Wielki Mur (Wielka Ściana): czym jest największa superstruktura galaktyk?
Wielki Mur — największa superstruktura galaktyk: odkrycie, rozmiary, tajemnice i rola ciemnej materii. Poznaj Wielką Ścianę Wszechświata.
Wielki Mur jest jedną z największych znanych super-struktur we Wszechświecie.
Jest to ogromna grupa galaktyk oddalona od nas o około 200 milionów lat świetlnych. Wielka Ściana jest jak długie, cienkie włókno liniowe: ma ponad 500 milionów lat świetlnych długości, 300 milionów lat świetlnych szerokości, ale tylko 15 milionów lat świetlnych grubości. Został odkryty w 1989 roku na podstawie danych z badań przesunięć ku czerwieni.
Nie wiemy, jak daleko dalej sięga ściana. Nasz widok jest blokowany przez płaszczyznę galaktyczną Drogi Mlecznej. Gaz i pył z Drogi Mlecznej (znany jako Strefa Unikania) przesłaniają astronomom widok. Uniemożliwia to stwierdzenie, czy ściana kończy się, czy też ciągnie dalej.
W standardowym modelu ewolucji Wszechświata, takie struktury jak Wielki Mur tworzą się wzdłuż i podążają za podobnymi do sieci strukturami ciemnej materii. Uważa się, że ta ciemna materia dyktuje strukturę Wszechświata w największych skalach. Ciemna materia grawitacyjnie przyciąga materię barionową i to właśnie tę "normalną" materię astronomowie widzą tworzącą długie, cienkie ściany gromad supergalaktycznych.
Odkrycie i metoda mapowania
Wielki Mur (często nazywany też Wielką Ścianą CfA) został wykryty dzięki analizie trójwymiarowego rozkładu galaktyk — tzn. nie tylko ich położenia na niebie, ale i odległości wyznaczanych za pomocą przesunięć ku czerwieni (Hubble'a prawo pozwala zamienić przesunięcie ku czerwieni na przybliżoną odległość). Dzięki takim przeglądom nieba astronomowie zbudowali mapy, które ujawniły charakterystyczne włókniste i ścienne układy, tworzące tzw. kosmiczną sieć.
Budowa i charakterystyka
Wielki Mur nie jest jednorodną, zwartą "ścianą" materialną, lecz zbiorem gromad galaktyk, grup i długich filamentów połączonych w strukturę o małej grubości w porównaniu z długością. Pomiędzy takimi ścianami występują rozległe puste przestrzenie — voidy. Podane rozmiary (ponad 500 mln lat świetlnych długości, 300 mln lat świetlnych szerokości, ~15 mln lat świetlnych grubości) odpowiadają w przybliżeniu 150 Mpc × 90 Mpc × 5 Mpc, co pokazuje ogrom tej struktury.
Znaczenie dla kosmologii
Wielki Mur jest ważnym dowodem na istnienie kosmicznej sieci: galaktyki gromadzą się wzdłuż filamentów ciemnej materii. Pojawienie się takich struktur tłumaczy się rosnącymi zawirowaniami gęstości w materii pierwotnej pod wpływem grawitacji w trakcie ewolucji Wszechświata. Istnieją dyskusje, czy wyjątkowo duże struktury (np. później odkryta Sloan Great Wall czy potencjalnie większe układy jak tzw. Hercules–Corona Borealis Great Wall) naruszają zasadę kosmologiczną o jednorodności i izotropii na bardzo dużych skalach — obecne obserwacje oraz analizy statystyczne zwykle mieszczą je w oczekiwaniach modelu ΛCDM, choć badania trwają.
Ograniczenia obserwacyjne i perspektywy
Jak wspomniano, nasz widok jest częściowo zasłonięty przez Strefę Unikania, co ogranicza pełne zmapowanie struktury. Przeglądy w innych zakresach fal (np. podczerwień czy fale radiowe) oraz dalsze, głębsze pomiary przesunięć ku czerwieni pozwalają stopniowo wypełniać luki i lepiej określać granice i zasięg takich superstruktur. Z czasem coraz dokładniejsze katalogi galaktyk dadzą pełniejszy obraz kosmicznej sieci i miejsca Wielkiego Muru w strukturze Wszechświata.
Podsumowanie
Wielki Mur to monumentalna, włóknista struktura skupiająca setki i tysiące galaktyk. Jest ilustracją procesu formowania się struktur wielkoskalowych pod wpływem grawitacji i roli ciemnej materii jako rusztowania, po którym podąża materia barionowa i to, którą obserwujemy. Mimo że nie znamy jej pełnych granic (częściowo przez Strefę Unikania), to odkrycie z 1989 roku pozostaje kamieniem milowym w naszej wiedzy o kosmicznej sieci.
Wielka Ściana obejmuje supergromady Coma i Herkules.
Pytania i odpowiedzi
P: Co to jest Wielki Mur?
O: Wielki Mur jest jedną z największych znanych superstruktur we Wszechświecie, który jest ogromną grupą galaktyk oddalonych o około 200 milionów lat świetlnych.
P: Jak długi jest Wielki Mur?
O: Wielki Mur ma długość ponad 500 milionów lat świetlnych.
P: Jak szeroki jest Wielki Mur?
O: Wielki Mur ma szerokość 300 milionów lat świetlnych.
P: Jak gruby jest Wielki Mur?
O: Wielki Mur ma grubość tylko 15 milionów lat świetlnych.
P: Jak odkryto Wielki Mur?
O: Wielki Mur został odkryty w 1989 roku na podstawie danych z badań przesunięć ku czerwieni.
P: Dlaczego nie można stwierdzić, czy mur się kończy, czy ciągnie się dalej?
O: Nasz widok na koniec Wielkiego Muru jest zablokowany przez płaszczyznę galaktyczną Drogi Mlecznej, która zasłania widok astronomom. Ten obszar jest znany jako Strefa Unikania.
P: Jaki jest standardowy model ewolucji wszechświata?
O: W standardowym modelu ewolucji wszechświata, struktury takie jak Wielki Mur tworzą się wzdłuż i zgodnie z podobnymi do pajęczyny strunami ciemnej materii, która dyktuje strukturę wszechświata w największej skali. Ciemna materia przyciąga grawitacyjnie materię barionową i to właśnie tę "normalną" materię astronomowie widzą jako tworzącą długie, cienkie ściany gromad supergalaktycznych.
Przeszukaj encyklopedię