ما هي المسافة إلى المجرة الأبعد؟ اكتشاف المجرة الأبعد (3 صور)

في مايو 2015 ، سجل تلسكوب هابل انفجارًا لأبعد مجرة ​​، وبالتالي أقدم مجرة ​​معروفة حتى الآن. استغرق الإشعاع ما يصل إلى 13.1 مليار سنة ضوئية للوصول إلى الأرض وتسجيله بواسطة معداتنا. وفقًا للعلماء ، ولدت المجرة بعد حوالي 690 مليون سنة من الانفجار العظيم.

قد يظن المرء أنه إذا طار إلينا الضوء من المجرة EGS-zs8-1 (أي ، مثل هذا الاسم الأنيق من قبل العلماء) لمدة 13.1 مليار سنة ، فإن المسافة إليه ستكون مساوية لتلك التي يراها الضوء. ستسافر في هذه الـ 13.1 مليار سنة.

لكن يجب ألا ننسى بعض ميزات بنية عالمنا ، والتي ستؤثر بشكل كبير على حساب المسافة. الحقيقة هي أن الكون يتمدد ، ويتم ذلك مع التسارع. اتضح أنه بينما سافر الضوء 13.1 مليار سنة إلى كوكبنا ، توسع الفضاء أكثر فأكثر ، وابتعدت المجرة عنا بشكل أسرع وأسرع. يتم عرض عملية بصرية في الشكل أدناه.

نظرًا لاتساع الفضاء ، فإن أبعد مجرة ​​EGS-zs8-1 تقع حاليًا على بعد حوالي 30.1 مليار سنة ضوئية منا ، وهو رقم قياسي بين جميع الأجسام المماثلة الأخرى. ومن المثير للاهتمام ، أنه حتى نقطة معينة ، سنكتشف المزيد والمزيد من المجرات البعيدة ، التي لم يصل ضوءها إلى كوكبنا بعد. من الآمن أن نقول إن الرقم القياسي لمجرة EGS-zs8-1 سيتم كسره في المستقبل.

من المثير للاهتمام: غالبًا ما يكون هناك مفهوم خاطئ حول حجم الكون. ويقارن عرضها بعمرها الذي يبلغ 13.79 مليار سنة. هذا لا يأخذ في الاعتبار أن الكون يتوسع بالتسارع. وفقًا لتقديرات تقريبية ، يبلغ قطر الكون المرئي 93 مليار سنة ضوئية. ولكن هناك أيضًا جزء غير مرئي من الكون لن نتمكن من رؤيته أبدًا. اقرأ المزيد عن حجم الكون والمجرات غير المرئية في المقال "".

إذا وجدت خطأً ، فيرجى تحديد جزء من النص والنقر السيطرة + أدخل.

سأستلقي مع إجازة مرضية تحت هالوبيريدول. ==
أنا حقًا لا أوصي بهذا الهراء. يقتل الجسد بطريقة يصعب إصلاحها فيما بعد.

لكن في هذا العالم أجد الكثير من خيبات الأمل ، فالناس مشغولون بنوع من القمامة التي لا معنى لها ، كما لو أن الجميع قد ولدوا كعبيد غير منطقيين ==
اكتب رسالة اختبار [بريد إلكتروني محمي]ياندكس رو. سأعطيك رابطًا للقراءة ، ربما ستفهم سبب ذلك ... في التعليقات ، سئمت بالفعل من الكتابة

وماذا تحولت؟
في أداة لعزل الناس المعترضين على المجتمع. لا يوجد أحد هناك الآن. بالإضافة إلى dibils وأشياء أخرى ، هناك أيضًا السكارى ومدمني المخدرات وما إلى ذلك. الأطباء هناك لا يهتمون بك ، سيصفون الكيمياء وبعد ذلك ما هو الأمر معك ، طالما أنك لا تتخلص من الزلاجات (الجثث في المستشفى تفسد الإبلاغ وبالتالي لا تميل لإحضاره إلى هذا). لا يمكنهم علاجك ، فقط لأنه لا يوجد طبيب نفسي واحد يعرف حقًا ما هو الفصام وما إذا كان شخص واحد على الأقل قد حاول الغش في جلده. ليس لديهم فكرة وخبرة للجميع تقريبًا ، فكيف سيتعاملون معها بعد ذلك؟ عن طريق الكتب؟ لذلك كل شيلا لها نسختها الخاصة من shiz فقط ، يمكنك فقط وصفها في الكتب. نعم ، وهم لا يحتاجون إليها ، لقد قطعوا الغنائم بغباء ولا تقلقوا بشأن ذلك.

