Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Kochany Synku, oto prawie cała ;–) historia odkrywania wielkoskalowej struktury Wszechświata:

(ostatnia modyfikacja: 16.11.2015)
01/1938, Fritz Zwicky napisał: "... Practically all nebulae are bunched in more or less regular clusters and clouds of nebulae if the general physical conditions in the universe are of a stationary character.". "... We ... arrive at the following estimates for an average cluster cell: Volume of cluster cell = 440 cubic megaparsecs [16 000 sześciennych milionów lat świetlnych]. Diametr of cluster cell = 7.5 megaparsecs [25 milionów lat świetlnych]." Oznacza to, że istnieją pochodzące z obserwacji, przesłanki do stwierdzenia, że galaktyki nie są rozłożone w przestrzeni Wszechświata przypadkowo ale skupiają się w struktury wyższego rzędu: gromady galaktyk.
05/1958, George Odgen Abell napisał: "... there is a highly significant non-random surface distribution of clusters, both when clusters at all distances and when clusters at various distances are considered. An analysis of the distribution [clusters of galaxies] yields evidence that suggests the existence of second-order clusters, that is, clusters of clusters of galaxies.". Oznacza to, że istnieją pochodzące z obserwacji, przesłanki do stwierdzenia, że gromady galaktyk nie są rozłożone w przestrzeni Wszechświata przypadkowo ale skupiają się w struktury wyższego, drugiego, rzędu: supergromady galaktyk.
03/1970, Yakow Borisovich Zeldovich zaproponował teorię, według której wielkoskalowe struktury we Wszechświecie (galaktyki, gromady galaktyk i supergromady galaktyk) powstawały według scenariusza bottom-up, to znaczy od kondensacji najmniejszych, czyli galaktyk, do stopniowego narastania struktur wyższego rzędu czyli gromad galaktyk a później supergromad galaktyk.
09/1971, Guido Cincarini i Herbert J. Rood opublikowali wyniki badań gromady galaktyk w Perseuszu wskazujące na istnienie włóknistej struktury skupiającej galaktyki.
02/1972, 08/1972, Guido Cincarini i Herbert J. Rood opublikowali wyniki badań prędkości radialnych galaktyk w gromadach Perseusza (Perseus), Raka (Cancer), Warkocza Bereniki (Coma), A2197/9 i NGC4272 wskazujące na fakt, że w rozkładzie prędkości radialnych obserwuje się zakresy, w których brak jest galaktyk mających takie prędkości. Wskazuje to na obserwowane wzdłuż linii widzenia (jeden wymiar, 1D) nieciągłości w przestrzennym rozkładzie galaktyk w badanych obszarach. Widoczne są maksima prędkości radialnych dla wartości v0 = 1000, 4000 i 7500 km/s (oznacza to większą gęstość galaktyk w tych obszarach). Dla prędkości radialnych v0 = 3000 i 5500 km/s obserwuje się brak galaktyk o prędkościach leżących w tych zakresach. Sporządzony przez nich jednowymiarowy rysunek jest chyba pierwszym w historii jednowymiarowym wykresem pokazującym rozkład prędkości radialnych w wybranym kierunku.
04/1973, William G. Tifft i Stephen A. Gregory opublikowali wyniki badań kinematyki galaktyk należących do gromady w Warkoczu Bereniki (Coma).
10/1973William G. TifftC. P. Jewsbury i T. A. Sargent przedstawili wyniki badań prędkości radialnych galaktyk leżących w centralnej części gromady w Warkoczu Bereniki (Coma).
03/1975, Guido ChincariniDonald Martins przedstawili wyniki badań prędkości radialnych galaktyk należących do grupy galaktyk Sekstetu Seyferta (Seyfert Sextet).
05/1975William G. TifftMassimo Tarenghi przedstawili wyniki badań kinematyki galaktyk należących do gromady A1367.
