Общая теория относительности, однако, описывает ткань самого пространства-времени. В этой теории инерциальных систем отсчета нет. Пространство не расширяется относительно чему-либо за его пределами, поэтому предел скорости света относительно наблюдателя не работает. Да, галактики за пределами сферы Хаббла удаляются от нас быстрее скорости света. Но галактики сами по себе не преодолевают космические ограничения. Для наблюдателя в одной из таких галактик ничто не нарушает специальную теорию относительности. Это пространство между нами и эти галактики ускоряются и растягиваются экспоненциально.

Наблюдаемая Вселенная
Возможно, следующее вас немного удивит: объем Хаббла — это не то же самое, что и наблюдаемая Вселенная.

Чтобы понять это, рассмотрим, что когда Вселенная становится старше, удаленному свету требуется больше времени, чтобы достичь наших детекторов здесь, на Земле. Мы можем видеть объекты, которые ускорились за пределы нашего нынешнего объема Хаббла, потому что свет, который мы видим сегодня, был выпущен ими, когда они были внутри сферы.

Строго говоря, наша наблюдаемая Вселенная совпадает с чем-то под названием горизонт частиц. Горизонт частиц отмечает расстояние до самого дальнего света, который мы можем наблюдать в этот момент времени — у фотонов было достаточно времени, чтобы либо остаться в пределах, либо догнать мягко расширяющуюся сферу Хаббла.

Наблюдаемая Вселенная. Технически известна как горизонт частиц

Что с расстоянием? Чуть больше 46 миллиардов световых лет в любом направлении — и наша наблюдаемая Вселенная в диаметре составляет приблизительно 93 миллиарда световых лет, или более 500 миллиардов триллионов километров.

(Небольшая заметка: горизонт частиц — это не то же самое, что космологический горизонт событий. Горизонт частиц охватывает все события в прошлом, которые мы можем видеть в настоящее время. Космологический горизонт событий, с другой стороны, определяет расстояние, на котором будущий наблюдатель сможет увидеть на тот момент древний свет, который излучается нашим небольшим уголком пространства-времени сегодня.

Другими словами, горизонт частиц имеет дело с расстоянием до объектов в прошлом, древний свет которых мы можем наблюдать сегодня; а космологический горизонт событий имеет дело с расстоянием, которое сможет пройти наш современный свет, по мере того как дальние уголки Вселенной будут ускоряться от нас).

Темная энергия

Благодаря расширению Вселенной, есть регионы космоса, которые мы никогда не увидим, даже если будем ждать бесконечное время, пока их свет не достигнет нас. Но как насчет тех зон, которые лежат сразу за пределами нашего современного объема Хаббла? Если эта сфера тоже расширяется, сможем ли мы увидеть эти приграничные объекты?

Это зависит от того, какой регион расширяется быстрее — объем Хаббла или части Вселенной в непосредственной близости от него снаружи. И ответ на этот вопрос зависит от двух вещей: 1) увеличивается или уменьшается H0; 2) ускоряется или замедляется Вселенная. Эти два темпа тесно связаны между собой, но не являются одним и тем же.

По сути, космологи считают, что мы живем во время, когда H0 уменьшается; но из-за темной энергии скорость расширения Вселенной растет.

Может показаться нелогичным, но пока H0 уменьшается более медленными темпами, чем растет скорость расширения Вселенной, общее движение галактик от нас по-прежнему происходит с ускорением. И в этот момент времени, как считают космологи, расширение Вселенной будет опережать более скромный рост объема Хаббла.

Поэтому даже при том, что объем Хаббла расширяется, влияние темной энергии устанавливает жесткий лимит на разрастание наблюдаемой Вселенной.

Космологи ломают голову над глубокими вопросами вроде того, как будет выглядеть наблюдаемая Вселенная в один прекрасный день и как изменится расширение космоса. Но в конечном счете ученые могут только предполагать ответы на вопросы о будущем, основываясь на сегодняшнем понимании Вселенной. Космологические временные рамки настолько невообразимо

велики, что невозможно сказать что-то конкретное о поведении Вселенной в будущем. Современные модели на удивление хорошо отвечают современным данным, но правда в том, что никто из нас не проживет достаточно долго, чтобы увидеть, сбудутся ли прогнозы.

Астрономы впервые наблюдают, как черная дыра проглатывает звезду и «выплевывает» остатки в космос

Тот и другой процессы по отдельности ученым уже доводилось видеть. Известны примеры и падения звезд в крупные черные дыры, и мощных релятивистских джетов вещества, которые выбрасываются из них прочь. Но теперь они впервые зафиксированы вместе и практически одновременно.

«Такие события – большая редкость, – говорит один из авторов находки, астроном Сьорт Ван Вельцен (Sjoert van Velzen) из Университета Джона Хопкинса. – И мы впервые увидели всё – от разрушения звезды и до запуска конусообразного джета, всё, что происходило в течение нескольких месяцев».

События, за которыми ученые следили с декабря 2014 года, разворачивались в 300 млн световых лет от Земли. Несчастная звезда по своим размерам была близка к нашему Солнцу, а вот черная дыра, хотя и относится к сверхмассивным, находящимся в активных центрах крупных галактик, по их меркам не так уж и велика и заметно легче «нашей», расположенной в центре Млечного Пути.

Получив информацию о первом наблюдении их встречи, сделанном с помощью наземных оптических телескопов, Ван Вельцен с коллегами направили на них целый арсенал инструментов, ожидая следующих событий. И очень вовремя: вскоре снимки рождающегося релятивистского джета были получены в рентгеновских и радиоволнах, а также в видимом диапазоне.

Такие струи плазмы, вырывающиеся из центров активных галактик в одну или сразу две противоположные стороны, остаются одним из самых эффектных и малопонятных явлений космоса. Скорость плазмы в них приближается к световой, и, раскаленная, она начинает интенсивно испускать излучение в широком спектре длин волн. Однако механизм происхождения таких выбросов до сих пор остается неясным – скорее всего, их рождают сложные взаимодействия магнитных полей с аккрецирующей в черную дыру материей. Возможно, новые наблюдения этого впечатляющего явления дадут почву для более точных гипотез.

Источник: http://naked-science.ru/article/sci/astronomy-vpervye-nablyudayut

10 причин освоения космоса