ولكن بعد ذلك لن نرى أي تغيرات باللون الأحمر أو الأزرق ==
إنها لا تؤثر على سرعة الفوتون ، فقط تواتر التذبذبات يتغير.

يجب أن نكون أذكياء بشأن انحناء الفضاء ==
حسنًا ، علماء الفيزياء حكيمون. لديهم ثقب أسود فقط لأن الفضاء القريب من أفق الحدث "منحني" لدرجة أن الضوء لا يستطيع الخروج من المصيدة. ولم أسمع قط من علماء الفيزياء أن الفوتونات تنجذب بسبب تفاعل الجاذبية.

حقيقة أن سرعة الفوتون هي ثابت مطلق هو الخطأ ==
قرأت في مكان ما من علماء الفيزياء أنه إذا كانت سرعة الضوء مختلفة بشكل ملحوظ عما هي عليه الآن ، فلن يكون العالم المادي موجودًا. هذا هو ، نفس المبدأ الأنثروبي

ربما تعرف بالفعل ==
الجميع يمتلكها ، لكن لا يعرف الجميع كيفية استخدامها. تريد أن تجد الجواب بنفسك؟ فقط فكر في الأمر ، في هذا الموضوع. اترك السيطرة على أفكارك ، ودعها تتدفق بحرية. عندما يتم تشكيل السؤال ، ستفهم على الفور أنه مثل الشعور ، الإحساس. تأتي الإجابة على الفور تقريبًا ، مثل الشعور أيضًا. ثم بعد ذلك يمكن ترجمتها إلى حروف لسنوات. يبدو الأمر أشبه بمحاولة التحسس بشيء ما لفترة طويلة ، فهو لا ينجح ، ثم يتحول الفهم والبصيرة إلى فهم. تلك اللحظة القصيرة ، قبل البصيرة ، هي الجواب ، وتأتي كإحساس بالجسد. للقبض عليك تحتاج إلى تدريب ، في المرة الأولى التي لا تحصل فيها على أي شيء.

النظرية هي التخمين
سيكون من الأدق قول التفسير. عندما تترجم المعرفة بدون كلمات إلى أحرف ، فهذا أيضًا تفسير. ما أفعله هو أيضًا تفسير. أي أن هناك تشوهات بأي شكل من الأشكال. من المحتمل أن أحضر كل ما قلته في المعادلات ، لكن حتى الآن لا أعرف الرياضيات بالمستوى المناسب ، وفي تلك الرياضيات توجد "ميزات" كافية لا تسمح لي بفعل ذلك. ومع ذلك ، فإن التجريد الرياضي هو الطريقة الوحيدة للتعبير عن هذه المعرفة بأقل قدر من التشويه.

والآن ، تم حشو الكثير من الأشياء في الهواء ==
نحن نعيش في زمن تحول فيه فضاء المعلومات إلى مكب نفايات ومزيج جهنمي من الحقيقة والأكاذيب. والكذبة قادمة لأن الكثيرين تعلموا كسب المال بملء العالم بالشر. نتيجة لذلك ، سنصل إلى استنتاج مفاده أن كل شيء سيحتاج إلى الضرب بصفر والبدء من البداية.

