กาแล็กซีของเราในจักรวาล ชื่ออะไรและกาแล็กซีของเรามีหน้าตาเป็นอย่างไร?

ระบบสุริยะของเรา ดาวทุกดวงที่มองเห็นได้ในท้องฟ้ายามค่ำคืน และอื่นๆ อีกมากมายประกอบกันเป็นระบบ - กาแล็กซี. มีระบบ (กาแลคซี) ดังกล่าวหลายล้านระบบในอวกาศ กาแล็กซีของเราหรือกาแล็กซีทางช้างเผือกเป็นกาแล็กซีกังหันที่มีแถบดาวสว่าง

มันหมายความว่าอะไร? สะพานดาวสว่างโผล่ออกมาจากใจกลางกาแล็กซีและข้ามกาแล็กซีที่อยู่ตรงกลาง ในกาแลคซีเช่นนี้ แขนกังหันเริ่มต้นที่ปลายแท่ง ในขณะที่ในกาแลคซีกังหันธรรมดาจะขยายออกจากแกนกลางโดยตรง ดูภาพ “แบบจำลองคอมพิวเตอร์ของกาแล็กซีทางช้างเผือก”

หากคุณสนใจว่าทำไมกาแล็กซีของเราถึงได้ชื่อ "ทางช้างเผือก" ลองฟังตำนานกรีกโบราณ
ซุส เทพเจ้าแห่งท้องฟ้า ฟ้าร้อง และฟ้าผ่า ผู้ดูแลโลกทั้งใบ ตัดสินใจสร้างเฮอร์คิวลีส ลูกชายของเขา ที่เกิดจากหญิงมรรตัยให้เป็นอมตะ เมื่อต้องการทำเช่นนี้ เขาได้วางทารกไว้บน Hera ภรรยาที่กำลังหลับอยู่เพื่อที่ Hercules จะได้ดื่มนมศักดิ์สิทธิ์ เฮราตื่นขึ้นเห็นว่านางไม่ได้เลี้ยงลูกอยู่จึงผลักเขาออกไปจากนาง กระแสน้ำนมที่ไหลออกมาจากอกของเทพธิดากลายเป็นทางช้างเผือก
แน่นอนว่านี่เป็นเพียงตำนาน แต่ทางช้างเผือกนั้นมองเห็นได้บนท้องฟ้าเมื่อมีแสงหมอกที่ทอดยาวไปทั่วท้องฟ้า - ภาพศิลปะที่สร้างขึ้นโดยคนโบราณนั้นมีความชอบธรรมอย่างสมบูรณ์
เมื่อเราพูดถึงกาแล็กซีของเรา เราจะเขียนคำนี้ด้วยตัวพิมพ์ใหญ่ เมื่อพูดถึงกาแลคซีอื่น เราจะเขียนด้วยตัวพิมพ์ใหญ่

โครงสร้างของกาแล็กซีของเรา

เส้นผ่านศูนย์กลางของกาแล็กซีอยู่ที่ประมาณ 100,000 ปีแสง (หน่วยความยาวเท่ากับระยะทางที่แสงเดินทางได้ในหนึ่งปี ปีแสงเท่ากับ 9,460,730,472,580,800 เมตร)
ดาราจักรประกอบด้วยดาวฤกษ์ประมาณ 200 ถึง 400 พันล้านดวง นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่ามวลส่วนใหญ่ของกาแล็กซีไม่ได้อยู่ในดาวฤกษ์และก๊าซระหว่างดวงดาว แต่อยู่ในวัตถุที่ไม่ส่องสว่าง รัศมีจากสสารมืด รัศมี- นี่คือองค์ประกอบที่มองไม่เห็นของกาแลคซี ซึ่งมีรูปร่างเป็นทรงกลมและขยายออกไปเกินกว่าส่วนที่มองเห็นได้ ส่วนใหญ่ประกอบด้วยก๊าซร้อน ดาวฤกษ์ และสสารมืดบางๆ ซึ่งประกอบกันเป็นส่วนใหญ่ของกาแลคซี สสารมืดเป็นรูปแบบของสสารที่ไม่ปล่อยหรือโต้ตอบกับรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า คุณสมบัติของสสารรูปแบบนี้ทำให้ไม่สามารถสังเกตโดยตรงได้
ในส่วนตรงกลางของกาแล็กซีจะมีชั้นหนาเรียกว่า นูน. หากเรามองกาแล็กซีของเราจากด้านข้าง เราจะเห็นว่าตรงกลางมีความหนาขึ้น คล้ายกับไข่แดงสองฟองในกระทะ หากพับโดยใช้ฐานด้านล่าง - ดูภาพ

มีดาวฤกษ์จำนวนมากในบริเวณใจกลางกาแล็กซี เชื่อกันว่าแถบกาแลคซีมีความยาวประมาณ 27,000 ปีแสง แถบนี้ตัดผ่านใจกลางกาแล็กซีด้วยมุมประมาณ ~44° ไปยังเส้นแบ่งระหว่างดวงอาทิตย์กับใจกลางกาแล็กซี ประกอบด้วยดาวสีแดงเป็นหลักซึ่งถือว่าเก่าแก่มาก จัมเปอร์ล้อมรอบด้วยวงแหวน วงแหวนนี้ประกอบด้วยโมเลกุลไฮโดรเจนส่วนใหญ่ของดาราจักรและเป็นบริเวณกำเนิดดาวฤกษ์ที่มีพลังในดาราจักรของเรา หากสังเกตจากดาราจักรแอนโดรเมดา แถบดาราจักรของทางช้างเผือกจะเป็นส่วนที่สว่างของมัน
กาแลคซีกังหันทั้งหมด รวมทั้งของเราด้วย มีแขนกังหันอยู่ในระนาบของดิสก์ แขนสองข้างเริ่มต้นที่แถบในส่วนด้านในของกาแลคซี และในส่วนด้านในก็มีแขนอีกคู่หนึ่ง จากนั้นแขนเหล่านี้จะแปลงร่างเป็นโครงสร้างสี่แขนที่พบในเส้นไฮโดรเจนที่เป็นกลางในส่วนนอกของกาแลคซี

การค้นพบกาแล็กซี

ในตอนแรก มีการค้นพบตามทฤษฎี: นักดาราศาสตร์ได้เรียนรู้แล้วว่าดวงจันทร์หมุนรอบโลก และดาวเทียมของดาวเคราะห์ยักษ์ก็ก่อตัวเป็นระบบ โลกและดาวเคราะห์ดวงอื่นหมุนรอบดวงอาทิตย์ จากนั้นเกิดคำถามตามธรรมชาติ: ดวงอาทิตย์เป็นส่วนหนึ่งของระบบที่ใหญ่กว่านี้ด้วยหรือไม่ การศึกษาประเด็นนี้อย่างเป็นระบบครั้งแรกดำเนินการในศตวรรษที่ 18 นักดาราศาสตร์ชาวอังกฤษ วิลเลียม เฮอร์เชล. จากการสังเกตของเขา เขาเดาว่าดาวทุกดวงที่เราสังเกตนั้นก่อตัวเป็นระบบดาวยักษ์ซึ่งแบนราบไปทางเส้นศูนย์สูตรของกาแลคซี เชื่อกันมานานแล้วว่าวัตถุทั้งหมดในเอกภพเป็นส่วนหนึ่งของกาแล็กซีของเรา แม้ว่าคานต์จะเสนอว่าเนบิวลาบางดวงอาจเป็นกาแลคซีอื่นที่คล้ายกับทางช้างเผือกก็ตาม ในที่สุดสมมติฐานของคานท์นี้ก็ได้รับการพิสูจน์ในช่วงทศวรรษปี ค.ศ. 1920 เมื่อเอ็ดวิน ฮับเบิล วัดระยะห่างถึงเนบิวลากังหันบางอันและแสดงให้เห็นว่า เนื่องจากระยะห่างของมัน พวกมันจึงไม่สามารถเป็นส่วนหนึ่งของกาแล็กซีได้

เราอยู่ที่ไหนในกาแล็กซี?

