Жизнь и Смерть Вселенной. Главы V и VI

Жизнь и Смерть Вселенной. Главы V и VI


Глава 5

Итак, после Примордиальной Эры Вселенной, которая длилась около 379 тысяч лет, и в которой Вселенная претерпела много своих самых удивительных преобразованний даже в глазах самих учёных, мы находимся в самом начале самой-самой, самой любимой всеми живыми существами эры, второй эры Вселенной, Эры Образования Звёзд! Эры, которая полна света и образовавшихся звёзд и планет, и является самым настоящим праздником для таких существ как мы! Я бы назвал эту эру Живым Временем Вселенной, где бесконечное колличество живых комочков немыслимых форм, носятся по Вселенной и радуются жизни. К величайшему сожалению, время нам на этот праздник отведено очень мало по-астрономическим меркам, на-всё про-всё нам отведено 1 квадриллион лет, а это мгновение для чудовища по имени Время. Праздник света закончится, наступит темнота, когда галактик больше не существует, звёзды повылетали со своих орбит или съедены чёрными дырами и света во Вселенной больше не будет, всё живое прекратит своё существование, начнётся следущая эра Вселенной, Эра Дегенерации, в которой могут выжить только боги. Но начнём по-порядку.

Как ни странно это звучит, но Эра Образования Звёзд началась с периода называемым Тёмными Временами, который продолжался до 150 миллионов лет после Большого Взрыва. Но именно в этот период начали образовываться первые звёзды и первые галактики. Буквально на днях, 4 марта, НАСА анонсировала, что найдена ещё более раняя галактика, названная GN-Z11. Она видна такой, какой она была 13,4 миллиарда лет назад в прошлом, всего в 400 миллионов лет после Большого взрыва. В настоящее время это является рекордом. Поэтому этот период Эры Образования Звёзд трудно назвать Тёмными Временами, если ранняя Вселенная того периода уже имела галактики, не то что звёзды.

800px-%d1%80%d0%b0%d1%81%d1%88%d0%b8%d1%80%d0%b5%d0%bd%d0%b8%d0%b5-%d0%b2%d1%81%d0%b5%d0%bb%d0%b5%d0%bd%d0%bd%d0%be%d0%b9

Хочу отметить одну идею, сторонником которой я не совсем являюсь по причине слишком раннего указанного срока, так как эта идея радикально изменяет лицо современной Вселенной и наполняет её до краёв всевозможными формaми жизни, это идея о Абиогенезисе, или Habitable Еpoch of the Universe (англ.) высказанная американским астрофизиком Абрахамом Лоебом. Гипотеза заключается в том, что возникновение жизни во Вселенной стало возможным уже с 10-ти, или по другим оценкам с 17-ти миллионов лет после Большого Взрыва. Идея заключается в том, что в это время во Вселенной уже было достаточно базового неорганического материала для создания простейших органических форм жизни, которые таким образом распространились во всей Вселенной по-принципу теории панспермии. Идея замечательная, объясняющая многое в случае принятия, но у меня возникают сомнения и вопросы по этому поводу, такие как, температура и уровень радиации Вселенной на тот момент должны были оставаться на впечатляющем уровне для жизни способной выжить в таких условиях, тем более что возможность и скорость распространения очень сложно представить без доказанных механизмов.

Итак, после Тёмных времён мы находимся на пороге второй эпохи Эры Образования Звёзд, Эпохи Реионизации, когда первые звезды и квазары формируются из-за гравитационного коллапса и интенсивное излучение, которое они излучают, ионизирует окружающюю Вселенную. С этого момента, бОльшая часть Вселенной состоит из плазмы. Но продолжение об этом будет в следущей части.

Глава 6

В космологии Большого Взрыва, процесс Реионизации материи, который последовал сразу после периода «темных веков», является вторым из двух основных фазовых состояний газа во Вселенной. Поскольку большинство барионного вещества во Вселенной находится в виде водорода, поэтому реионизацию обычно относят к ионизации газообразного водорода. Первичный, примордиальный гелий во Вселенной испытывал те же фазовые изменения, но в разных точках истории Вселенной, и обычно упоминается как реионизация гелия. Во второй фазе начали происходить изменения при последущей конденсации Вселенной, возникло множество достаточно энергичных объектов, таких как квазары. Когда эти объекты излучаемой энергии сформировались, Вселенная вернулась из нейтрального положения, чтобы еще раз стать ионизированной плазмой. Это произошло между 150 миллионами и одним миллиардом лет после Большого Взрыва и названо Эпохой Реионизации.