الأثير عفا عليه الزمن وتم استبداله بـ SRT و GR. كلاهما ولد من قبل أينشتاين ==
يشبه أينشتاين تناسخ أرسطو أو ربما سوزانين. حقيقة أنه جلب العلم إلى البراري ، يجب شكره على هذا بشكل عام. في الوقت الحالي لدينا شهداء يركضون مع عشرات الكيلوغرامات من مادة تي إن تي في أحزمتهم ، لكن سيكون ذلك مع عشرات من هيروشيما
ما يعادل على الأقل. التقدم في هذا المجال من شأنه أن يحل جميع مشاكل الطاقة لدينا ، ولكن كالمعتاد ، في البداية كنا نجعل الأسلحة أقوى بعشرات المرات وأكثر إحكاما بمئات المرات ، وكنا قد مزقنا الكوكب بالفعل منذ فترة طويلة. يقول تسلا أيضًا إنه وصل إلى جوهر الأمر ثم أحرق جميع المخطوطات ، وأنا أفهم تقريبًا في أي اتجاه صعد ولماذا فعل ذلك. وبالمثل ، إذا قضمت ماتان وما إلى ذلك واستنتجت كل شيء باستخدام الصيغ والمعادلات ، فعلى الأرجح سأعطي الجحيم أيضًا لشخص ما. لم يكبر الناس بعد على هذا ، أولاً يجب أن يتغير النظام الاجتماعي والأدمغة البشرية ، وعندها فقط سيكونون قادرين على فتح هذه الأبواب ، التي خلفها محيط من النار وهاوية من الطاقة ...

التقط تلسكوب هابل الفضائي ضوء المجرة الأبعد ، وبالتالي الأقدم ، المعروفة للعلم اليوم.

يُطلق على النظام النجمي الاسم الرمزي z8_GND_5296 ، وهي كتلة تعادل 1.3 مليار كتلة شمسية ، ويقع في اتجاه كوكبة Ursa Major ، على بعد 13.1 مليار سنة ضوئية. نظرًا لبعدها عن الأرض ، سيكون من المستحيل رؤيتها باستخدام التلسكوب البصري ، لذلك استخدم العلماء الأجهزة التي تكتشف الأشعة تحت الحمراء القريبة للكشف عن الإشعاع.

بعد تلقي البيانات الأولية ، أعاد الباحثون فحصها باستخدام تلسكوبات مرصد كيك (مرصد كيك) وأكدوا موقع المجرة.

يقول المؤلف الرئيسي ستيفن فينكلشتاين Steven Finkelstein من جامعة تكساس في أوستن: "من المستحيل رؤية مثل هذه الأجسام البعيدة باستخدام التلسكوبات البصرية. فهي غير مرئية لنا بالفعل. يتم تحويل كل الإشعاع المرئي إلى نطاق الأشعة تحت الحمراء القريبة".

تسمى الظاهرة المرصودة بتأثير دوبلر: تبدو الأشياء التي تنحسر عنا حمراء ، بينما تبدو الأشياء التي تقترب مائلة إلى الزرقة. يشير انزياح الأشعة تحت الحمراء ليس فقط إلى أن المجرة المرصودة بعيدة جدًا عنا ، ولكن أيضًا.

من الغريب أن النظام النجمي z8_GND_5296 كان الوحيد من بين 43 مرشحًا للمجرات البعيدة ، والتي لاحظت بوضوح خطوط الهيدروجين الضرورية لتحديد جسم فضائي.

وهكذا ، يواجه العلماء مسألة التاريخ المبكر للكون: ما السرعة التي يمكن أن ينتقل بها ضوء المجرات الأولى عبر سحب غاز الهيدروجين بين المجرات دون أن يتشتت؟

لاكتشاف الضوء الذي يمر عبر غيوم الكون المبكر ، يجب أن يتأين الهيدروجين. لكن المفارقة تكمن في حقيقة أنه ، وفقًا لنظريات الفيزياء الفلكية القياسية ، كانت عمليات التأين ناتجة عن الجيل الأول من المجرات فقط.

"إن النظر إلى المجرات البعيدة أمر مثير للاهتمام بشكل خاص. في الواقع ، نظرًا لحقيقة أن سرعة الضوء محدودة ، فإننا نرى من خلال التلسكوب اللحظة التي انبعث فيها الإشعاع من هذه الأجسام. في الواقع ، نحن ننظر من خلال المكان والزمان في يقول المؤلف المشارك في الدراسة دومينيك ريتشرز من جامعة كورنيل: "المراحل الأولى من وجود الكون".