ระบบสุริยะของเราตั้งอยู่ใกล้กับขอบดิสก์กาแล็กซีมากขึ้น ดวงอาทิตย์หมุนรอบใจกลางกาแล็กซีร่วมกับดาวฤกษ์อื่นๆ ด้วยความเร็ว 220-240 กิโลเมตรต่อวินาที ทำให้เกิดการปฏิวัติหนึ่งครั้งในรอบประมาณ 200 ล้านปี ดังนั้นตลอดการดำรงอยู่ของโลก โลกจึงบินรอบใจกลางกาแล็กซีไม่เกิน 30 ครั้ง
แขนกังหันของดาราจักรหมุนด้วยความเร็วเชิงมุมคงที่เหมือนซี่ล้อในวงล้อ และการเคลื่อนตัวของดวงดาวเกิดขึ้นตามรูปแบบที่ต่างกัน ดังนั้นดาวฤกษ์เกือบทั้งหมดในจานจึงตกอยู่ภายในแขนกังหันหรือหลุดออกจากพวกมัน . สถานที่เดียวที่ความเร็วของดวงดาวและแขนกังหันตรงกันคือสิ่งที่เรียกว่าวงกลมโคโรเทชัน และดวงอาทิตย์ก็อยู่บนนั้น
สำหรับพวกเราชาวโลก สิ่งนี้สำคัญมาก เนื่องจากกระบวนการที่รุนแรงเกิดขึ้นในแขนกังหัน ก่อให้เกิดรังสีอันทรงพลังซึ่งเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตทุกชนิด ไม่มีบรรยากาศใดสามารถป้องกันมันได้ แต่โลกของเราอยู่ในสถานที่ที่ค่อนข้างสงบในกาแล็กซี และไม่ได้รับผลกระทบจากหายนะของจักรวาลเหล่านี้ นั่นคือเหตุผลที่ชีวิตสามารถเกิดและอยู่รอดบนโลกได้ - ผู้สร้างเลือกสถานที่สงบสำหรับแหล่งกำเนิดของโลกของเรา
กาแล็กซี่ของเราเป็นส่วนหนึ่งของ กลุ่มกาแลคซีในท้องถิ่น- กลุ่มกาแลคซีที่ถูกดึงดูดด้วยแรงโน้มถ่วง ได้แก่ กาแล็กซีทางช้างเผือก กาแล็กซีแอนโดรเมดา (M31) และกาแล็กซีสามเหลี่ยม (M33) คุณสามารถดูกลุ่มนี้ได้ในภาพ

นี่คือกาแล็กซีของเรา - ทางช้างเผือก เธอมีอายุประมาณ 12 พันล้านปี ดาราจักรเป็นดิสก์ขนาดใหญ่ที่มีแขนกังหันขนาดยักษ์และมีส่วนนูนอยู่ตรงกลาง มีกาแลคซีเช่นนี้จำนวนนับไม่ถ้วนในอวกาศ - ประการแรก กาแล็กซีเป็นกลุ่มดาวขนาดใหญ่ โดยเฉลี่ยแล้วจะมีดวงดาวนับแสนล้านดวง นี่คือศูนย์บ่มเพาะดวงดาวที่แท้จริง สถานที่ที่ดวงดาวเกิดและตายที่ไหน ดวงดาวในดาราจักรปรากฏขึ้นในกลุ่มเมฆฝุ่นและก๊าซที่เรียกว่าเนบิวลา

เบื้องหน้าเราคือ “เสาหลักแห่งการสร้างสรรค์” ในเนบิวลานกอินทรี ซึ่งเป็นศูนย์บ่มเพาะดาวฤกษ์ใจกลางทางช้างเผือก กาแล็กซีของเราประกอบด้วยดวงดาวหลายพันล้านดวง ซึ่งหลายดวงถูกล้อมรอบด้วยดาวเคราะห์หรือดวงจันทร์ เป็นเวลานานแล้วที่เรารู้น้อยมากเกี่ยวกับกาแลคซี เมื่อร้อยปีก่อน มนุษยชาติเชื่อว่าทางช้างเผือกเป็นกาแล็กซีแห่งเดียว นักวิทยาศาสตร์เรียกมันว่า “เกาะของเราในจักรวาล” ไม่มีกาแลคซีอื่นสำหรับพวกเขา แต่ในปี 1924 นักดาราศาสตร์ เอ็ดวิน ฮับเบิล ได้เปลี่ยนแนวคิดทั่วไป ฮับเบิลสำรวจอวกาศโดยใช้กล้องโทรทรรศน์ที่ล้ำหน้าที่สุดในยุคนั้น โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางเลนส์ 254 เซนติเมตร ซึ่งตั้งอยู่ที่หอดูดาวเมาท์วิลสัน ใกล้ลอสแอนเจลิส ลึกลงไปในท้องฟ้ายามค่ำคืน พระองค์ทรงเห็นเมฆหมอกซึ่งอยู่ไกลจากเรามาก นักวิทยาศาสตร์ได้ข้อสรุปว่าดาวเหล่านี้ไม่ใช่ดาวแต่ละดวง แต่เป็นดาวทั้งเมือง กาแลคซีที่อยู่ไกลออกไปทางช้างเผือก - นักดาราศาสตร์ประสบกับเหตุการณ์ช็อกในอวกาศ-เวลาอย่างแท้จริง ในเวลาเพียงหนึ่งปี เราได้ย้ายจากจักรวาลภายในทางช้างเผือกไปยังจักรวาลแห่งกาแลคซีดังกล่าวหลายพันล้านแห่ง ฮับเบิลเป็นหนึ่งในการค้นพบที่ยิ่งใหญ่ที่สุดทางดาราศาสตร์ ในอวกาศไม่ได้มีเพียงกาแล็กซีเดียว แต่มีกาแล็กซีมากมายมหาศาล กาแล็กซีของเรามีโครงสร้างกระแสน้ำวน มีแขนกังหัน 2 แขน และมีดาวฤกษ์ประมาณ 160 ล้านดวง Galaxy M 87 เป็นรูปวงรีขนาดยักษ์ มันเป็นหนึ่งในกาแลคซีที่เก่าแก่ที่สุดในจักรวาล และดวงดาวภายในนั้นเปล่งแสงสีทอง

