Mọi học sinh đều biết rằng có các hành tinh, các ngôi sao, các thiên hà, cùng với các định luật vật lý và các hằng số hình thành nên Vũ trụ. Một trong những câu hỏi thú vị là không gian giữa các thiên hà là gì, nó đại diện cho điều gì. Đề nghị xem xét chi tiết hơn.
Ý tưởng chung về Vũ trụ có thể quan sát được
Trước khi tiến hành xem xét vấn đề không gian giữa các thiên hà, cần phải làm quen với Vũ trụ của chúng ta.
Như đã đề cập ở trên, Vũ trụ là tập hợp các quy luật vật lý, tọa độ không-thời gian, các hằng số vật lý khác nhau và vật chất.
Giờ đây, người ta đã xác định rằng các quy luật vật lý mà nhân loại biết là đúng trong tất cả các góc của vũ trụ có thể quan sát được, và chưa có nơi nào được tìm thấy trong không gian nơi mà những định luật này sẽ bị vi phạm.
Đối với vật chất, nó được tổ chức theo một cách đặc biệt trong Vũ trụ: các hành tinh xoay quanhcác ngôi sao của chúng, các ngôi sao được kết hợp thành các cụm được đặt tên theo các thiên hà. Đổi lại, các thiên hà hợp nhất thành các cụm thiên hà cục bộ và thành các siêu đám, và các siêu đám đã nằm rải rác khắp Vũ trụ, chúng thực tế là độc lập.
Cũng cần biết rằng lực chính tác động lên quy mô vũ trụ là lực hấp dẫn. Nhờ những lực này, Trái đất của chúng ta quay xung quanh Mặt trời, đến lượt nó, quay quanh trung tâm của thiên hà xoắn ốc của chúng ta, Dải Ngân hà.
Thiên hà trong Vũ trụ
Như đã lưu ý, tất cả các vật chất có thể quan sát được trong Vũ trụ đều tập trung trong các thiên hà. Từ này được hiểu là các cụm sao khổng lồ được kết nối với nhau bằng lực hấp dẫn và có hình dạng không gian nhất định. Ví dụ, có các thiên hà hình elip, xoắn ốc, thấu kính, cũng như các hình dạng bất thường. Các thiên hà có thể nhỏ (107sao) và lớn (1014sao). Ví dụ, có thể lưu ý rằng thiên hà của chúng ta chứa khoảng 10 ngôi sao11.
Các thiên hà hợp nhất thành các cụm trong đó chúng tương tác với nhau nhờ các lực hấp dẫn giống nhau. Các siêu đám khác nhau của chúng di chuyển ra xa nhau, nhưng bên trong các cụm chúng có thể di chuyển về phía nhau. Vì vậy, thiên hà Tinh vân Tiên nữ đang di chuyển về phía chúng ta với tốc độ 300 km / s, vì vậy trong tương lai cả hai sẽ hợp nhất thành một cụm lớn.
Không gian giữa các thiên hà
Dưới những từ nàyđề cập đến các thiên hà ngăn cách không gian. Đồng thời, bản thân các thiên hà có thể là lân cận, chẳng hạn như Dải Ngân hà của chúng ta và Tinh vân Tiên nữ, hoặc cách xa hàng triệu và hàng trăm triệu parsec.
Theo định nghĩa thu được, chúng ta có thể kết luận rằng không gian giữa các thiên hà là phần trống rỗng nhất của Vũ trụ, chiếm thể tích lớn nhất, vì kích thước của chúng được ước tính là hàng trăm và hàng trăm nghìn parsec, và khoảng cách giữa chúng được đo bằng hàng triệu và hàng tỷ parsec. Hãy nhớ lại rằng parsec là đơn vị đo khoảng cách trong không gian, xấp xỉ bằng khoảng cách ánh sáng truyền đi trong không gian trống bên ngoài trong 3,2 năm Trái đất.
Có gì trong không gian giữa các thiên hà?
Nếu bạn trả lời câu hỏi này rằng không có gì giữa các thiên hà, thì câu trả lời như vậy sẽ càng gần với sự thật càng tốt. Theo ước tính hiện đại, mật độ trung bình của vật chất trong Vũ trụ là một nguyên tử hydro trên 1 m3của không gian bên ngoài. Tuy nhiên, con số này không có ý nghĩa gì nếu chúng ta tính đến sự phân bố không đồng đều của vật chất trong Vũ trụ.
Nói một cách chính xác, không gian giữa các thiên hà không hoàn toàn trống rỗng. Nó chứa các hạt cơ bản mang điện (proton, electron). Hơn nữa, không gian giữa các thiên hà tràn ngập bức xạ điện từ đến từ các ngôi sao. Nhờ thực tế này, chúng ta có thể nhìn thấy các thiên hà xa chúng ta nhất. Nhiệt độ của không gian được đề cập ước tính là 2,73 K.
Dựa trênthông tin trên, mọi người có thể trả lời câu hỏi liệu có các ngôi sao trong không gian giữa các thiên hà. Tất nhiên, chúng không có ở đó.
Không gian trong Vũ trụ đang mở rộng
Như nó đã được lưu ý ở trên, các thiên hà nằm ở khoảng cách lớn với nhau đang di chuyển ra xa. Tốc độ của quá trình này có thể được tính bằng cách sử dụng cái gọi là định luật Hubble. Thực nghiệm xác nhận sự giãn nở của Vũ trụ đã được phát hiện vào cuối thế kỷ 20, nhờ vào nghiên cứu về sự dịch chuyển đỏ của phổ điện từ của các thiên hà xa xôi.
Điều thú vị nhất là theo định luật Hubble, các thiên hà càng xa nhau, chúng bay xa nhau càng nhanh. Điều này có nghĩa là có một số chuyển động ra xa nhau nhanh hơn tốc độ ánh sáng! Thực tế là không có gì vi phạm thuyết tương đối của Einstein, vì bản thân các thiên hà không chuyển động nhanh hơn tốc độ ánh sáng, mà bản thân không gian đang mở rộng với tốc độ khủng khiếp.
Tương lai của Vũ trụ
Khi Vũ trụ đang mở rộng và không gian giữa các thiên hà không ngừng tăng lên, theo giả thuyết phổ biến nhất cho đến nay, Vũ trụ của chúng ta cuối cùng sẽ đóng băng và chìm vào bóng tối vĩnh cửu, vì tất cả vật chất trong đó sẽ bị phân tán hoàn toàn, sẽ được biểu diễn dưới dạng nguyên tử và các hạt hạ nguyên tử.
