Что такое воиды в космосе? Пустота, которая определяет Вселенную

Введение

Воиды (voids) — это не просто пустое пространство между звёздами или галактиками . Это огромные области Вселенной , где почти ничего нет . Ни звёзд, ни галактик, ни даже тёмной материи.

Они могут показаться незначительными, потому что «ничего там нет».
Но именно их изучение помогает нам понять, как устроена наша Вселенная.

Именно поэтому мы будем говорить об этом без воды , с фактуальным фундаментом , с примерами , с аналогиями , и с чёткими указаниями, какие картинки можно генерировать , чтобы сделать статью наглядной .


космические воиды - огромные пустоты во Вселенной, художественное представление, научпоп стиль
космические воиды — огромные пустоты во Вселенной, художественное представление, научпоп стиль

1. Что такое воиды?

Воиды — это области космоса , где плотность материи (звёзд, галактик, газа, тёмной материи) значительно ниже средней .

Они:

  • Огромны : от 20 до 50 мегапарсеков в диаметре (это миллионы световых лет)
  • Почти пусты : содержат в десятки раз меньше галактик , чем обычные регионы
  • Не случайны : они — естественная часть структуры Вселенной

Воиды — это не дырки в знаниях , а дырки в материи .


2. Как выглядит структура Вселенной?

Представь себе паутину.
Толстые линии — это стены из галактик .
Места пересечения — скопления галактик .
А между ними — воиды , как ячейки, почти пустые.

Это называется космической паутиной (cosmic web).
И в ней воиды занимают больше всего места .

То есть: большая часть Вселенной — это не звёзды, а пустота.


космическая паутина и воиды, художественное изображение, научный стиль
космическая паутина и воиды, художественное изображение, научный стиль

3. Почему они важны?

Потому что:

  • Если бы во Вселенной не было воидов, она была бы однородной , как каша
  • А так — она структурирована , как пена
  • И именно это говорит о том, как тяготение и расширение формировали Вселенную

Ученые используют воиды, чтобы проверить:

  • Теорию относительности
  • Модели расширения Вселенной
  • Стандартную модель космологии ΛCDM
  • И даже гипотезы о тёмной энергии

4. Как были открыты воиды?

Первые наблюдения воидов начались в конце 1970-х годов , когда астрономы начали строить трёхмерные карты распределения галактик.

Ключевые этапы:

Год
Открытие
1978
Первые признаки пустых областей вокруг скоплениям галактик
1981
Обнаружен первый крупный воид —воид Бута
2004
Наблюдения Sloan Digital Sky Survey (SDSS) показали масштаб структуры

Эти данные показали, что Вселенная — не однородна , а имеет ячеистую структуру


Интересный факт:

  • Воиды составляют до 90% объёма Вселенной
  • Но содержат менее 10% всей массы

То есть: мы живём в узлах сети , а остальное — пустота


первое обнаружение воидов, историческая реконструкция данных
первое обнаружение воидов, историческая реконструкция данных
первое обнаружение воидов, историческая реконструкция данных
первое обнаружение воидов, историческая реконструкция данных

5. Размеры воидов: насколько большие?

Воиды — это по-настоящему большие вещи .

Примеры:

  • Великий воид (Great Void) — около 40 миллионов световых лет в поперечнике
  • Воид Эридана — более 1–3 млрд световых лет
  • Колоссальный воид (Colossal Void) — один из самых больших, открытый в 2013 году

Это не просто «пространство без чего-то»
Это места, где вообще почти ничего нет


Для сравнения:

Объект
Размер
Орбита Земли
160 млн км
Млечный Путь
~100 000 св. лет
Локальная группа галактик
~3 млн св. лет
Типичный воид
20–50 млн св. лет
Большой воид Эридана
До 1 млрд св. лет

размеры воидов vs галактики, инфографика, научный стиль
размеры воидов vs галактики, инфографика, научный стиль
размеры воидов vs галактики, инфографика, научный стиль
размеры воидов vs галактики, инфографика, научный стиль

6. Как образуются воиды?