และนี่คือกาแล็กซีหมวกปีกกว้าง ซึ่งมีแกนเรืองแสงขนาดใหญ่อยู่ตรงกลาง ล้อมรอบด้วยวงแหวนก๊าซและฝุ่น ศาสตราจารย์มิจิโอะ (มิจิโอะ) คาคุ นักฟิสิกส์:- กาแล็กซีนั้นงดงามมาก ในแง่หนึ่ง พวกมันเป็นตัวแทนของหน่วยพื้นฐานของจักรวาล พวกมันเป็นเหมือนวงล้อโคมยักษ์ที่หมุนไปในอวกาศ เหล่านี้คือดอกไม้ไฟที่แท้จริงที่สร้างขึ้นโดยธรรมชาติ กาแล็กซีนั้นใหญ่มาก - ยักษ์ใหญ่จริงๆ บนโลก ระยะทางมีหน่วยวัดเป็นกิโลเมตร ในอวกาศ นักดาราศาสตร์ใช้หน่วยวัดความยาว “ปีแสง” ซึ่งเป็นระยะทางที่แสงเดินทางได้ในหนึ่งปี มีความยาวประมาณเก้าล้านครึ่งล้านกิโลเมตร ศาสตราจารย์ Lawrence Krauss นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์:- เราอยู่ห่างจากใจกลางกาแล็กซีของเรา 25,000 ปีแสง และมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 100,000 ปีแสง แต่ถึงแม้จะมีขนาดที่น่าประทับใจ แต่มันก็เป็นเพียงจุดเล็กๆ ในอวกาศอันกว้างใหญ่ กาแล็กซีทางช้างเผือกดูเหมือนใหญ่มากสำหรับเรา แต่เมื่อเทียบกับกาแลคซีอื่นๆ ในจักรวาล มันมีขนาดเล็กมาก เนบิวลาแอนโดรเมดาซึ่งเป็นเพื่อนบ้านกาแลคซีที่ใกล้ที่สุดของเรา มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 200,000 ปีแสง ซึ่งใหญ่เป็น 2 เท่าของทางช้างเผือกของเรา M 87 เป็นดาราจักรทรงรีที่ใหญ่ที่สุดในอวกาศใกล้เคียง มันใหญ่กว่าแอนโดรเมดามาก แต่เมื่อเปรียบเทียบกับ M 87 ยักษ์ตัวอื่น มันดูเล็กมาก IC 10 11 มีความกว้าง 6 ล้านปีแสง นี่คือกาแลคซีที่ใหญ่ที่สุดที่เรารู้จัก มันใหญ่กว่าทางช้างเผือก 60 เท่า เรารู้ว่ากาแล็กซีมีขนาดใหญ่มาก และมีอยู่ทุกหนทุกแห่ง แต่พวกเขามาจากไหน? - หนึ่งในคำถามที่สำคัญที่สุดในดาราศาสตร์ฟิสิกส์คือกำเนิดของกาแลคซี เรายังไม่มีคำตอบที่ชัดเจนสำหรับเรื่องนี้ จักรวาลเริ่มต้นด้วยบิ๊กแบงซึ่งเกิดขึ้นเมื่อประมาณ 13.7 พันล้านปีก่อนและเป็นช่วงที่ร้อนอย่างไม่น่าเชื่อและหนาแน่นมาก เรารู้ว่าไม่มีสิ่งใดเหมือนกาแล็กซีที่สามารถดำรงอยู่ได้ในขณะนั้น ดังนั้นเราจึงสามารถพูดได้ว่าพวกมันปรากฏตัวในเวลารุ่งอรุณของจักรวาล ในการสร้างดวงดาว คุณต้องมีแรงโน้มถ่วง เพื่อรวมดวงดาวให้เป็นกาแล็กซี จำเป็นต้องมีมากกว่านี้อีก ดาวฤกษ์ดวงแรกปรากฏขึ้นหลังบิ๊กแบงเพียง 200 ล้านปี จากนั้นแรงโน้มถ่วงก็ดึงพวกมันมารวมกัน นี่คือลักษณะที่กาแลคซีแรกปรากฏขึ้น ศาสตราจารย์ Lawrence Krauss นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์:- กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลช่วยให้เรามองย้อนกลับไปในอดีต เกือบจะถึงจุดเริ่มต้นของเวลา จนถึงช่วงเวลาที่กาแลคซีแรกเพิ่งเริ่มก่อตัว กล้องโทรทรรศน์ฮับเบิลมองเห็นกาแล็กซีหลายแห่ง แต่แสงจากกาแล็กซีส่วนใหญ่ออกจากแหล่งกำเนิดเมื่อหลายพัน ล้าน หรือหลายพันล้านปีก่อน ตลอดเวลานี้เขาบินมาหาเรา ดังนั้นวันนี้เราจึงสำรวจกาแลคซีที่กลายเป็นประวัติศาสตร์ไปแล้ว ศาสตราจารย์ Lawrence Krauss นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์:- หากคุณมองลึกเข้าไปในอวกาศด้วยความช่วยเหลือจากฮับเบิล คุณจะเห็นจุดเล็กๆ ที่แทบจะไม่มีลักษณะคล้ายกับกาแลคซีที่มีอยู่เลย จุดแสงคลุมเครือเหล่านี้ กระจุกดาวนับล้านพันล้านดวงที่เพิ่งเริ่มรวมตัวกัน จุดจางๆ เหล่านี้เป็นจุดแรกสุดของกาแลคซี พวกมันก่อตัวขึ้นประมาณหนึ่งพันล้านปีหลังจากการกำเนิดของจักรวาล นอกเหนือเวลานี้ ฮับเบิลก็ไร้พลัง หากเราต้องสำรวจอดีตที่ลึกลงไป เราจำเป็นต้องมีกล้องโทรทรรศน์อื่น มากกว่าที่สามารถปล่อยสู่อวกาศได้ ตอนนี้เรามีแห่งหนึ่งในทะเลทรายสูงทางตอนเหนือของชิลี ชื่อของมันคือ AST - กล้องโทรทรรศน์อวกาศอาตาคามา กล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินที่สูงที่สุดนี้ตั้งอยู่ที่ 5,190 เมตรเหนือระดับน้ำทะเล - ฉันชอบทำงานที่ AST ในสภาพอากาศที่เลวร้ายมาก ที่นี่อากาศจะหนาวมากและมีลมพัดแรงมาก แต่ข้อดีอย่างมากสำหรับงานของเราคือท้องฟ้าแจ่มใสเกือบตลอดเวลา ท้องฟ้าที่แจ่มใสถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับตัวสะท้อนแสงที่แม่นยำของ AST ซึ่งมุ่งเน้นไปที่กาแลคซีในยุคแรกๆ ศาสตราจารย์ซูซาน สแตกส์ นักฟิสิกส์:- เมื่อใช้ AST เราสามารถซูมเข้าส่วนต่างๆ ของท้องฟ้าได้อย่างแม่นยำอย่างเหลือเชื่อ นอกจากนี้เรายังสามารถติดตามการพัฒนาโครงสร้างเช่นกาแลคซีและกระจุกกาแลคซีด้วยความคมชัดของภาพขั้นสูงสุด ANT ตรวจไม่พบแสงที่มองเห็นได้ มีเพียงไมโครเวฟคอสมิกที่เหลืออยู่จากสมัยที่เอกภพมีอายุหลายแสนปี ด้วยกล้องโทรทรรศน์นี้ คุณไม่เพียงแต่สามารถมองเห็นกาแลคซีต่างๆ เท่านั้น แต่ยังติดตามการเติบโตของพวกมันอีกด้วย ศาสตราจารย์ซูซาน สแตกส์ นักฟิสิกส์:- เราสามารถติดตามกระบวนการก่อตัวกาแลคซีและกระจุกดาราจักรได้ เราเห็นร่องรอยของแต่ละอย่างตั้งแต่หลายแสนปีตั้งแต่เริ่มโลกจนถึงปัจจุบัน ANT ได้ช่วยให้นักดาราศาสตร์เข้าใจว่ากาแลคซีวิวัฒนาการมาได้อย่างไรตั้งแต่เริ่มแรก ศาสตราจารย์ไมเคิล สเตราส์ นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์:- เราเริ่มตอบคำถาม: กาแลคซีดูเหมือนอะไรในช่วงเริ่มต้นของการสร้าง พวกมันจะคล้ายกับกาแลคซีสมัยใหม่หรือไม่ พวกมันเติบโตและพัฒนาอย่างไร นักดาราศาสตร์กำลังสังเกตว่ากาแลคซีเดินทางจากกระจุกดาวเล็กๆ ไปสู่เครือข่ายระบบดาวในปัจจุบันได้อย่างไร ศาสตราจารย์ Lawrence Krauss นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์:- ตามความเข้าใจของเราในปัจจุบัน ดาวฤกษ์ก่อตัวเป็นกระจุกดาราจักรซึ่งรวมตัวกันเป็นดาราจักร ซึ่งต่อมาก็ก่อตัวเป็นกระจุกดาราจักร และสิ่งเหล่านี้ก็ก่อตัวเป็นกระจุกดาราจักรซึ่งเป็นหน่วยอวกาศที่ใหญ่ที่สุดในปัจจุบัน กาแลคซีในยุคแรกๆ เป็นกลุ่มดาว ก๊าซ และฝุ่นที่ไม่มีรูปร่าง ปัจจุบัน ดาราจักรมีรูปลักษณ์ที่เรียบร้อยและเป็นระเบียบเรียบร้อย กระจุกดาวที่วุ่นวายกลายเป็นระบบกังหันทรงรีเรียวได้อย่างไร ด้วยความช่วยเหลือของแรงโน้มถ่วง แรงโน้มถ่วงรวมดวงดาวเข้าด้วยกันและควบคุมการพัฒนาในอนาคต ที่ใจกลางกาแลคซีส่วนใหญ่มีแหล่งกำเนิดแรงโน้มถ่วงที่ทรงพลังอย่างไม่น่าเชื่อ และทางช้างเผือกของเราก็ไม่มีข้อยกเว้น กาแล็กซีดำรงอยู่มานานกว่า 12 พันล้านปี เรารู้ว่าอาณาจักรดวงดาวอันกว้างใหญ่เหล่านี้มีหลากหลายรูปแบบ ตั้งแต่กังหันน้ำวนไปจนถึงลูกบอลดวงดาวขนาดมหึมา อย่างไรก็ตาม กาแล็กซีจำนวนมากยังคงเป็นปริศนาสำหรับเรา ศาสตราจารย์ไมเคิล สเตราส์ นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์:- กาแลคซีได้รูปร่างที่มีอยู่มาได้อย่างไร? ดาราจักรกังหันมีรูปร่างเหมือนกังหันอยู่เสมอหรือไม่? คำตอบคือเกือบจะไม่เสมอไป กาแลคซีอายุน้อยนั้นเป็นกลุ่มดาว ก๊าซ และฝุ่นที่ไร้รูปร่างและวุ่นวาย หลังจากผ่านไปหลายพันล้านปีเท่านั้น พวกมันก็กลายเป็นโครงสร้างที่มีการจัดระเบียบ เช่น ดาราจักรกระแสน้ำวน หรือทางช้างเผือกของเรา ศาสตราจารย์ Lawrence Krauss นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์:- ทางช้างเผือกไม่ได้เติบโตจากเมล็ดเดียว แต่มาจากหลายเมล็ด สิ่งที่ปัจจุบันเรียกว่ากาแลคซีทางช้างเผือกนั้นครั้งหนึ่งเคยประกอบด้วยชั้นหินมากมาย โครงสร้างไร้รูปร่างที่รวมเป็นหนึ่งเดียว โครงสร้างขนาดเล็กมาบรรจบกันเนื่องจากแรงโน้มถ่วง เธอค่อยๆดึงดวงดาวมารวมกัน พวกมันหมุนเร็วขึ้นและเร็วขึ้นจนกระทั่งกลายเป็นรูปร่างของจานแบน จากนั้นดวงดาวและก๊าซก็ก่อตัวเป็นแขนกังหันขนาดยักษ์ กระบวนการนี้เกิดขึ้นซ้ำแล้วซ้ำอีกนับพันล้านครั้งทั่วอวกาศ กาแล็กซีแต่ละแห่งมีเอกลักษณ์เฉพาะตัว แต่ทั้งหมดมีสิ่งหนึ่งที่เหมือนกัน นั่นคือทั้งหมดหมุนรอบศูนย์กลางของมัน เป็นเวลาหลายปีที่นักวิทยาศาสตร์สงสัยว่า: อะไรมีพลังพอที่จะเปลี่ยนพฤติกรรมของกาแลคซีได้? และในที่สุดก็พบคำตอบ หลุมดำ. และไม่ใช่แค่หลุมดำใดๆ แต่เป็นหลุมดำมวลมหาศาล - เบาะแสแรกของการมีอยู่ของหลุมดำมวลมหาศาลคือกาแลคซี ซึ่งมีคอลัมน์พลังงานอันทรงพลังระเบิดออกมาจากใจกลาง สำหรับเราดูเหมือนว่าหลุมดำเหล่านี้กำลังกินวัตถุใกล้เคียง เหมือนกับงานฉลองวันขอบคุณพระเจ้าอันยิ่งใหญ่ หลุมดำมวลมหาศาลกินก๊าซและดวงดาวเป็นอาหาร บางครั้งหลุมดำก็กินพวกมันอย่างตะกละตะกลามเกินไป และอาหารก็ถูกโยนกลับเข้าไปในอวกาศในฐานะลำแสงพลังงานบริสุทธิ์ สิ่งนี้เรียกว่าควาซาร์ เมื่อนักวิทยาศาสตร์เห็นควาซาร์พุ่งออกมาจากใจกลางกาแลคซี พวกเขารู้ว่ามันมีหลุมดำมวลมหาศาล แล้วกาแล็กซีของเราล่ะ? เพราะเธอไม่มีควาซาร์ นี่หมายความว่ามันไม่มีหลุมดำมวลมหาศาลใช่หรือไม่? Andrea Ghez และทีมของเธอพยายามคิดเรื่องนี้มาเป็นเวลา 15 ปีแล้ว ศาสตราจารย์อันเดรีย เกซ นักดาราศาสตร์:- คุณสามารถทราบได้ว่ามีหลุมดำมวลมหาศาลในทางช้างเผือกหรือไม่โดยการเคลื่อนที่ของดวงดาว ดวงดาวหมุนรอบตัวตามแรงโน้มถ่วง เช่นเดียวกับดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์ อย่างไรก็ตาม ดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้กับใจกลางกาแล็กซีจะถูกกลุ่มฝุ่นบดบังไว้ เกซจึงใช้กล้องโทรทรรศน์เคกขนาดยักษ์ในฮาวายเพื่อมองผ่านฝุ่น ภาพที่แปลกประหลาดและโหดร้ายปรากฏขึ้นต่อหน้าต่อตาเธอ ศาสตราจารย์อันเดรีย เกซ นักดาราศาสตร์:- ในใจกลางกาแล็กซีของเรา ทุกสิ่งถูกพาไปสู่จุดสูงสุด วัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูง ดวงดาวพุ่งผ่านไปทีละดวง ทุกอย่างกำลังเดือดพล่าน ทุกอย่างกำลังเดือดพล่าน คุณจะไม่เห็นสิ่งนี้ทุกที่ในกาแล็กซีของเรา เกซและทีมงานของเธอเริ่มถ่ายภาพดวงดาวบางดวงที่โคจรเข้าใกล้ใจกลางกาแล็กซีมากขึ้น ศาสตราจารย์อันเดรีย เกซ นักดาราศาสตร์:- เรามอบหมายหน้าที่ให้ตัวเองสร้างวิดีโอที่มีดวงดาวอยู่ใจกลางกาแล็กซี ฉันต้องอดทนและถ่ายรูปแล้วภาพเล่าก่อนที่ดวงดาวจะเคลื่อนตัว ภาพถ่ายดาวหมุนได้เผยให้เห็นบางสิ่งที่น่าอัศจรรย์ ความเร็วในการหมุนของพวกมันอยู่ที่หลายล้านกิโลเมตรต่อชั่วโมง ศาสตราจารย์อันเดรีย เกซ นักดาราศาสตร์:- ช่วงเวลาที่น่าตื่นเต้นที่สุดในการทดลองนี้คือตอนที่เราได้รับภาพที่สอง และเห็นได้ชัดว่าดวงดาวหมุนรอบตัวเร็วกว่าปกติมาก สิ่งนี้ยืนยันสมมติฐานของหลุมดำมวลมหาศาลได้อย่างสมบูรณ์

