3. Галлактики

Молодые галактики были хаотичным скоплением звёзд. Спустя 1 миллиард лет после Большого Взрыва образовалась упорядоченная структура – сформировалась первая галактика.

Обычно звёзды в галактиках вращаются вокруг её центра, образуя диск со спиральными рукавами. В центральной части галлактики всё клокочет и бурлит, звёзды вращаются со скоростями в несколько миллионов километров в час. По траекториям их вращения определяют место чёрной дыры – центра галактики.

Звёзды в галактиках удерживаются гравитацией и тёмной  материей. Тёмная материя и не видна (она не взаимодействует со световыми волнами) и неизучена – отсюда такое название. Это невидимое гравитирующее вещество. Предположительно она состоит из не известных ещё видов элементарных частиц, которым дали название – массивные частицы слабого взаимодействия (WIMP). На практике ещё нет инструмента для изучения тёмной материи, все представления о ней – теоритические гипотезы. Учёные полагают, что именно она приостановила расширение Вселенной в отдельных областях и заставила материю закрутиться вокруг себя и оформиться в галактики, звёзды и планеты. Считается, что галактики формируются в местах повышенной плотности темной материи.

Через 1 млрд (по Хоукингу через 300 млн.) лет после Большого Взрыва оформились первые галактики. Сейчас во Вселенной их около 200 миллиардов. В центрах галактик под воздействием большой гравитации чёрных сверхдыр звёзды двигаются намного быстрее, их скорость достигает нескольких миллионов километров в час. Некоторые крупные галактики имеют спутники – обращающиеся вокруг них небольшие галактики.

Двигаясь и вращаясь галактики стемятся распасться, но от этого их удерживает гравитация черных дыр и тёмная материя, которая в 6 раз тяжелее материи. Именно она поддерживает структуру Вселенной, связывая звёзды в галактики, галактики в скопления, скопления в сверхскопления, которые в свою очередь переплетает в стуктуры филаментов – узкие длинные (~1,4 миллиардов световых лет) скопления, соединяющие между собой наиболее богатые сверхскопления галактик. Строение Вселенной напоминает губку.

Лучи света огибают тёмную материю, так что она искажает картину Вселенной.

Темной материи противодействует темная энергия. Её так назвали, потому что о ней почти ничего не известно. Она имеет отрицательное давление, что порождает антигравитацию, а значит отталкивает объекты, в результате Вселенная расширяется. Когда тёмная энергия победит, галактики распадутся. Распадутся не только звёзды и планеты, но даже атомы, из которых всё состоит. Разорвутся даже внутриядерные связи. Наступит Большой Разрыв – Вселенная погибнет.

Если верх одержит тёмная материя, тогда возобладает гравитация. Произойдёт Большой Хлопок. Вселенная схлопнется, вернётся к состоянию, которое было до Большого Взрыва. Это может произойти через 20 млрд.лет.

Материи во Вселенной 5%, тёмной материи – 22%, тёмной энергии 73%.

Тёмная материя и тёмная энергия это противоположные силы, которые удерживают Вселенную в относительном равновесии. При этом Вселенная продолжает расширяться причём с ускорением. Сегодня темп этого расширения таков, что межгалактические расстояния увеличиваются вдвое за 15 млрд.лет. но расширение Вселенной может и прекратиться.