Воиды возникают из-за гравитационной неоднородности и расширения Вселенной .

Процесс:

  1. В ранней Вселенной материя распределялась неравномерно
  2. Гравитация притягивала материю в более плотные области
  3. Менее плотные регионы выталкивались и становились ещё пустее
  4. Со временем эти области растягивались всё больше — из-за тёмной энергии

То есть: воиды — это результат игры гравитации и расширения


7. Есть ли жизнь внутри воидов?

Да, есть, но редко .

  • Воиды содержат немногочисленные галактики , часто карликовые
  • Эти галактики медленно движутся , слабо взаимодействуют друг с другом
  • Жизнь возможна, но вероятность её возникновения там — крайне мала

Там нет плотных звёздных систем,
Нет активного звездообразования,
И даже если есть планеты — они будут холодными и изолированными


галактика внутри воида, художественное представление, реалистичный стиль
галактика внутри воида, художественное представление, реалистичный стиль
галактика внутри воида, художественное представление, реалистичный стиль
галактика внутри воида, художественное представление, реалистичный стиль

8. Самые известные воиды

1. Воид Бута (Boötes Void)

  • Открыт в 1981 году
  • Расположен в созвездии Волопаса
  • Диаметр: 330 миллионов световых лет
  • Внутри — лишь несколько сотен галактик

Это был первый случай, когда астрономы столкнулись с космическим вакуумом невероятного масштаба


2. Воид Эридана (Cold Spot Void)

  • Обнаружен в данных WMAP и Planck
  • Связан с аномально холодным пятном в микроволновом фоне
  • Возможно, его размер — до 1 миллиарда световых лет
  • Может быть следом другой вселенной в мультивселенной

Одна из самых спорных теорий, но и одна из самых интересных


3. Колossal Cold Void (Колоссальный холодный воид)

  • Открыт в 2013 году
  • Его существование объясняет аномалии в CMB (реликтовое излучение)
  • Необычайно большой и холодный
  • Мог быть создан некими экзотическими процессами , возможно, даже взаимодействием с другими вселенными

воид Бута и его размеры, инфографика, научный стиль
воид Бута и его размеры, инфографика, научный стиль
воид Бута и его размеры, инфографика, научный стиль
воид Бута и его размеры, инфографика, научный стиль

9. Чем отличаются воиды от чёрных дыр?

Характеристика
Воид
Чёрная дыра
Размер
Миллионы св. лет
Единицы км – миллионы св. лет (черные дыры в центрах галактик)
Плотность
Очень низкая
Очень высокая
Гравитация
Слабая
Чрезвычайно сильная
Возможность наблюдения
Да, через отсутствие галактик
Нет, только по влиянию на окружение
Влияние на Вселенную
Формируют структуру
Влияют на отдельные галактики

Воиды — не «дыры», а структурные элементы
Их изучают космологи, а не астрофизики


10. Можно ли попасть в воид?

Физически — да, если полетишь туда кораблём.
Но практически — нет смысла .

  • В середине воида нет ни одной звезды рядом
  • Ни одной галактики, которую можно было бы использовать для навигации
  • Температура там близка к температуре реликтового излучения
  • И даже если бы там был человек — он бы не видел ни одного светящего объекта

Это самые одинокие места во Вселенной


космический корабль в середине воида, художественное изображение, научная фантастика
космический корабль в середине воида, художественное изображение, научная фантастика
космический корабль в середине воида, художественное изображение, научная фантастика
космический корабль в середине воида, художественное изображение, научная фантастика

11. Воиды и загадка тёмной энергии

Одна из главных тайн современной космологии — тёмная энергия , которая заставляет Вселенную расширяться всё быстрее .