สมมติฐานนั้นถูกต้อง Ghez และทีมงานของเธอติดตามวิถีโคจรของดวงดาวและคำนวณตำแหน่งของพวกมันจากจุดศูนย์กลางการหมุน มีเพียงสิ่งเดียวที่ทรงพลังพอที่จะหมุนดาวฤกษ์ขนาดใหญ่รอบ ๆ ตัวมันเอง นั่นก็คือหลุมดำมวลมหาศาล ศาสตราจารย์อันเดรีย เกซ นักดาราศาสตร์:- มีเพียงแรงโน้มถ่วงของหลุมดำมวลมหาศาลเท่านั้นที่ทำให้ดาวฤกษ์หมุนรอบตัวเอง วิถีโคจรของพวกมันกลายเป็นหลักฐานของหลุมดำมวลมหาศาลที่ใจกลางดาราจักรของเรา หลุมดำที่ใจกลางทางช้างเผือกนั้นมีขนาดมหึมา ความกว้างของมันคือ 24 ล้านกิโลเมตร มีอันตรายต่อโลกของเราหรือไม่? ศาสตราจารย์อันเดรีย เกซ นักดาราศาสตร์:- ไม่มีอันตรายแม้แต่น้อยที่เราจะถูกดูดเข้าไปในหลุมดำมวลมหาศาล มันอยู่ไกลจากเราเกินไป

