Как образуются галактики?

Самое замечательное во Вселенной то, что именно это мы и можем делать — смотреть в прошлое. Поскольку свету требуется время, чтобы добраться до нас, когда мы смотрим на далёкую галактику, мы видим её такой, какой она была в прошлом.

Самое далёкое прошлое, в которое мы можем заглянуть, — это 400 тысяч лет после рождения Вселенной. Если представить себе историю Вселенной как продолжительность жизни человека, это будет похоже на то, как если бы мы оглянулись примерно на 20 часов после его рождения. То, что мы увидим, — светящуюся стену. Это космический микроволновый фоновый свет, оставшийся после мощного Большого взрыва, создавшего Вселенную.

Большой взрыв сначала создал колоссальное пространство, а через три минуты заполнил его веществом — тем, что мы называем материей. Но эта материя не была распределена равномерно. Она была скручена вместе в нити и узлы, называемые «космической паутиной». Мы можем наблюдать это в стене света — она ​​не имеет ровного цвета. Так, здесь имеются сгустки цвета, отражающие место, где материя была собрана в кучу.

Когда Вселенная остыла, гравитация начала притягивать материю к этим сгусткам. Там, где она накапливалась в достаточной степени, гравитация усиливалась, стягивая материю вместе, пока не родились первые звезды, которые осветили Вселенную. Каждый такой сгусток материи создал мириады звёзд.

Учёные точно не знают, стал ли каждый из этих сгустков галактикой или же сгустки слились вместе, образовав в итоге более крупные галактики.

Ещё одной загадкой являются сверхмассивные чёрные дыры, которые скрываются в центре всех больших галактик. Чёрные дыры — это области пространства-времени, гравитационное притяжение которых настолько велико, что покинуть их не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света, в том числе кванты самого света. Одна такая в четыре миллиона раз массивнее Солнца и находится в самом сердце нашего Млечного Пути. Чем больше галактика, тем больше чёрная дыра, которую она окружает. Это говорит нам о тесной связи между развитием галактик и этими чёрными дырами.

Однако эксперты точно не знают, как образовались эти чёрные дыры. Они лишь предполагают, что это должно быть произошло в самом начале истории Вселенной. Одна из идей состоит в том, что самые плотные сгустки материи могли разрушиться и превратиться в чёрную дыру. Другая заключается в том, что первые существовавшие и погибшие звёзды оставили после себя чёрные дыры, которые затем слились вместе, чтобы стать одной огромной чёрной дырой.

В таком случае, если мы думаем, что понимаем гравитацию, тогда во Вселенной должно быть намного больше материи, чем мы можем наблюдать. Этому явлению астрономы дали название «тёмная материя». Считается, что космическая паутина в основном состоит из тёмной материи. Учёные думают, что галактики, как правило, состоят из тёмной материи, количества которой больше, чем обычной материи, и что между галактиками её ещё больше. Если это предположение верно, тёмная материя, должно быть, оказала огромное влияние на формирование галактик, но специалисты пока не знают точно, как именно.

Создание групп звёзд из материи, образовавшейся в результате Большого взрыва, — это ещё не конец истории. Возьмём Млечный Путь в качестве типичного примера. Самые старые звёзды в галактике расположены в ореоле. Эти звёзды почти полностью состоят из первых строительных блоков Вселенной — водорода и гелия

Ближе к центру галактики и в плоском диске вокруг неё звёзды часто содержат намного больше других элементов, таких как углерод и кислород. Эти звёзды образовались из пепла взорвавшихся звёзд, которые и создали эти элементы. Наряду с новыми звёздами, эти элементы сформировали планеты, такие как наша Земля.

Млечный Путь продолжает расти по двум направлениям. Между галактиками действительно много материи. Когда температура этой материи остынет, она может пролиться дождём на Млечный Путь и послужить топливом для образования новых звёзд. Кроме того, притяжение посредством гравитации Млечного Пути означает, что он поглощает целые небольшие карликовые галактики.

В конце концов, все эти процессы прекратятся, и Млечный Путь превратится в галактику старых красных звёзд.