Ruang itu seperti spons; panjang, filamen bersinar dari ribuan dan jutaan galaksi bergantian dengan rongga - lubang hitam di mana terdapat gugus bintang jauh lebih sedikit daripada rata-rata. Benar, tidak ada yang diizinkan untuk melihat Semesta seperti ini: di mana pun pengamat berada, hamburan bintang dan galaksi akan tampak seperti permukaan bagian dalam bola, di tengahnya berdiri pengamat.
Para astronom di zaman kuno dan hingga awal abad ke-20 tampaknya memiliki langit yang datar: mereka tahu cara menentukan jarak hanya ke objek astronomi terdekat - Matahari, Bulan, planet-planet tata surya, dan satelit besarnya; segala sesuatu yang lain tidak dapat dicapai jauh - begitu jauh sehingga tidak ada gunanya membicarakan apa yang lebih dekat dan apa yang selanjutnya. Baru pada awal abad ke-20, ruang dalam mulai memperoleh volume: cara baru mengukur jarak ke bintang-bintang yang jauh muncul - dan kami mengetahui bahwa selain galaksi kita, terdapat juga gugus bintang yang tak terhitung jumlahnya. Dan pada akhir abad ini, umat manusia menemukan bahwa galaksi asalnya berputar-putar di salah satu celah di antara filamen "spons" bintang - di tempat yang sangat kosong bahkan menurut standar kosmik.
Dari bidang ke volume
Mata manusia dapat membedakan benda yang jauh dari yang dekat hanya jika benda tersebut tidak terlalu jauh dari pengamat. Sebatang pohon tumbuh di dekatnya dan gunung di cakrawala; seseorang yang berdiri di depan yang melihatnya - dan seratus orang darinya. Binokularitas memungkinkan kita untuk memahami apa yang jauh dan apa yang dekat (dengan satu mata ini juga dapat dilakukan, tetapi dengan akurasi yang lebih rendah) dan kemampuan otak untuk mengevaluasi paralaks - perubahan posisi nyata dari suatu objek relatif terhadap latar belakang yang jauh.
Saat kita melihat bintang-bintang, semua trik ini tidak berguna. Dengan teleskop yang kuat, Anda dapat memperkirakan jarak ke bintang-bintang yang paling dekat dengan Matahari menggunakan paralaks, tetapi di sinilah kemampuan kami berakhir. Pencapaian maksimum dengan metode ini dicapai pada tahun 2007 oleh teleskop satelit Hipparcos, yang mengukur jarak hingga satu juta bintang di sekitar Matahari. Tetapi jika paralaks adalah satu-satunya senjata Anda, maka apa pun yang melebihi beberapa ratus ribu parsec tetap menjadi poin di permukaan bagian dalam bola. Sebaliknya, itu tetap - sampai dua puluh abad terakhir.
Simulasi Milenium menghitung 10 miliar partikel dalam kubus dengan tepi sekitar 2 miliar tahun cahaya. Untuk peluncuran pertamanya pada tahun 2005, data awal dari misi WMAP, yang mempelajari radiasi relik Big Bang, digunakan. Setelah 2009, ketika Planck Space Observatory mengklarifikasi parameter CMB, simulasi berulang kali diulang, setiap kali dibutuhkan satu bulan untuk menjalankan superkomputer Max Planck Society. Simulasi menunjukkan pembentukan galaksi dan distribusinya - munculnya kelompok galaksi dan rongga di antara mereka.
Di manakah di ruang "spons" Bima Sakti?
Galaksi Bima Sakti terletak 700 ribu parsec dari galaksi besar terdekat - Andromeda - dan bersama-sama dengan galaksi Triangulum dan lima puluh galaksi satelit kerdil membentuk Grup Lokal Galaksi. Grup Lokal, bersama dengan selusin grup lainnya, adalah bagian dari Daun Lokal - filamen galaksi, bagian dari Superkluster Lokal Galaksi (superkluster), atau dikenal sebagai Superkluster Virgo; selain milik kita, ada sekitar seribu galaksi besar di dalamnya. Virgo, pada gilirannya, adalah bagian dari superkluster Laniakei, yang sudah berisi sekitar 100 ribu galaksi. Tetangga terdekat Laniakea adalah supercluster Hair of Veronica, supercluster Perseus-Pisces, supercluster Hercules, cluster Leo, dan lainnya. Bagian terdekat dari kekosongan kosmik dengan kita, Pintu Masuk Lokal, berada di sisi lain Bima Sakti, yang tidak menghadap Daun Lokal. Dari Matahari ke pusat Void Lokal, ukurannya sekitar 23 Mpc, dan diameternya sekitar 60 Mpc, atau 195 juta tahun cahaya. Dan ini adalah setetes air di lautan dibandingkan dengan Kekosongan Besar yang sebenarnya mungkin mengelilingi kita.