Planet Earth อยู่ห่างจากหลุมดำใจกลางทางช้างเผือก 25,000 ปีแสง ระยะทางหลายพันล้านกิโลเมตร โลกจึงปลอดภัย ลาก่อน. หลุมดำมวลมหาศาลสามารถเป็นแหล่งของแรงโน้มถ่วงอันทรงพลังได้ แต่พวกมันไม่มีกำลังเพียงพอที่จะรักษาความเชื่อมโยงระหว่างวัตถุในกาแลคซี ตามกฎฟิสิกส์ทั้งหมด กาแล็กซีจะต้องสลายตัว ทำไมสิ่งนี้ถึงไม่เกิดขึ้น? มีแรงในอวกาศมากกว่าหลุมดำมวลมหาศาล ไม่สามารถมองเห็นได้และแทบจะคำนวณไม่ได้เลย แต่มันมีอยู่จริง เรียกว่าสสารมืด และมีอยู่ทุกหนทุกแห่ง นักดาราศาสตร์ได้ค้นพบว่าที่ใจกลางกาแลคซีมีหลุมดำมวลมหาศาลที่ดึงดูดดาวฤกษ์ด้วยความเร็วสูง แต่หลุมดำไม่แข็งแรงพอที่จะเชื่อมโยงดวงดาวทุกดวงในกาแลคซีขนาดยักษ์ให้เป็นดาวดวงเดียว นี่มันพลังแบบไหนกันนะ? มันยังคงเป็นปริศนาจนกระทั่งนักวิทยาศาสตร์อิสระคนหนึ่งแนะนำว่าเรากำลังเผชิญกับบางสิ่งที่ไม่รู้จัก ในช่วงทศวรรษที่ 30 ของศตวรรษที่ 20 นักดาราศาสตร์ชาวสวิส Fritz Zwicky สงสัยว่าเหตุใดกาแลคซีจึงไม่สลายตัว จากการคำนวณของเขา พวกมันสร้างแรงโน้มถ่วงไม่เพียงพอ ดังนั้นพวกมันจึงต้องกระจัดกระจายไปทั่วอวกาศ “พระองค์ตรัสว่า “ข้าพเจ้าเห็นด้วยตาตนเองว่าพวกมันไม่แตกสลาย แต่อยู่รวมกันเป็นฝูงหนาแน่น ซึ่งหมายความว่ามีบางอย่างขัดขวางไม่ให้พวกเขาแตกสลาย แต่แรงดึงดูดของพวกเขาเองนั้นไม่ทรงพลังเพียงพอสำหรับสิ่งนี้ ดังนั้นฉันจึงสรุปได้ว่ามีบางสิ่งที่มนุษย์ไม่รู้จักและเป็นสิ่งที่จินตนาการไม่ได้” เขาตั้งชื่อให้มันว่าสสารมืด มันเหมือนกับการเปิดเผยอันศักดิ์สิทธิ์ ศาสตราจารย์มิจิโอะ (มิจิโอะ) คาคุ นักฟิสิกส์:- Fritz Zwicky ล้ำหน้าเขาไปหลายสิบปี และแน่นอนว่าเขาต้องเผชิญกับความเข้าใจผิดในหมู่เพื่อนนักดาราศาสตร์ แต่สุดท้ายเขาก็พูดถูก หากสิ่งที่ซวิคกี้เรียกว่าสสารมืดรวมดาราจักรเข้าเป็นกลุ่ม บางทีอาจช่วยป้องกันไม่ให้ดาราจักรแต่ละแห่งแตกสลายได้ด้วย เพื่อทดสอบสิ่งนี้ นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างกาแลคซีเสมือนบนคอมพิวเตอร์ที่มีดาวเสมือนและแรงโน้มถ่วงเสมือน - เราสร้างแบบจำลองของกาแลคซี โดยมีดาวฤกษ์อยู่ในวงโคจรเป็นรูปจานแบน เหมือนกับกาแล็กซีของเราเลย และพวกเขาตัดสินใจว่าพวกเขาได้สร้างกาแล็กซีในอุดมคติขึ้นมาแล้ว เราสงสัยว่ามันจะกลายเป็นเกลียวหรืออย่างอื่น แต่กาแล็กซีของเราทั้งหมดก็พังทลายลง กาแลคซีนี้มีแรงโน้มถ่วงไม่เพียงพอที่จะคงอยู่เป็นเอนทิตีเดียว ดังนั้น Ostrker จึงเพิ่มมันเข้าไปพร้อมกับสสารมืดเสมือน ศาสตราจารย์ เจเรมี ออสเตรเกอร์ นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์:- โดยธรรมชาติแล้ว เราอยากจะลองมัน เพราะมันช่วยแก้ปัญหาได้ ทุกอย่างได้ผล แรงโน้มถ่วงของสสารมืดกลายเป็นแรงยึดเหนี่ยวของกาแลคซี ศาสตราจารย์ เจเรมี ออสเตรเกอร์ นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์:- สสารมืดมีบทบาทเป็นโครงนั่งร้านของกาแลคซี ด้วยความช่วยเหลือนี้ กาแลคซีจึงถูกยึดอยู่กับที่และไม่แตกตัวออกเป็นวัตถุที่แยกจากกัน ขณะนี้นักวิทยาศาสตร์แนะนำว่าสสารมืดไม่เพียงแต่สนับสนุนกาแลคซีเท่านั้น แต่ยังเป็นแรงกระตุ้นให้เกิดการกำเนิดของมันอีกด้วย ศาสตราจารย์มิจิโอะ (มิจิโอะ) คาคุ นักฟิสิกส์:- เราเชื่อว่ากระจุกสสารมืดกลุ่มแรกปรากฏขึ้นอันเป็นผลมาจากบิกแบง หลังจากนั้นระยะหนึ่ง กระจุกเหล่านี้ก็ปรากฏให้เห็นชัดเจน ซึ่งเป็นเมล็ดพืชที่กาแลคซีเติบโตขึ้นมา แต่นักวิทยาศาสตร์ยังไม่ทราบว่าสสารมืดคืออะไร ศาสตราจารย์ Lawrence Krauss นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์:- สสารมืดยังคงเป็นสิ่งที่อธิบายไม่ได้ เราไม่เข้าใจสาระสำคัญของมัน แต่ทำจากวัสดุที่แตกต่างแน่นอน... ศาสตราจารย์มิจิโอะ (มิจิโอะ) คาคุ นักฟิสิกส์:- ... มากกว่าคุณและฉัน คุณไม่สามารถพึ่งพามันได้ คุณไม่สามารถสัมผัสมันได้ บางทีมันอาจจะอยู่รอบตัวเราเหมือนผีที่ผ่านคุณไปราวกับว่าคุณไม่มีตัวตนเลย เราอาจไม่รู้เกี่ยวกับสสารมืด แต่จักรวาลก็เต็มไปด้วยมัน ดร. แอนดรูว์ เบนสัน นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์:- น้ำหนักของสสารมืดเทียบเท่ากับอย่างน้อยหกเท่าของน้ำหนักของจักรวาลจากสสารธรรมดานั่นคือซึ่งเราทุกคนถูกสร้างขึ้นมาโดยปราศจากสิ่งที่เป็นไปไม่ได้ที่จะจินตนาการถึงการทำงานปกติของกฎของจักรวาล อย่างไรก็ตาม กฎหมายเหล่านี้ใช้ได้ผล ปรากฎว่ามีสสารมืดมีอยู่จริง และเมื่อไม่นานมานี้มีการค้นพบร่องรอยของมันในห้วงอวกาศ การสังเกตอิทธิพลที่มีต่อพฤติกรรมของแสงช่วยทำให้เกิดข้อความนี้ ทางเดินลำแสงโค้งงอ ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าเลนส์โน้มถ่วง

ดร. แอนดรูว์ เบนสัน นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์: - เลนส์โน้มถ่วงช่วยให้เราระบุการมีอยู่ของสสารมืดได้ มันทำงานอย่างไร? ลองนึกภาพว่ามีลำแสงจากกาแลคซีอันห่างไกลบางดวงบินมาหาเรา หากพบสสารมืดสะสมจำนวนมากตามเส้นทางของมัน วิถีโคจรของมันจะไปรอบ ๆ สสารมืดภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วง หากคุณดูความลึกของอวกาศผ่านกล้องโทรทรรศน์ฮับเบิล รูปร่างของกาแลคซีบางแห่งจะบิดเบี้ยวและยาวขึ้น

สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากสสารมืดบิดเบือนภาพ เธอวางมันไว้ในตู้ปลาทรงกลม ดร. แอนดรูว์ เบนสัน นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์:- ด้วยการวิเคราะห์โครงร่างของกาแลคซีเหล่านี้และระดับความบิดเบี้ยว ทำให้สามารถคำนวณปริมาณสสารมืดในกาแลคซีเหล่านี้ได้อย่างแม่นยำ ตอนนี้เป็นที่ชัดเจนว่าสสารมืดเป็นส่วนสำคัญของจักรวาล มันมีมาตั้งแต่เริ่มแรกและมีอิทธิพลต่อทุกสิ่งทุกที่ มันสร้างเงื่อนไขสำหรับการกำเนิดของกาแลคซีและป้องกันไม่ให้พวกมันสลายตัว มองไม่เห็นด้วยตาเปล่า ไม่ได้คำนวณด้วยเครื่องมือ แต่ถึงกระนั้น สสารมืดก็ยังเป็นที่รักของจักรวาล กาแลคซีดูเหมือนจะอยู่แยกจากกัน มีระยะทางหลายล้านล้านกิโลเมตรระหว่างพวกมัน แต่ถึงกระนั้น กาแลคซีก็รวมกันเป็นกลุ่ม กระจุกกาแลคซี กระจุกกาแลคซีก่อตัวเป็นกระจุกดาราจักรซึ่งประกอบด้วยกาแลคซีหลายหมื่นแห่ง ทางช้างเผือกของเราอยู่อันดับไหนในหมู่พวกเขา? ศาสตราจารย์มิจิโอะ (มิจิโอะ) คาคุ นักฟิสิกส์:- แผนผังอวกาศโดยทั่วไปแสดงให้เห็นว่ากาแล็กซีของเราเป็นส่วนหนึ่งของกาแล็กซีกลุ่มเล็กๆ จำนวนประมาณสามสิบกาแล็กซี ทางช้างเผือกของเราและเนบิวลาแอนโดรเมดามีขนาดใหญ่ที่สุดในนั้น แต่ในระดับที่ใหญ่ขึ้น เราเป็นเพียงส่วนเล็กๆ ของกระจุกกาแลคซีขนาดใหญ่ที่เรียกว่าราศีกันย์ ปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์กำลังรวบรวมแผนที่ทั่วไปของจักรวาลและระบุตำแหน่งของกระจุกกาแลคซีและกระจุกดาราจักร นี่คือหอดูดาว Apache Point ในนิวเม็กซิโก ซึ่งเป็นที่ตั้งของ Sloan Digital Sky Survey มันเป็นเพียงกล้องโทรทรรศน์ขนาดเล็ก แต่มีภารกิจพิเศษ การสำรวจดิจิทัลของสโลนสร้างแผนที่ดาวสามมิติแผ่นแรก มันจะช่วยให้เราระบุตำแหน่งที่แน่นอนของกาแลคซีหลายสิบล้านแห่งได้ เพื่อบรรลุเป้าหมายนี้ การสำรวจของสโลนจึงออกล่าหากาแลคซีที่อยู่ไกลจากทางช้างเผือก ระบุตำแหน่งของกาแลคซีได้อย่างแม่นยำ ข้อมูลนี้จะถูกบันทึกไว้ในดิสก์อะลูมิเนียม - แผ่นอะลูมิเนียมเหล่านี้มีความกว้างประมาณ 30 นิ้ว และมีรูทะลุ 640 รู ซึ่งแต่ละรูได้รับการออกแบบมาสำหรับวัตถุที่ต้องการในอวกาศ วัตถุอวกาศคือกาแล็กซี แสงจากกาแล็กซีส่องผ่านรูและไกลออกไปตามสายเคเบิลไฟเบอร์ออปติก ด้วยวิธีนี้ ข้อมูลเกี่ยวกับระยะทางและตำแหน่งของกาแลคซีหลายพันแห่งสามารถบันทึกและลงจุดบนแผนที่สามมิติได้ Dan Long วิศวกรของ Sloan Digital Sky Survey:- เรากำหนดโครงร่าง องค์ประกอบ และขนาดที่พวกมันกระจัดกระจายไปทั่วอวกาศ ทั้งหมดนี้มีความสำคัญมากสำหรับดาราศาสตร์ในการทำความเข้าใจกฎของจักรวาล