في هذه الحالة ، سيستغرق الضوء المنبعث من المجرة z8_GND_5296 13.1 مليار سنة للوصول إلى الأرض ، بينما عمر الكون نفسه أقل بقليل من 13.8 مليار سنة. لذلك ، رأى علماء الفيزياء الفلكية الكون من خلال التلسكوب عندما كان عمره 700 مليون سنة فقط.

لكن تبين أن العمر بعيد كل البعد عن السمة المميزة الوحيدة لمجرة z8_GND_5296. وفقًا لبيان صحفي ، فإنه ينتج نجومًا جديدة بمعدل مذهل يقارب 330 كتلة شمسية سنويًا ، وهو ما يعادل 100 ضعف معدل تكوين النجوم في مجرة ​​درب التبانة.

كتب فينكلشتاين في مقال عن الدراسة نُشر في مجلة نيتشر: "في بداية الكون ، كان من الممكن أن تولد النجوم بمعدل أسرع بكثير مما كنا نظن".

بالإضافة إلى ذلك ، اندهش فينكلشتاين وزملاؤه من كمية الأكسجين والعناصر "الثقيلة" الأخرى الموجودة في هذه المجرة. في السابق ، كان يُعتقد أن مثل هذا العدد من العناصر الأثقل من الهيدروجين والهيليوم ببساطة لن يكون لديه الوقت للتشكل في مثل هذا الوقت القصير.

وجد الباحثون تفسيرًا منطقيًا للظاهرة نتيجة تحليل البيانات التي حصل عليها تلسكوب سبيتزر التابع لناسا. تحتوي المجرة z8_GND_5296 على الأرجح على آثار لانفجارات النجوم العملاقة ، والتي تم بالفعل تصنيع العناصر الثقيلة في نواتها. هذه النجوم ، في جميع الاحتمالات ، كانت الأولى في المجرة ، و.

"من المثير للاهتمام أن نصيب الأسد من العناصر الثقيلة قد تشكل في مثل هذه المراحل المبكرة من وجود الزمن ،" تفاجأ فينكلشتاين.

لاحظ أنه قبل اكتشاف المجرة z8_GND_5296 ، كان يعتبر أقدم نظام نجمي هو النظام الذي تشكل بعد 740 مليون سنة من الانفجار العظيم. والسبب في عدم اكتشاف أبعد مجرة ​​في الكون من قبل هو أن نجمًا هائلًا انفجر في طريقه إليه وخسوف "السيدة العجوز" بنورها.

ومع ذلك ، على العلماء المحققين. ولكن من أجل النظر إلى الماضي في الماضي ، سيتعين عليهم استبدال تلسكوب هابل بشيء أكثر قوة. سيكون البديل الممتاز هو تلسكوب جيمس ويب الفضائي ، المقرر إطلاقه في عام 2018.

الكون مكان كبير للغاية. عندما ننظر إلى سماء الليل ، فإن كل ما يمكن رؤيته بالعين المجردة تقريبًا هو جزء من مجرتنا: نجم ، مجموعة من النجوم ، سديم. خلف نجوم درب التبانة ، على سبيل المثال ، تظهر مجرة ​​Triangulum من خلالها. نجد هذه "عوالم الجزر" في كل مكان في الكون ، أينما نظرنا ، حتى في أحلك الأماكن وأكثرها فراغًا في الفضاء ، إذا تمكنا فقط من جمع ما يكفي من الضوء للنظر بعمق كافٍ.

معظم هذه المجرات بعيدة جدًا لدرجة أن الفوتون الذي يسافر بسرعة الضوء قد يستغرق ملايين أو بلايين السنين لاجتياز الفضاء بين المجرات. بمجرد انبعاثه من سطح نجم بعيد ، وصلنا الآن أخيرًا. وعلى الرغم من أن السرعة البالغة 299،792،458 مترًا في الثانية تبدو مذهلة ، فإن حقيقة أننا قطعنا 13.8 مليار سنة فقط منذ الانفجار العظيم تعني أن المسافة التي قطعها الضوء لا تزال محدودة.