07/1975William G. Tifft, Karen A. Hilsman i L.C. Corrado opublikowali wyniki badań prędkości radialnych galaktyk należących do grupy galaktyk NGC 507.
07/1975, William G. Tifft i Massimo Tarenghi przedstawili wyniki badań prędkości radialnych radiogalaktyk należących do gromady Warkocza Bereniki (Coma).
05/1976, William G. Tifft i Stephen A. Gregory opublikowali wyniki badań prędkości radialnych galaktyk należących do gromady Warkocza Bereniki (Coma). Po raz pierwszy w historii uzyskano, przedstawiony w postaci wykresu stożkowego, dwuwymiarowy rozkład przestrzenny galaktyk leżących w wybranym wycinku nieba. Po raz pierwszy w historii uwidoczniono w dwóch wymiarach (2D, układ współrzędnych deklinacja-prędkość radialna) włókniste struktury formowane przez skupiające się galaktyki.
05/1976, Guido Chincarini i Herbert J. Rood opublikowali wyniki badań prędkości radialnych galaktyk z gromady Warkocza Bereniki (Coma). Na płaskim wykresie (układ współrzędnych: rektascencja-deklinacja) przedstawiają położenia galaktyk w rzucie na sferę niebieską oznaczając dla nich różne prędkości radialne. Nie wykreślili wykresu stożkowego (2D) i dlatego nie widać struktur tworzonych przez grupujące się galaktyki.
08/1976, Guido Chincarini i Herbert J. Rood opublikowali wyniki badań prędkości radialnych galaktyk z gromady Pegaza (Pegasus). Na jednowymiarowym wykresie (wzdłuż promienia widzenia) przedstawiają rozkład prędkości radialnych. Na wykresie widać obszary o zwiększonej liczbie galaktyk (np. v0 = 4000 km/s, 8888 km/s, 12800 km/s) oraz obszary, w których galaktyk nie zaobserwowano (np. v0 = 6000 km/s, 7500 km/s, 11000 km/s).
11/1977, William G. Tifft i Massimo Tarenghi opublikowali wyniki badań radiogalaktyk należących do gromady w Warkoczu Bereniki (Coma). Wyniki wskazują, że średnia prędkość radialna galaktyk równa jest v0 = 7538 km/s.
04/1978, Marc Davis, Margaret Geller i John Huchra na podstawie dostępnych danych o rozkładzie przestrzennym i kinematyce zgrupowań galaktyk oszacowali średnią lokalną gęstość Wszechświata.
06/1978, Stephen A. Gregory i Laird A. Thompson opublikowali wyniki badań, których celem było zweryfikowanie hipotezy G. O. Abella. Wyniki przedstawili w graficznej postaci jednowymiarowego wykresu pokazującego rozkład prędkości radialnej wzdłuż linii obserwacji oraz w postaci dwuwymiarowego wykresu, w układzie współrzędnych rektascencja-prędkość radialna/odległość. Wykazali, że w przestrzeni obserwuje się obszary o średnicy ~20 megaparseków (65 mln lat świetlnych), które nie zawierają prawie żadnych galaktyk. Nazwali je pustkami (ang. voids). Granicami tych pustek są włókniste struktury zawierające galaktyki.
11/1978, Mikhel Joeveer, Jaan Einasto i Erik Tago opublikowali wyniki badań, których celem było zweryfikowanie hipotezy Y. B. Zeldovicha. Na dwuwymiarowych rysunkach a, b, c i d, w układzie współrzędnych rektascencja-prędkość radialna, pokazali rozkład przestrzenny galaktyk i skupisk galaktyk. Wykazali, że w przestrzeni obserwuje się obszary o średnicy ~20 megaparseków (65 mln lat świetlnych), które nie zawierają prawie żadnych galaktyk. Nazwali je dużymi dziurami (ang. big holes).