ที่นี่เราเห็นผลงานของพวกเขา: แผนที่สามมิติที่ใหญ่ที่สุดที่มีอยู่ในปัจจุบัน แผนที่แสดงสิ่งที่ไม่เคยพบเห็นมาก่อน ได้แก่ กระจุกดาวทั้งหมดและกระจุกดาราจักร และภาพของโลกยังคงขยายออกไป เราจะเห็นว่ากระจุกดาราจักรรวมตัวกันเป็นสายโซ่หรือเส้นใย การสำรวจของสโลนพบว่ามีความกว้าง 1.4 พันล้านปีแสง มันถูกเรียกว่ากำแพงเมืองสโลน นี่เป็นโครงสร้างเดี่ยวที่ใหญ่ที่สุดที่ค้นพบในประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์

Dan Long วิศวกรของ Sloan Digital Sky Survey: “คุณรู้สึกถึงความใหญ่โตของพื้นที่นี้ กระจุก เส้นใย และก้อนแสงเล็กๆ แต่ละก้อนถือเป็นกาแลคซีขนาดใหญ่ ไม่ใช่ดาวฤกษ์ แต่เป็นกาแล็กซีทั้งหมด และมีอยู่หลายร้อยหลายพันดวงอยู่รอบๆ การสำรวจสโลนแสดงภูมิศาสตร์กาแล็กซีในวงกว้าง นักวิทยาศาสตร์ไปไกลกว่านั้น พวกเขาสร้างจักรวาลทั้งจักรวาลด้วยคอมพิวเตอร์ที่ทรงพลังอย่างยิ่ง และที่นี่คุณไม่สามารถมองเห็นกาแลคซีแต่ละแห่งได้ เป็นการยากที่จะแยกแยะกระจุกดาวเหล่านั้นออก บนหน้าจอ คุณจะเห็นเพียงกระจุกดาราจักรที่ประกอบกันเป็นใยใยจักรวาลขนาดยักษ์

ศาสตราจารย์ Lawrence Krauss นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์: - หากคุณมองภาพอวกาศขนาดใหญ่อย่างใกล้ชิด คุณจะมองเห็นรูปแบบของเส้นใย ซึ่งเป็นใยจักรวาลที่ประกอบด้วยกาแลคซีและกระจุกของพวกมันที่ขยายออกไปในทิศทางที่แตกต่างกันนับพัน จากจุดนี้ อวกาศมีลักษณะคล้ายกับฟองน้ำขนาดยักษ์ในโครงสร้าง เส้นใยแต่ละเส้นมีกระจุกกาแลคซีหลายล้านกระจุก ซึ่งทั้งหมดเชื่อมต่อกันด้วยสสารมืด แบบจำลองคอมพิวเตอร์นี้แสดงสสารมืดที่ส่องผ่านเส้นใยที่พันกัน ดร. แอนดรูว์ เบนสัน นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์:- สสารมืดส่งผลต่อตำแหน่งของกาแลคซีในจักรวาล ดูกาแล็กซีต่างๆ สิ พวกมันไม่ได้กระจัดกระจายแบบสุ่มไปทั่วอวกาศ พวกมันรวมตัวกันเป็นกลุ่มเล็ก ๆ ซึ่งบ่งบอกถึงขนาดของการกระจายตัวของสสารมืดอีกครั้ง สสารมืดรองรับโครงสร้างมหภาคทั้งหมดของอวกาศ มันเชื่อมโยงกาแลคซีเข้ากับกระจุกซึ่งจะกลายเป็นกระจุกยิ่งยวด ซูเปอร์คลัสเตอร์ถูกถักทอเป็นสายใย หากไม่มีสสารมืด โครงสร้างทั้งหมดของจักรวาลก็จะพังทลายลง นี่คือจักรวาลของเราอย่างใกล้ชิด

ที่ไหนสักแห่งในส่วนลึกของใยจักรวาลขนาดมหึมานี้ กาแล็กซีทางช้างเผือกของเรานั้นซ่อนตัวอยู่ในเส้นใยเส้นหนึ่ง มันมีมาประมาณ 12 พันล้านปี และมันกำลังจะตายในการชนกันของจักรวาลอันทรงพลัง กาแล็กซีเป็นอาณาจักรแห่งดวงดาวอันกว้างใหญ่ บ้างก็เป็นลูกบอลขนาดใหญ่ บ้างก็เป็นเกลียวที่ซับซ้อน แต่พวกมันล้วนเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา ศาสตราจารย์ Lawrence Krauss นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์:- เมื่อเราดูกาแล็กซีของเรา ดูเหมือนว่ากาแล็กซีของเราจะไม่เปลี่ยนแปลงและคงอยู่ตลอดไป แต่นั่นไม่เป็นความจริง กาแล็กซีของเรามีการเคลื่อนที่อยู่ตลอดเวลา ธรรมชาติของมันเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลาของจักรวาล กาแล็กซีไม่เพียงแต่เปลี่ยนแปลง แต่ยังเคลื่อนไหวอีกด้วย มันเกิดขึ้นที่กาแลคซีชนกัน แล้วอันหนึ่งก็ดูดซับอีกอันหนึ่ง - ในจักรวาลมีกาแลคซีต่าง ๆ จำนวนมากที่มีปฏิสัมพันธ์และชนกัน - กับสมาชิกคนอื่น ๆ ในฝูง

นี่คือ NGC 2207 เมื่อมองแวบแรก ดูเหมือนกาแลคซีกังหันคู่ขนาดใหญ่ แต่จริงๆ แล้ว มันเป็นกาแลคซีสองแห่งชนกัน การชนกันจะคงอยู่นานนับล้านปี และในที่สุดทั้งสองกาแลคซีก็จะรวมเป็นหนึ่งเดียว การชนที่คล้ายกันเกิดขึ้นทุกที่ในอวกาศ และกาแล็กซีของเราก็ไม่มีข้อยกเว้น ศาสตราจารย์ Lawrence Krauss นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์:- ทางช้างเผือกคือมนุษย์กินคนโดยพื้นฐานแล้ว มันได้รูปแบบปัจจุบันโดยการดูดซับกาแลคซีขนาดเล็กจำนวนมาก แม้กระทั่งทุกวันนี้ แถบดาวเล็กๆ ของอดีตกาแลคซีแต่ละแห่งที่ยังคงไร้ขอบเขตซึ่งเติมเต็มทางช้างเผือก ยังมองเห็นได้บนตัวของมัน แต่สิ่งเหล่านี้กลับเป็น “ดอกไม้เล็กๆ” เมื่อเทียบกับสิ่งที่รอเราอยู่ในอนาคต เรากำลังเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วไปยังกาแลคซีแอนโดรเมดา และนี่ไม่เป็นลางดีสำหรับทางช้างเผือก ศาสตราจารย์มิจิโอะ (มิจิโอะ) คาคุ นักฟิสิกส์:- ทางช้างเผือกกำลังเข้าใกล้แอนโดรเมดาด้วยความเร็วประมาณ 250,000 ไมล์ต่อชั่วโมง ซึ่งหมายความว่าในอีก 5-6 พันล้านปี กาแล็กซีของเราจะไม่ดำรงอยู่อีกต่อไป ดร. ทีเจ ค็อกซ์ นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์:- แอนโดรเมดากำลังเข้ามาหาเราพร้อมกับมวลมหึมาทั้งหมด เมื่อกาแลคซีมีปฏิสัมพันธ์ แต่ละกาแลคซีจะสลายตัว และร่างกายของพวกมันจะค่อยๆ ผสมกันและเติบโตเหมือนก้อนหิมะ ศาสตราจารย์มิจิโอะ (มิจิโอะ) คาคุ นักฟิสิกส์:- สองกาแล็กซี่เริ่มเต้นรำแห่งความตาย