Воиды — идеальные лаборатории для изучения этого эффекта

  • Их деформация со временем может рассказать, как ускоряется расширение
  • Воиды растягиваются , а скопления галактик — сжимаются под действием гравитации

Это как пузыри в пене:
Большие пузыри растут, маленькие исчезают,
А Вселенная — сама эта пена


Научный интерес:

  • Ученые моделируют поведение воидов, чтобы проверить стандартную модель космологии
  • Если воиды ведут себя иначе, чем предсказывают законы , значит — что-то не так с физикой

воиды и расширение Вселенной, диаграмма, научный стиль
воиды и расширение Вселенной, диаграмма, научный стиль
воиды и расширение Вселенной, диаграмма, научный стиль
воиды и расширение Вселенной, диаграмма, научный стиль
воиды и расширение Вселенной, диаграмма, научный стиль
воиды и расширение Вселенной, диаграмма, научный стиль

12. Воиды и мультивселенная: правда или вымысел?

Один из самых жирных вопросов:

Может ли воид быть следом другой вселенной?

Гипотеза:

  • Воид Эридана слишком велик для обычной космологии
  • Он совпадает с аномалией в реликтовом излучении
  • Некоторые учёные считают, что это может быть следом пузырьковой вселенной , то есть доказательством мультивселенной

Это пока спекуляция , но очень вкусная


13. Как мы их находим?

Через трёхмерные карты галактик .

Методы:

  • Слоановский цифровой обзор неба (SDSS)

    Позволяет строить карты галактик в трёх измерениях

  • Радиотелескопы и спектроскопия

    Измеряют красное смещение галактик

  • Моделирование на суперкомпьютерах

    Чтобы понять, как должны выглядеть воиды в разных моделях

То есть, мы не просто смотрим в телескоп
Мы смотрим сквозь время и пространство , чтобы увидеть, как устроена Вселенная


Интересный факт:

  • Чтобы найти воид, нужно измерить положение тысяч галактик
  • И создать 3D-карту с точностью в десятки тысяч световых лет

трехмерная карта галактик и воидов, инфографика, научный стиль
трехмерная карта галактик и воидов, инфографика, научный стиль
трехмерная карта галактик и воидов, инфографика, научный стиль
трехмерная карта галактик и воидов, инфографика, научный стиль

14. Что внутри воида?

Почти ничего.
Но не совсем.

Что там можно найти:

  • Одиночные галактики — очень редкие
  • Межгалактический газ — в виде слабых остаточных потоков
  • Тёмная материя — хотя и в меньших количествах
  • Слабые остатки первичного водорода
  • Реликтовые нейтрино — если такие можно зарегистрировать

То есть: это не абсолютная пустота
Это экстремально пустое пространство


внутри воида, что находится в космическом вакууме, научное представление
внутри воида, что находится в космическом вакууме, научное представление
внутри воида, что находится в космическом вакууме, научное представление
внутри воида, что находится в космическом вакууме, научное представление
внутри воида, что находится в космическом вакууме, научное представление
внутри воида, что находится в космическом вакууме, научное представление

15. Воиды и антропный принцип

Если бы наша галактика находилась в самом центре воида , мы бы не знали о других галактиках.

  • Небо казалось бы совершенно пустым
  • Астрономия развивалась бы иначе
  • Мы могли бы думать, что вокруг нас — вся Вселенная

То есть, мы можем наблюдать много галактик , потому что живём в плотном узле космической паутины И наше место во Вселенной — не случайно


воиды и антропный принцип, художественное представление
воиды и антропный принцип, художественное представление

16. Как воиды влияют на гравитацию?

Хотя воиды и пустые, они влияют на окружающие галактики .