12/1979, Massimo Tarenghi, William G. Tifft, Guido Chincarini, Herbert J. Rood i Laird A. Thompson opublikowali wyniki badań prędkości radialnych galaktyk w gwiazdozbiorze Herkulesa (Hercules). Przedstawiają wyniki w postaci jednowymiarowego wykresu rozkładu prędkości radialnych (układ współrzędnych: prędkość radialna-liczba galaktyk), płaskiego pola przesunięcia ku czerwieni (układ współrzędnych: rektascencja-deklinacja) oraz dwuwymiarowego wykresu stożkowego (układ współrzędnych: deklinacja - prędkość). Widoczna jest duża struktura w zakresie prędkości od v0 = 8500 km/s do v0 = 14000 km/s oraz mniejsza w zakresie od v0 = 4000 km/s do v0 = 5000 km/s. W zakresach prędkości do v0 = 4000 km/s oraz od v0 = 5000 km/s do v0 = 8500 km/s nie obserwuje się prawie żadnych galaktyk.
02/1980, Massimo Tarenghi, Guido Chincarini, Herbert J. Rood i Laird A. Thompson opublikowali dyskusję wyników badań prędkości radialnych galaktyk w gwiazdozbiorze Herkulesa. Potwierdzają obserwacje zagęszczeń galaktyk oraz obszarów pustki.
01/1981, Stephen A. Gregory, Laird A. Thompson i William G. Tifft opublikowali wyniki badań supergromady w Perseuszu (Perseus). Wyniki przedstawiają w postaci: (1) trzech, względem prędkości radialnych, rzutów położeń galaktyk na sferę niebieską w układzie rektascencja - deklinacja (2 ≤ v0 ≤ 1100, 1500 ≤ v0 ≤ 3000, 3700 ≤ v0 ≤ 8200 km/s), (2) wykresu stożkowego w układzie deklinacja - prędkość radialna, (3) liniowego rozkładu prędkości radialnych w układzie prędkość radialna - liczba galaktyk. Wyraźnie dostrzegalna jest struktura w zakresie 4200 ≤ v0 ≤ 7000 km/s.
10/1981, Guido Chincarini, Laird A. Thompson i Herbert J. Rood opublikowali wyniki badań rozkładu galaktyk w gwiazdozbiorze Herkulesa (Hercules). Przedstawili wykres stożkowy rozkładu galaktyk w układzie deklinacja - prędkość radialna pokazujący włóknistą strukturę łączącą grupy galaktyk w zakresie 9000 km/s  ≤ v0  ≤ 12000 km/s.
09/1981, Robert P. Kirshner, Augustus Oemler Jr., Paul L. Schechter i Stephen A. Shectman opublikowali wyniki badań prędkości radialnych galaktyk w gwiazdozbiorze Wolarza (Boötes). Przedstawione w postaci jednowymiarowego rozkładu prędkości radialnych w układzie prędkość radialna - liczba galaktyk wyniki wskazują na istnienie obszaru pustki w zakresie 12 000 ≤ v0 ≤ 18 000 km/s.
02/1982, Marc Davis, John Huchra, David W. Latham i John Tonry opublikowali wyniki badań prędkości radialnych ok. 2400 galaktyk na obu półkulach: północnej i południowej. Pokazali wiele diagramów stożkowych, a, b, c, d, e, f, g, wskazujących na istnienie pienistej struktury tworzonej przez włókna, skupiające galaktyki, rozłożone na zewnątrz obszarów, w których galaktyk praktycznie się nie obserwuje.
03/1986, Valerie de Lapparent, Margaret J. Geller i John P. Huchra opublikowali wyniki badań prędkości radialnych 1100 galaktyk. Przedstawili dwuwymiarowy rzut pokazujący położenia galaktyk na sferze niebieskiej w układzie rektascencja-deklinacja, jednowymiarowy wykres prędkości radialnych w układzie prędkość radialna-liczba galaktyk oraz dwuwymiarowy wykres stożkowy prędkości radialnych w układzie deklinacja-prędkość radialna. Po raz pierwszy w historii widoczne są wyraźnie elementy wielkoskalowych struktur Wszechświata: włókna, pustki i ściany galaktyk. Bardzo wyraźnie widoczna jest podobna do piany struktura wielkoskalowego rozkładu galaktyk we Wszechświecie. Po raz pierwszy nadano indywidualne nazwy elementom wielkoskalowej struktury: Palec Boga i Wielka Ściana.