ربما تعتقد أن أبعد مجرة ​​عنا يجب ألا تبعد عنا أكثر من 13.8 مليار سنة ضوئية ، لكن هذا سيكون خطأ. كما ترى ، بالإضافة إلى حقيقة أن الضوء يتحرك بسرعة محدودة عبر الكون ، هناك حقيقة أخرى أقل وضوحًا: نسيج الكون نفسه يتمدد بمرور الوقت.

ظهرت حلول النسبية العامة التي استبعدت مثل هذا الاحتمال على الإطلاق في عام 1920 ، لكن الملاحظات التي جاءت لاحقًا - وأظهرت أن المسافة بين المجرات تتزايد - سمحت لنا ليس فقط بتأكيد تمدد الكون ، ولكن حتى لقياس معدل التوسع وكيف تغير بمرور الوقت. كانت المجرات التي نراها اليوم بعيدة جدًا عنا عندما بعثت لأول مرة الضوء الذي نتلقاه اليوم.

تحمل مجرة ​​EGS8p7 حاليًا الرقم القياسي للبعد. مع انزياح أحمر محسوب يبلغ 8.63 ، تخبرنا إعادة بناء الكون لدينا أن الضوء من هذه المجرة استغرق 13.24 مليار سنة للوصول إلينا. المزيد من الرياضيات وسنجد أننا نرى هذا الجسم عندما كان عمر الكون 573 مليون سنة فقط ، 4٪ فقط من عمره الحالي.

ولكن نظرًا لأن الكون كان يتوسع طوال هذا الوقت ، فإن هذه المجرة لا تبعد 13.24 مليار سنة ضوئية ؛ في الواقع ، إنها بالفعل تبعد 30.35 مليار سنة ضوئية. ولا تنسوا: إذا تمكنا من إرسال إشارة فورية من هذه المجرة إلينا ، فسوف تغطي مسافة 30.35 مليار سنة ضوئية. لكن إذا قمت بدلاً من ذلك بإرسال فوتون من هذه المجرة نحونا ، بفضل الطاقة المظلمة وتمدد نسيج الفضاء ، فلن يصل إلينا أبدًا. هذه المجرة ذهبت بالفعل. السبب الوحيد الذي يمكننا من رؤيته باستخدام تلسكوبات Keck و Hubble هو أن الغاز المحايد الذي يحجب الضوء في اتجاه هذه المجرة تبين أنه نادر جدًا.

مقارنة بمرآة هابل بمرآة جيمس ويب

لكن لا تعتقد أن هذه المجرة هي أبعد المجرات التي سنراها على الإطلاق. نرى المجرات على مسافة بعيدة بقدر ما تسمح لنا معداتنا والكون: فكلما كان الغاز أقل حيادية ، كانت المجرة أكبر وأكثر سطوعًا ، وكلما كانت أداتنا أكثر حساسية ، كلما رأينا أبعد. في غضون بضع سنوات ، سيتمكن تلسكوب جيمس ويب الفضائي من الرؤية أبعد من ذلك ، لأنه سيكون قادرًا على التقاط ضوء بطول موجي أكبر (وبالتالي مع انزياح أحمر كبير) ، سيكون قادرًا على رؤية الضوء غير المحجوب بواسطة الغاز المحايد ، ستكون قادرة على رؤية مجرات باهتة أكثر من تلسكوباتنا الحديثة (هابل ، سبيتزر ، كيك).

من الناحية النظرية ، يجب أن تظهر المجرات الأولى بانزياح أحمر قدره 15-20.

في عام 2009 ، التقط تلسكوب هابل الفضائي ، الذي كان في مدار حول الأرض منذ عام 1990 ، صورًا مرئية لأبعد وأقدم المجرات التي شاهدها العلماء على الإطلاق من الأرض. من أجل تصوير مثل هذه المجرات البعيدة ، وبالتالي ، الخافتة (لمعانها جزء من المليون من سطوع كائن يمكن تمييزه بالعين البشرية المجردة) ، جمع العلماء الضوء من نفس المنطقة من السماء لمدة أربعة أيام تقريبًا.

أظهرت العديد من المجرات التي تم تصويرها بهذه الطريقة أنها مرشحة لإعادة تأين المجرات.

