნაკადი გამოჩნდა. ეს რაღაცნაირი წრის შეკვრა და შეჯამება იქნება ამ სტატიის.
ბოლო ცდებმა, რომელიც შვეიცარია-საფრანგეთის საზღვარზე მდებარე დიდ ჰადრონულ კოლაიდერზე ჩაატარეს, გვანახა რომ ფოტონ, კვარკულ გლუონური ნაკადი, რომელსაც დიდი აფეთქბა წარმოდგენდა სითხესავით იქცეოდა და მისი სიბლანტე დაახლოვებით წყლის სიბლანტის ტოლი იყო. ხოლო შემდგომ მოხდა გაფართოვება, ანუ კატასტროფული ინფლაცია.
გალაქტიკების ფორმირებისა და მათი ევოლუციისთვის, ამ დროინდელი სამყაროს ორი ძირითადი ასპექტია გადამწყვეტი.
- თუ რა პროპორციებითა და რა მომენტში წარმოიქმნა სხვადასხვა ქიმიური ელემენტი
- რელიქტური გამოსხივება (ნარჩენი გამოსხივება), რომლის მიმართაც ჩვენ შეგვიძლია გალაქტიკების მოძრაობა და სიჩქარე განვსაზღვროთ.
აფეთქებიდან პირველი სამი წამის განმავლობაში სამყაროში უნდა ყოფილიყი ჭარბი გამა გამოსხივება, რომელიც ყველა ჰადრონს დაშლიდა შემადგენელ ნაწილაკებად. შემდგომ პერიოდში კი უკვე ფოტონები გახდებოდნენ ნაწილაკების წარმოშობის წყარო, რადგან კოსმოსში ორი ფოტონის პირდაპირი შეჯახებისას შესაძლოა შეიქმნას ნაწილაკ ანტი ნაწილაკი. დაახლოვებით 10^13 კელვინის ტემპერატურაზე ფოტონებისგან საკმაოდ იოლად იქნებოდა შესაძლებელი პროტონ ანტიპროტონული წყვილის წარმოშობა.
თავის მხრივ პროტონ-ანტიპროტონის წყვილი შეჯახებისას განიცდიდა ანიჰილაციას და შესაბამისად წარმოიქმნებოდა ფოტონი. მიუხედავად პროტონ-ანტიპროტონის წყვილების ტოტალური ანიჰილაციისა ჩვენ მაინც გვაქვს პროტონზე დაფუძვნებული სამყარო. როგორც ცერნის ექსპერიმენტებმა და ჰარვარდის უნივერსიტეტის მეცნიერების შემდგომმა ანალიზმა აჩვენა მატერიასა და ანტიმატერიას შორის არსებობს მასებს შორის უმცირესი სხვაობა, რამაც შესაძლოა სამყაროს ფრორმირების ამ ეტაპზე გადამწყვეტი როლი ითამაშა და პროტონებს გადარჩენის შანსი მისცა. ტოტალური ანიჰილაციის პერიოდში 10^9 ანტიპროტონზე +1 პროტონი მოდიოდა. ეს საკმარისი აღმოჩნდა იმ მატერიის შესაქმნელად რასაც ჩვენ ახლა ვხედავთ სამყაროში.
ელეტრონების ფორმირებისთვის კი სამყარო ოდნავ უფრო უნდა გაგრილებულიყო დაახლოვებით 10^10 კელვინამდე. ეს გამოწვეულია თვითონ ელექტრონის მასიდან, რომელიც 2000 ჯერ უფრო მსუბუქია პროტონზე და ამის გამო უფრო მაღალ ტემპერატურაზე ვერ ხერხდება ელეტრონის ფორმირება. როგორც იცით ელექტრონს გააჩნია თავისი ანტინაწილაკი პოზიტრონის სახით და ამ შემთხვევაშიც მრავლად გვექნებოდა ანიჰილაციის შემთხვევები, რომლის შედეგადაც მიიღებოდა ნეიტრინო ანტინეიტრინოს წყვილი.
იმ მომენტიდან როგორც კი სცენაზე ელეტრონი და პოზიტრონი გამოჩნდნენ, შესაძლებელი გახდა ნეიტრონების ფორმირება შემდეგი რეაქციით
სამყაროს შემდგომი გაციების პერიოდში გვხვდება პროტონ ნეიტრონის რაოდენობათა დიზბალანსი (1/5). ეს გამოწვეულია პროტონის საკმაოდ ცუდი ურთიერთქმედებისგან სხვა ნაწილაკებთან მიმართებაში, შედარებით დაბალ ტემპერატურაზე.
პირვენდელი ნეიტრონების რაოდენობას თვითონ ნეიტრონების დაშლის პერიოდიც ამცირებს. რადგან ნეიტრონს არ შეუძლია 15 წუთზე მეტი გაძლოს ნუკლეური კავშირის გარეშე (თუ არაა ატომბირთვში, იშლება პროტონად, ელექტრონად და ელექტრონულ ანტინეიტრინოდ)
ნეიტრონების არსებობა გადამწყვეტი აღმოჩნდა წყალბადზე უფრო მძიმე ატომების ფორმირებისთვის. რომ არა ნეიტრონები, ვერ მივიღებდით დეიტერიუმსა და ჰელიუმს. დღეს ჰელიუმის პროცენტული წილი სამყაროს ხილული მატერიის სრულ შემადგენლობაში 22% – 24% უჭირავს ხოლო წყალბადს 75% მდე. დარჩენილი პროცენტები დეიტერიუმსა და ლითიუმს უკავიათ.
შემდგომ პერიოდი შეგვიძლია დავახასიათოთ როგორც სიბნელის ხანა. სიბნელე გამოწვეული იყო ნარჩენი ფონური გამოსხივების მიერ მატერიის იონიზაციისგან (ატომბირთვებს მოწყვეტილი ჰქონდათ ელექტროები). თუმცა შემდგომ რელიქტური გამოსხივების წნევა დაეცა, რამაც წყალბადის ატომებს მიცა საშვალება მიეერთებინათ ელექტრონები. შესაბამისად სამყარო უფრო გამჭვირვალე გახდა ვიდრე მანამდელ პერიოდში.
მას შემდეგ რაც სამყარო შედარებით გამჭვირვალე გახდა იწყება პირველი ვარსკვლავებისა და გალაქტიკების ფორმირება.
შეჯამება
ზემოთ მოცემული თეზისები, თეორიები ასობით და ათასობით ადამიანის შრომის შედეგია. ზოგი მათგანი ვერასოდეს წარმოიდგენდა, მაგრამ ხშირად არც თუ ისე მნიშვნელოვანი კვლევა გადამწყვეტი ხდება შეცნობის გზაზე. ამიტომ, მეცნიერებაში არ არსებობს ფუჭად ნათქვამი, ფუჭად გაკეთებული თუ ფუჭად ნაფიქრი, რადგან ყოველთვის არის ალბათობა იმისა, რომ თქვენი ყველაზე უცნაური, უმრავლესობისთვის წარმოუდგენელი იდეა, სრული ჭეშმარიტება აღმოჩნდეს. ნუ ჩათვლით თავს გაუგებრად და ამით ნუ დადგებით ბარიერის წინაშე, რადგან რამდენიც უნდა ეცადოთ, სამყაროზე უფრო უცნაური და ბუნდოვანი ვერასდროს გახდებით!