04/1993, Gary Wegner, Martha P. Haynes i Riccardo Giovanelli opublikowali wyniki badań supergromady w gwiazdozbiorach Perseusza i Ryb (Pisces-Perseus Supercluster). Dostrzeżone włókno galaktyk rozciągające się w obu gwiazdozbiorach jest jedną z największych obserwowanych struktur we Wszechświecie. Supergromada w Perseuszu-Rybach jest najlepiej widoczną supergromadą na niebie. Jest to długa i gęsta ściana galaktyk ciągnąca się na długości prawie 300 milionów lat świetlnych. Na jej końcu znajduje się gromada w Perseuszu (Abell 426), która jest jedną z najbardziej masywnych gromad galaktyk w odległości 500 milionów lat świetlnych.

Teraz już wiemy, że w wielkiej skali setek milionów lat świetlnych Wszechświat ma wyraźną teksturę. Bąble kosmicznej pustki przenikają jak dziury w gąbce struktury galaktyk. Gromady i supergromady galaktyk rozciągające się w przestrzeni w obszarach o średnicy milionów oraz setek milionów lat świetlnych stanowią największe odrębne obiekty istniejące we Wszechświecie.

1) Galaktyki (ang. galaxies) to duże układy związanych grawitacyjnie gwiazd i materii międzygwiazdowej, składające się z jednej lub więcej populacji galaktycznych.
2) Gromady galaktyk (ang. clusters of galaxies) to duże skupiska związanych grawitacyjnie galaktyk, zawierające zazwyczaj około 30 galaktyk oraz mające średnicę do 5 megaparseków. Składają się z widocznych galaktyk, gorącego ośrodka wewnątrz gromady i prawdopodobnie niewidocznej ciemnej materii.
3) Grupy galaktyk (ang. groups of galaxies) to małe układy związanych grawitacyjnie galaktyk, zawierających zazwyczaj mniej niż 30 galaktyk i mających średnice od 1 do 2 megaparseków.
4) Megaparsek (ang. megaparsec, Mpc) to jednostka odległości we Wszechświecie, równa milionowi parseków lub 3,26 milionów lat świetlnych. Na przykład, (1) Wielka Mgławica w Andromedzie (M31) jest oddalona od Drogi Mlecznej o ok. 2,1 miliona lat świetlnych czyli ok. 0,6 megaparseka (0,6 Mpc); (2) dysk Drogi Mlecznej ma średnicę ok. 100 000 lat świetlnych czyli ok. 0,03 megaparseka (0,03 Mpc).
5) Nowy Katalog Ogólny (New General Catalogue, NGC) to katalog astronomiczny przygotowany przez duńskiego astronoma Johna Dreyera, który opublikował go w roku 1888 (w latach 1895 i 1908 dopisał dwa uzupełnienia do już istniejącego katalogu) próbując połączyć wiele istniejących wówczas katalogów. Obiekty z katalogu Dreyera oznaczane są skrótem NGC (np. NGC 4565 – galaktyka spiralna w gwiazdozbiorze Warkocz Bereniki), natomiast obiekty zawarte w dopełnieniach katalogu – skrótem IC (np. IC 4756 – rozproszona gromada otwarta w gwiazdozbiorze Wąż), dodając zawsze numer kolejny. https://pl.wikipedia.org/wiki/New_General_Catalogue
6) Populacje galaktyczne (ang. galactic populations) to populacje gwiazd lub gazu w zbliżonym wieku, składzie chemicznym (metaliczności), rozkładzie przestrzennym i właściwościach kinematycznych (rozkład prędkości gwiazd, szybkość rotacji wokół środka galaktyki). Główne populacje galaktyczne to jądro, dysk, młoda populacja, zgrubienie, halo gwiazdowe, ciemnie halo (lub korona).