นี่คือการจำลองการชนในอนาคตที่เร่งความเร็วนับล้านครั้ง เมื่อกาแลคซีสองแห่งชนกัน เมฆก๊าซและฝุ่นก็ลอยออกไปทุกทิศทาง แรงโน้มถ่วงของกาแลคซีที่รวมตัวกันทำให้ดาวฤกษ์หลุดออกจากวงโคจรและโยนพวกมันเข้าสู่ส่วนลึกอันมืดมิดของจักรวาล ศาสตราจารย์มิจิโอะ (มิจิโอะ) คาคุ นักฟิสิกส์:- วันพิพากษาทางช้างเผือกจะเป็นภาพที่งดงามและเราจะชมการล่มสลายของกาแล็กซีของเราจากแถวหน้า กาแลคซีทั้งสองจะค่อยๆ ผ่านกันและกัน แล้วกลับมารวมกันเป็นหนึ่งเดียว น่าแปลกที่ดวงดาวจะไม่ชนกัน พวกเขายังห่างไกลกันมาก ดร. ทีเจ ค็อกซ์ นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์:- ดวงดาวก็จะผสมกัน ความน่าจะเป็นที่ดาวฤกษ์สองดวงจะชนกันแทบจะเป็นศูนย์ อย่างไรก็ตามฝุ่นและก๊าซระหว่างดาวฤกษ์จะเริ่มร้อนขึ้น เมื่อถึงจุดหนึ่ง พวกมันจะลุกไหม้ และกาแลคซีที่ชนกันจะกลายเป็นสีขาวร้อน ศาสตราจารย์มิจิโอะ (มิจิโอะ) คาคุ นักฟิสิกส์:- เมื่อถึงจุดหนึ่ง ไฟจริงอาจปะทุขึ้นบนท้องฟ้า ดร. ทีเจ ค็อกซ์ นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์:- กาแล็กซีทางช้างเผือกและแอนโดรเมดาจะยุติลง กาแลคซีใหม่จะปรากฏขึ้น - Melkomeda ซึ่งจะกลายเป็นหน่วยจักรวาลใหม่ กาแลคซี Melkomed ใหม่จะมีลักษณะเป็นวงรีขนาดใหญ่ที่ไม่มีแขนหรือก้นหอย เราจะหนีอนาคตไม่ได้ คำถามคือสิ่งที่จะนำมาสู่ดาวเคราะห์โลก ศาสตราจารย์มิจิโอะ (มิจิโอะ) คาคุ นักฟิสิกส์:- เราอาจจะถูกโยนออกไปนอกอวกาศพร้อมกับเศษแขนของทางช้างเผือก หรือถูกดูดเข้าไปในกาแล็กซีใหม่ ดวงดาวและดาวเคราะห์จะกระจัดกระจายไปทั่วกาแลคซีและไกลออกไป และสำหรับดาวเคราะห์โลก นี่อาจเป็นจุดจบที่น่าเศร้า จักรวาลจะเห็นการชนกันของกาแลคซีมากกว่าหนึ่งครั้ง แต่ยุคแห่งการกินเนื้อคนในกาแล็กซี่ก็จะสิ้นสุดลงสักวันหนึ่งเช่นกัน กาแลคซี่เป็นที่ตั้งของดวงดาว ระบบสุริยะ ดาวเคราะห์ และดวงจันทร์ กาแล็กซีมอบทุกสิ่งที่ต้องการให้กับตัวเอง ศาสตราจารย์ Lawrence Krauss นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์:- กาแล็กซีคือเลือดที่มีชีวิตในร่างกายของจักรวาล เราดำรงอยู่ได้เพราะเราถือกำเนิดในกาแล็กซี และทุกสิ่งที่เราเห็น ทุกสิ่งที่สำคัญสำหรับเรา เกิดขึ้นภายในกาแล็กซี ด้วยเหตุนี้ กาแลคซีจึงเป็นโครงสร้างที่เปราะบางซึ่งยึดติดกันด้วยสสารมืด นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบพลังปฏิบัติการอีกอย่างหนึ่งในจักรวาล เรียกว่าพลังงานมืด พลังงานมืดทำหน้าที่ต่อต้านสสารมืด หากอันหนึ่งเชื่อมต่อกาแลคซี อีกอันก็จะแยกพวกมันออกจากกัน ศาสตราจารย์ Lawrence Krauss นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์:- พลังงานมืดซึ่งเรารู้จักมาเป็นเวลาหนึ่งทศวรรษแล้ว เป็นลักษณะเด่นของจักรวาลและแสดงถึงความลึกลับที่ยิ่งใหญ่กว่านั้น เราไม่มีความคิดแม้แต่น้อยว่าทำไมจึงจำเป็น ดร. แอนดรูว์ เบนสัน นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์:- ยากที่จะบอกว่าประกอบด้วยอะไรบ้าง เรารู้ว่ามันมีอยู่จริง แต่ว่ามันคืออะไรและหน้าที่ของมันยังคงเป็นปริศนา ศาสตราจารย์ เจเรมี ออสเตรเกอร์ นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์:- พลังงานมืดเป็นสิ่งที่แปลก ดูเหมือนว่าอวกาศรอบนอกเต็มไปด้วยแหล่งเล็กๆ ที่ทำให้วัตถุต่างๆ ผลักกัน นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าในอนาคตอันไกลโพ้น พลังงานมืดจะเอาชนะการต่อสู้ของจักรวาลด้วยสสารมืด และกาแลคซีจะเริ่มสลายตัว ศาสตราจารย์ Lawrence Krauss นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์:- พลังงานมืดจะทำลายกาแลคซี สิ่งนี้จะเกิดขึ้นเมื่อกาแลคซีอื่นเริ่มค่อยๆ เคลื่อนตัวออกจากเราจนกระทั่งหายไปจากการมองเห็น และเนื่องจากกาแลคซีจะแยกออกจากกันด้วยความเร็วที่มากกว่าความเร็วแสง พวกมันจึงจะหายไปจากสายตาของเราอย่างแท้จริง ไม่ใช่วันนี้ ไม่ใช่พรุ่งนี้ แต่บางทีในอีกล้านล้านปี เราจะยังคงอยู่ในจักรวาลที่ว่างเปล่า กาแล็กซีจะกลายเป็นเกาะที่โดดเดี่ยวในอวกาศอันกว้างใหญ่ แต่สิ่งนี้จะไม่เกิดขึ้นเร็ว ๆ นี้ ทุกวันนี้ จักรวาลเจริญรุ่งเรือง และกาแล็กซีก็สร้างเงื่อนไขทั้งหมดสำหรับการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิต ศาสตราจารย์มิจิโอะ (มิจิโอะ) คาคุ นักฟิสิกส์:- หากไม่มีกาแล็กซี ฉันคงไม่อยู่ที่นี่ คุณคงไม่อยู่ที่นี่ และชีวิตก็คงไม่เกิดขึ้นเลย เราโชคดีอย่างไม่น่าเชื่อ สิ่งมีชีวิตกำเนิดบนโลกเพียงเพราะว่าระบบสุริยะเล็กๆ ของเราตั้งอยู่ทางด้านขวาของกาแล็กซี หากเราวางตำแหน่งตัวเองให้ใกล้กับศูนย์กลางมากขึ้นอีกนิด เราก็คงไม่รอด ศาสตราจารย์มิจิโอะ (มิจิโอะ) คาคุ นักฟิสิกส์:- ชีวิตในใจกลางกาแล็กซีนั้นโหดร้ายมาก และหากระบบสุริยะของเราตั้งอยู่ใกล้ใจกลางกาแล็กซีมากขึ้น ก็จะมีรังสีมากจนเราไม่สามารถอยู่รอดได้ การอยู่ไกลจากศูนย์กลางมากเกินไปก็ไม่ได้ดีไปกว่านี้แล้ว จำนวนดาวที่ขอบกาแล็กซีลดลงอย่างรวดเร็ว เราอาจจะไม่มีอยู่เลยก็ได้ ศาสตราจารย์มิจิโอะ (มิจิโอะ) คาคุ นักฟิสิกส์:- เราสามารถพูดได้ว่าเราเลือกค่าเฉลี่ยสีทองของกาแล็กซีแล้ว ไม่ไกล ไม่ใกล้ แต่อยู่ในตาวัว นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าแถบทองคำของกาแล็กซีอาจมีดาวหลายล้านดวง และในบรรดาดาวเหล่านั้นก็มีแนวโน้มที่จะมีระบบสุริยะอื่นๆ ที่สามารถดำรงชีวิตได้ และพวกมันก็อยู่ในกาแล็กซีของเราเอง และถ้าเรามีเขตเอื้ออาศัยได้ มันก็สามารถมีอยู่ในกาแลคซีอื่นได้เช่นกัน ศาสตราจารย์อันเดรีย เกซ นักดาราศาสตร์:- จักรวาลนั้นใหญ่มาก มันทำให้เราประหลาดใจครั้งแล้วครั้งเล่า ศาสตราจารย์ เจเรมี ออสเตรเกอร์ นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์:- ทุกครั้งที่เราคิดว่าเราพบคำตอบของคำถามแล้ว ปรากฎว่ามันนำเราไปสู่คำถามที่ใหญ่กว่านั้นอีก สิ่งนี้ทำให้เกิดความสนใจ กาแล็กซีทางช้างเผือกกำเนิดของเราและกาแล็กซีอื่นๆ ในจักรวาลตั้งคำถามต่อหน้าเราไม่รู้จบซึ่งต้องการคำตอบ และความลับที่ยังไม่มีใครค้นพบ ศาสตราจารย์มิจิโอะ (มิจิโอะ) คาคุ นักฟิสิกส์:- ใครจะจินตนาการเมื่อ 10 ปีที่แล้วว่าเราจะสามารถพบหลุมดำใจกลางกาแล็กซีได้ นักดาราศาสตร์คนไหนจะเชื่อเรื่องสสารมืดและพลังงานมืดเมื่อ 10 ปีที่แล้ว นักวิทยาศาสตร์จำนวนมากขึ้นเรื่อยๆ ทุ่มเทการวิจัยให้กับกาแลคซี่ กุญแจสำคัญในการทำความเข้าใจกฎของจักรวาลอยู่ในนั้น ศาสตราจารย์ Lawrence Krauss นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์:“ไม่น่าแปลกใจเลยที่มีชีวิตอยู่ ณ จุดนี้ในประวัติศาสตร์ของอวกาศบนดาวเคราะห์ดวงเล็กๆ ในเขตชานเมืองกาแล็กซีสุ่มๆ และได้รับคำตอบสำหรับคำถามเกี่ยวกับจักรวาลตั้งแต่เริ่มต้นจนถึงจุดสิ้นสุดของมัน” เราควรชื่นชมยินดีไม่รู้จบในช่วงเวลาสั้น ๆ ท่ามกลางแสงตะวัน กาแล็กซีเกิด พัฒนา ชนกัน และตาย กาแล็กซีเป็นซุปเปอร์สตาร์สำหรับโลกแห่งวิทยาศาสตร์ นักดาราศาสตร์ทุกคนมีสิ่งที่เขาชื่นชอบ ศาสตราจารย์ไมเคิล สเตราส์ นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์:- กาแล็กซีวอร์เท็กซ์หรือ M51 ศาสตราจารย์ เจเรมี ออสเตรเกอร์ นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์:- ถ้าแขวนไว้บนผนังได้ ฉันจะเลือก Sombrero Galaxy ศาสตราจารย์ Lawrence Krauss นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์:- กาแล็กซีหมวกปีกกว้าง ดาราจักรวงแหวน - สวยงามมาก ศาสตราจารย์มิจิโอะ (มิจิโอะ) คาคุ นักฟิสิกส์:- กาแล็กซีที่ฉันชอบคือทางช้างเผือก นี่คือบ้านของฉัน. เราโชคดีที่ทางช้างเผือกให้ทุกสิ่งที่จำเป็นในการดำรงชีวิตแก่เรา ชะตากรรมของเราขึ้นอยู่กับกาแล็กซีของเราและกาแล็กซีอื่นๆ ทั้งหมดโดยตรง พวกเขาสร้างเรา พวกเขาให้รูปร่างแก่ชีวิตของเรา และอนาคตของเราอยู่ในมือของพวกเขา