دعونا نتذكر بإيجاز أن إعادة التأين حدثت بعد ظهور المصادر الأولى للإشعاع في الكون المبكر ، مما أدى إلى تفجير نوع من "الفقاعات المتأينة" في الغاز المحايد المحيط بها ، حتى اندمجت كل هذه الفقاعات معًا وأصبح كل الفضاء بين المجرات متأينًا مرة أخرى.

تم الحفاظ على هذه الحالة من الوسط بين المجرات حتى يومنا هذا ، حيث كانت المجرات تتألق باستمرار لعدة بلايين من السنين.

تم اكتشاف إحدى هذه المجرات ، UDFy-38135539 ، التي "أضاءت" بعد حوالي 600 مليون سنة من ولادة الكون ، بواسطة تلسكوب هابل في عام 2009. لتأكيد هذا الاكتشاف ، كان من الضروري إجراء ملاحظات طيفية عالية الجودة من أجل تحديد الانزياح الأحمر z منها. تذكر أن هذا المعامل في علم الفلك يميز المسافة إلى الأجسام البعيدة: يوضح z التغير في الطول الموجي لإشعاع الجسم نتيجة لتمدد الكون.

أظهرت الحسابات النظرية التي أجراها موظفو المرصد الأوروبي الجنوبي (ESO) أنه بمساعدة أحد أكبر التلسكوبات الأرضية (الموجود في تشيلي ، ESO's VLT) ، مطياف الأشعة تحت الحمراء SINFONI مع قدر كبير من وقت المراقبة ، من الممكن إصلاح وهج هذه المجرة البعيدة وتحديد انزياحها الأحمر. بناءً على طلب خاص ، تم تخصيص وقت على التلسكوب لمجموعة من العلماء لمراقبة UDFy-38135539.

بعد شهرين من العمل على التلسكوب والتحليل الدقيق والتحقق من النتائج ، توصل العلماء إلى استنتاج مفاده أنهم اكتشفوا بوضوح شديد الانبعاث الخافت لهذه المجرة في خط الهيدروجين. تبين أن الانزياح نحو الأحمر للجرعة كان 8.6 ، وهو ما يتوافق مع نقطة زمنية قدرها 600 مليون سنة بعد الانفجار العظيم.

وهكذا ، في الوقت الحاضر ، هذه المجرة هي أبعد جسم فلكي شاهده الناس على الإطلاق.

قبل ذلك ، كانت المجرة الأبعد هي IOK-1 من كوكبة Coma Berenices ، والتي كان انزياحها أحمر 6.96. كان الجسم الأبعد هو انفجار أشعة جاما GRB 090423 (كوكبة الأسد) مع z = 8.2.

سجل علماء الفلك عدة مرات بالفعل أجسامًا ذات انزياح أحمر يبلغ حوالي عشرة. لكن طوال الوقت لم تصمد هذه البيانات لتحقق إضافي بالملاحظة. الآن تم استبعاد الخطأ عمليًا: تم الحصول على طيف عالي الجودة من المجرة UDFy-38135539.

تقول نيكول نيسويدبا ، المؤلفة المشاركة للورقة البحثية التي نُشرت في دورية Nature: "إن قياس الانزياح نحو الأحمر في المجرات الأبعد أمر مثير جدًا في حد ذاته ، لكن الآثار الفيزيائية الفلكية لهذا الأمر أكثر أهمية". "نحن نعلم الآن على وجه اليقين أننا رأينا إحدى المجرات ، التي كانت قد بدأت للتو في الظهور من الضباب الذي ملأ الكون المبكر."

يقول مارك سوينبانك ، مؤلف آخر للعمل: "ربما كانت هناك مجرات أخرى أخف وأقل كتلة ، مما ساعد أيضًا في جعل الفضاء حول المجرة المرصودة شفافًا". "بدون هذه المساعدة الإضافية ، لم نكن لنتمكن من تحديد موقع هدفنا."

يلاحظ العلماء أيضًا أن دراسة عصر إعادة التأين ، عندما بدأت المجرات في التكون ، تسمح لنا بإظهار القدرات الحالية للتلسكوبات.