Pada 2013, sekelompok astronom sampai pada kesimpulan bahwa Bima Sakti, dan dengan itu galaksi terdekat - sebagian besar Laniakea - terletak di tengah-tengah kekosongan raksasa yang panjangnya sekitar 1,5 miliar tahun cahaya. Para ilmuwan telah membandingkan jumlah radiasi yang mencapai bumi dari galaksi terdekat dan dari penjuru alam semesta yang jauh. Gambar itu tampak seolah-olah umat manusia tinggal di pinggiran kota metropolis: cahaya di atas kota besar menerangi langit malam lebih dari cahaya jendela di rumah-rumah di dekatnya. Area raksasa dari kekosongan relatif disebut kekosongan KVS - setelah huruf (Latin) pertama dari nama penulis penelitian, Ryan Keenan, Amy Barger dan Lennox Cowie.
Void PIC masih menjadi bahan perdebatan di komunitas astronom. Keberadaannya akan menyelesaikan beberapa masalah mendasar. Ingatlah bahwa kekosongan bukanlah kehampaan, tetapi wilayah di mana kepadatan galaksi 15-50% lebih rendah dari rata-rata di Semesta. Jika kekosongan KBC benar-benar ada, maka kerapatan rendah ini akan menjelaskan perbedaan antara nilai konstanta Hubble (mencirikan laju perluasan Alam Semesta) yang diperoleh dengan bantuan Cepheid dan melalui radiasi latar gelombang mikro kosmik. Perbedaan ini adalah salah satu masalah tersulit dalam astrofisika modern, karena secara teori konstanta Hubble, seperti konstanta lainnya, tidak boleh berubah bergantung pada metode pengukurannya. Jika Bima Sakti berada dalam kekosongan raksasa, maka radiasi peninggalan dalam perjalanan ke Bumi bertemu materi yang jauh lebih sedikit daripada rata-rata di ruang angkasa; mengoreksi ini,Anda dapat merekonsiliasi data eksperimental dan secara akurat mengukur laju perluasan alam semesta.
Teori asal usul superkluster galaksi dan rongga
Segera setelah penemuan superkluster galaksi dan rongga, para ilmuwan bertanya-tanya tentang asalnya - dan sejak awal menjadi jelas bahwa seseorang tidak dapat hidup tanpa massa alam semesta yang tak terlihat. Struktur spons tidak bisa menjadi produk dari materi normal baryonic, yang terdiri dari benda-benda yang kita kenal dan diri kita sendiri; menurut semua kalkulasi, pergerakannya tidak dapat mengarah pada struktur makro yang diamati hari ini selama waktu yang telah berlalu sejak Big Bang. Superkluster dan rongga galaksi hanya dapat dihasilkan oleh redistribusi materi gelap, yang dimulai jauh lebih awal dari galaksi pertama yang terbentuk.
Namun, ketika teori pertama muncul untuk menjelaskan keberadaan benang dan rongga, Big Bang belum dibahas. Ahli astrofisika Soviet Yakov Zeldovich, yang bersama dengan Jaan Einasto mulai mempelajari struktur makro, membuat kalkulasi pertamanya dalam kerangka konsep materi gelap sebagai neutrino, yang dikenal sebagai teori materi gelap panas. Menurut Zeldovich, gangguan materi gelap yang terjadi pada tahap awal keberadaan alam semesta menyebabkan munculnya struktur seluler ("pancake"), yang kemudian menarik materi baryonic secara gravitasi dan, dalam waktu lebih dari tiga belas miliar tahun, membentuk struktur superkluster galaksi, filamen dan dinding yang diamati, serta celah di antara mereka.
Pada pertengahan 1980-an, teori materi gelap panas ditinggalkan dan digantikan oleh teori materi gelap dingin. Antara lain, ia dibedakan dari teori neutrino dengan skala di mana ketidakhomogenan primer muncul - lebih kecil dan oleh karena itu, tampaknya, tidak menjelaskan keberadaan "spons" kosmik dengan unsur-unsurnya yang panjangnya ratusan ribu parsec. Selama dua dekade berikutnya, bagaimanapun, astrofisikawan telah berhasil mendamaikan model "pancake" dengan matematika di balik materi gelap "dingin".
Simulasi komputer modern menunjukkan dengan sempurna bagaimana fluktuasi distribusi materi gelap di alam semesta muda memunculkan filamen dan rongga galaksi. Yang paling terkenal dari simulasi ini, dilakukan dalam rangka proyek Simulasi Milenium pada tahun 2005 pada sebuah superkomputer di Leibniz, menunjukkan pembentukan struktur yang ukurannya sebanding dengan superkluster Laniakei - tempat galaksi kita berputar.
Anastasia Shartogasheva