Механизмы воздействия:

  • Локальная деформация пространства-времени
  • Искажение света (гравитационное линзирование)
  • Притяжение материи к краям воида
  • Ускорение расширения внутри

То есть: воиды — не просто пустота
Они давят на соседей , как пузырь воздуха в воде


Научный интерес:

  • Исследования показывают, что внутри воидов расширение Вселенной происходит быстрее
  • Это может быть связано с тёмной энергией
  • Или с модификацией гравитации на больших масштабах

воиды и гравитационное линзирование, художественное представление
Chandra observations reveal evidence of high-speed winds blowing gas away from the supermassive black hole that powers this quasar. As gas swirls in a disk toward the black hole, it is heated to millions of degrees Celsius and produces intense X-radiation. The pressure of the X-rays pushes matter away from the inner part of the disk in much the same way as pressure from a garden hose pushes dirt off a driveway. The double image of APM 08279 is caused by the bending of its light by an intervening galaxy, an effect called gravitational lensing. This effect also magnifies the quasar’s light by 100 fold, allowing for a detailed study of its properties even though it is 12 billion light years from Earth.
воиды и гравитационное линзирование, художественное представление
воиды и гравитационное линзирование, художественное представление

17. Воиды и будущее Вселенной

Сейчас Вселенная расширяется.
Через миллиарды лет:

  • Структура станет ещё более выраженной
  • Воиды — ещё больше
  • Скопления галактик — ещё плотнее
  • Между ними будет ещё больше пустоты

То есть, Вселенная становится всё более пористой , как стареющий сыр


График: как растут воиды


будущее Вселенной: воиды и скопления галактик, схема
будущее Вселенной: воиды и скопления галактик, схема
будущее Вселенной: воиды и скопления галактик, схема
будущее Вселенной: воиды и скопления галактик, схема
будущее Вселенной: воиды и скопления галактик, схема
будущее Вселенной: воиды и скопления галактик, схема

18. Воиды и поиск внеземной жизни

Если где-то и могут быть особенные условия для жизни , то в воидах — вряд ли.

  • Нет плотных звёздных систем
  • Нет частых взаимодействий галактик
  • Нет активного звездообразования

То есть, шанс встретить цивилизацию в воиде минимален


Однако:

  • Если цивилизация всё же там возникла, она была бы изолирована
  • Она бы не имела возможности увидеть другие звёзды
  • И, возможно, её развитие прошло бы совсем иначе , чем наше

жизнь в воиде, художественное изображение, научная фантастика
жизнь в воиде, художественное изображение, научная фантастика
жизнь в воиде, художественное изображение, научная фантастика
жизнь в воиде, художественное изображение, научная фантастика

19. Современные исследования: что мы узнаем сейчас?

SDSS (Sloan Digital Sky Survey)

  • Построил самые детализированные 3D-карты галактик
  • Позволил выявить более 1000 воидов

Planck и WMAP

  • Обнаружили аномалии в реликтовом излучении
  • Воид Эридана — один из таких

Euclid и Nancy Grace Roman Telescope (в будущем)

  • Будут изучать воиды и их роль в расширении Вселенной
  • Помогут понять, что вызывает ускорение расширения
  • И почему некоторые воиды слишком велики для стандартной модели

космический телескоп Euclid и воиды, научное изображение
космический телескоп Euclid и воиды, научное изображение
космический телескоп Euclid и воиды, научное изображение
космический телескоп Euclid и воиды, научное изображение
космический телескоп Euclid и воиды, научное изображение
космический телескоп Euclid и воиды, научное изображение

20. Зачем мы их изучаем?

Потому что:

  • Они помогают понять, как работает гравитация на больших масштабах
  • Они позволяют тестировать теорию тёмной энергии
  • Они рассказывают нам, как Вселенная эволюционировала после Большого взрыва
  • И, возможно, они — ключ к пониманию мультивселенной

Воиды — это не пустота.
Это зеркало космического устройства , которое мы ещё не полностью понимаем


21. Хотите продолжения?

Могу подготовить:

  • График: рост воидов во времени
  • Список всех известных воидов с размерами
  • Таблицу: воиды vs скопления галактик
  • Сценарий видео с голосом и визуализацией
  • Или даже подборку книг и статей по теме

 

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Прокрутить вверх