7) Prędkość radialna (ang. radial velocity) to jedna ze składowych prędkości w układzie współrzędnych biegunowych. W praktyce jej wartość równa jest prędkości zmian mierzonej wielkości (np. prędkości) wzdłuż promienia wodzącego. W astronomii środek układu współrzędnych najdogodniej jest ulokować w miejscu, gdzie znajduje się obserwator. Wówczas prędkość radialna będzie składową prędkości ciała niebieskiego (np. galaktyki) mierzoną wzdłuż kierunku od obserwatora do źródła. Prędkość tę można wyznaczyć z obserwacji analizując widmo danego obiektu i szukając w nim systematycznych przesunięć linii widmowych spowodowanych efektem Dopplera. Prędkość ta, dodatnia w przypadku oddalania się źródła lub ujemna w przypadku jego zbliżania się do obserwatora, jest tym większa, im bardziej przesunięte są linie w kierunku odpowiednio fal dłuższych lub krótszych. W przypadku odległych (nie należących do Lokalnej Grupy Galaktyk, która zawiera kilkanaście galaktyk związanych grawitacyjnie, w tym także Drogę Mleczną) galaktyk prędkość radialna jest dodatnia co odpowiada przesunięciu linii widmowych w kierunku fal dłuższych (ang. redshift). W tekście powyżej prędkość radialna galaktyki oznaczona jest symbolem v0.
8) Pustki (ang. voids) to obszary pomiędzy galaktykami i układami (skupiskami) galaktyk, w których nie dostrzegamy widocznych obiektów.
9) Sekstet Seyferta to zwarta grupa galaktyk powiązanych ze sobą grawitacyjnie. Została odkryta w 1951 roku przez Carla Seyferta przy użyciu płyty fotograficznej wykonanej w Obserwatorium Barnarda przy Uniwersytecie Vanderbilt. W czasie opublikowania danych była to najbardziej zwarta grupa galaktyk. Sekstet Seyferta znajduje się w odległości 190 milionów lat świetlnych od Ziemi. Grupa ta zawiera cztery zniekształcone oddziaływaniami grawitacyjnymi galaktyki spiralne zajmujące obszar mniejszy niż Droga Mleczna oraz leżącą przypadkowo w tle, widzianą z góry galaktykę spiralną i zniekształconą chmurę gwiazd. Ostatecznie połączone ze sobą galaktyki utworzą jedną olbrzymią galaktykę eliptyczną. https://pl.wikipedia.org/wiki/Sekstet_Seyferta
10) Supergromady galaktyk (ang. superclusters of galaxies) to obszary zwiększonej gęstości w sieci kosmicznej, zawierające jedną lub więcej gromad galaktyk i składające się z galaktyk lub gromad galaktyk włókna z pustymi obszarami między nimi.
11) Wielkoskalowa struktura Wszechświata (ang. large scale structure of the Universe) to charakterystyka rozkładu wielkoskalowych struktur (galaktyk i układów galaktyk (grup, gromad i supergromad)) w przestrzeni. Galaktyki skupiają się we włóknach tworzących supergromady, przestrzeń pomiędzy włóknami prawie nie zawiera galaktyk (kosmiczne pustki).
12) Włókna (ang. filaments) to łańcuchy rozłożonych w przestrzeni galaktyk lub skupisk galaktyk (grup lub gromad).
13) Wszechświat (ang. Universe) to wszystko co fizycznie istnieje - wszystkie formy materii, energii, przestrzeni i czasu, rządzone prawami fizyki i stałymi fizycznymi.


© Zbigniew Sekulski