Одним из способов изучения реионизации, является использование спектров далёких квазаров. Квазары, класс активных галактических ядер, считаются очень эффективными в преобразовании массы в энергию и излучают большое количество света выше порога ионизации водорода. Неизвестно, однако, сколько квазаров существовало до реионизации. На данный момент мы обнаружили только самые яркие из квазаров, присутствующих во время реионизации, что означает, что нет прямой информации о тусклых квазарах, которые существовали. Тем не менее, глядя на более легко-наблюдаемые квазары в ближайшей Вселенной, и предполагая, что степень свечения (количество квазаров в зависимости от яркости) во время реионизации будет примерно такой же, как сегодня, можно сделать выводы о колличестве квазаров в более ранние времена. Квазары имеют относительно однородные спектральные особенности, независимо от их положения в небе или расстояния от Земли. Однако расстояния между квазарами и телескопами которые их обнаруживают, очень большие, что означает, что расширение Вселенной заставляет свет пройти заметное красное смещение. Красное смещение конкретного квазара даёт информацию о временной шкале периода реионизации. Так как красное смещение соответствует времени, при котором этот объект излучал свет, можно определить, когда реионизация закончилась.

Квазар ULAS J1120+0641 в глазах художника. Это наиболее дальний от Земли и самый яркий квазар среди всех обнаруженных.

Квазар ULAS J1120+0641 в глазах художника. Это наиболее дальний от Земли и самый яркий квазар среди всех обнаруженных.

Однако, есть мнение, что ещё более древние звёзды существовали до образования квазаров. В связи с этим, хочется упомянуть систему классификации звёзд известной под названием Звёздное население, или Stellar population в английской терминологии. Звёздные населения, это типы звёздного состава галактик, которые различаются по химическому составу, пространственному распределению, положению на диаграмме Герцшпрунга-Рассела, собственным скоростям и другими критериями. Классификация по двум населениям, носящими названия Населения I и Населения II, была предложена Бааде (немецкий астроном и астрофизик) в 1944 году и дополнена ещё одной группой в конце 1970-х.

Население I характеризуется заметным содержанием в спектре элементов тяжелее гелия (астрономы называют их «металлами»). Тяжёлые элементы образовались в более ранних звёздах и распространились при взрывах сверхновых. Солнце, как и большинство звёзд галактического диска, является типичным представителем Населения I.

В звёздах населения II содержание тяжёлых элементов на несколько порядков ниже. Это старые звёзды, сформировавшиеся вскоре после Большого взрыва, старше 10 млрд лет. В спиральных галактиках население II составляют шаровые скопления в галактическом гало.

Так вот мы и подошли к моменту который нам интересен; в Эпоху Реионизации имело место гипотетическое Население III, которое должно было быть самим первым поколением звёзд после Большого взрыва. Предполагается, что это очень тяжёлые звёзды с малым временем жизни, не дожившие до наших дней. Большая масса объясняется отсутствием углерода, необходимого для каталитического цикла горения водорода, в таких звёздах мог происходить только протон-протонный термоядерный цикл, требующий больших температур. Такие звёзды упоминаются в космологии, но никогда не были замечены. Косвенные доказательства их существования было найдено в гравитационно-линзируемой галактике в очень отдаленной части Вселенной. Они также предположительно являются компонентами слабых «голубых галактик». В существовании таких звёзд, предполагается учитывать тот факт, что тяжелые элементы, которые не могли быть созданы в результате Большого Взрыва, наблюдаются в спектрах излучения квазаров.

Итак, после Эпохи Реионизации, после своего первого миллиарда лет, Вселенная вошла в очень долгую эпоху, Эпоху Звёздного и Планетарного Образования, в которой мы с вами сейчас находимся.

Следующая глава: Жизнь и Смерть Вселенной. Главы VII и VIII

Предыдущая глава: Жизнь и Смерть Вселенной. Главы III и IV

Первая глава

Публикуется с разрешения автора текста — Валентина Гаденова (Valentin Gadenoff).

Рекомендуем подписаться на Facebook страницу автора!