จักรวาลมีขนาดใหญ่มาก ทอดยาวไปหลายหมื่นล้านปีแสง และพื้นที่เกือบทั้งหมดนี้ว่างเปล่า แต่ยังประกอบด้วยเกาะดาวยักษ์จำนวนนับไม่ถ้วน - กาแล็กซีที่มีดาวนับพันล้านดวง หนึ่งในกาแลคซีเหล่านี้คือทางช้างเผือกที่เราอาศัยอยู่และมีขนาดค่อนข้างใหญ่ แต่กาแลคซีที่ใหญ่ที่สุดในจักรวาลที่นักวิทยาศาสตร์รู้จักคืออะไร?

มีเจ้าของสถิติดังกล่าวหลายคนและทุกคนต่างก็ประหลาดใจกับจินตนาการ ทางช้างเผือกของเราซึ่งในตัวเองมีขนาดใหญ่กว่ากาแลคซีอื่นๆ มากมาย มีดาวอยู่ 200-400 พันล้านดวง แต่ต่อหน้าสัตว์ประหลาดเหล่านี้ มันเป็นเพียงดาวแคระ

กาแลคซีกังหันอันงดงามนี้อยู่ในกลุ่มดาวแอนโดรเมดา และหันเข้าหาเรา ระยะทางคือ 200 ล้านปีแสงและบนท้องฟ้าดูเหมือนดาวฤกษ์จาง ๆ ที่มีความสว่าง 13.1 ม. นั่นคือมองเห็นได้ผ่านกล้องโทรทรรศน์ที่ทรงพลังพอสมควรและมีรูรับแสงกว้างเท่านั้น

มีอะไรพิเศษเกี่ยวกับ NGC 262 บ้าง? เพราะมันเป็นหนึ่งในกาแลคซีที่ใหญ่ที่สุด ก๊าซที่อยู่รอบ ๆ มันเพียงอย่างเดียวมีมวลถึง 5 หมื่นล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์ นั่นคือจำนวนดาวฤกษ์อย่างเช่นดวงอาทิตย์ที่สามารถก่อตัวได้จากมันอย่างแน่นอน

กาแล็กซีนั้นประกอบด้วยดาวฤกษ์ประมาณ 15 ล้านล้านดวง แม้ว่าเราจะรับดาวฤกษ์จำนวนสูงสุดในทางช้างเผือกที่ค่อนข้างใหญ่ของเราที่ 400 พันล้านดวง แต่ NGC 242 ยังมีดาวเหล่านั้นมากกว่า 6 เท่า!

ขนาดของกาแลคซียักษ์นี้คือ 1,300,000 ปีแสง ซึ่งใหญ่กว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของกาแลคซีที่บ้านของเราถึง 13 เท่า! มันเป็นเพียงกาแล็กซีขนาดใหญ่ ยักษ์ในหมู่ยักษ์

เฮอร์คิวลีส-เอ – หมายเลข 2

กาแล็กซี Hercules-A อยู่ในกลุ่มดาวเฮอร์คิวลีส มันอยู่ห่างจาก NGC 262 ถึง 10 เท่า แสงจากกาแลคซีนี้ใช้เวลา 2 พันล้านปีจึงจะมาถึงเรา

เส้นผ่านศูนย์กลางของสัตว์ประหลาดตัวนี้คือ 1,500,000 ปีแสง ซึ่งใหญ่กว่าขนาดของผู้สมัครครั้งก่อน และใหญ่กว่าขนาดกาแลคซีของเราถึง 15 เท่า มวลของเฮอร์คิวลีส-เอ หนักกว่าทางช้างเผือกของเราถึง 2,000 เท่า หลุมดำที่อยู่ใจกลางกาแลคซีแห่งนี้เพียงแห่งเดียวมีมวลถึง 2.5 พันล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์!

IC 1101 เป็นกาแลคซีที่ใหญ่ที่สุดในจักรวาล

กาแล็กซีนี้ถูกค้นพบโดยวิลเลียม เฮอร์เชลในปี พ.ศ. 2333 ตั้งอยู่ในกลุ่มดาวราศีกันย์ ในกลุ่มกาแลคซีขนาดใหญ่ ห่างจากเราเพียง 1 พันล้านปีแสง มันถูกจัดอยู่ในประเภทวงรีและมีความสว่าง 10.1 เมตรบนท้องฟ้า

IC 1101 เป็นกาแลคซีที่ใหญ่ที่สุดในจักรวาล

IC 1101 เป็นสัตว์ประหลาดตัวจริง นี่คือกาแลคซีที่ใหญ่ที่สุดในจักรวาล อย่างน้อยก็ในส่วนที่มองเห็นได้ แม้แต่ผู้สมัครคนก่อนๆ ก็ซีดเผือดเมื่อเปรียบเทียบกับเธอ มันหนักกว่าทางช้างเผือกของเราถึง 2,000 เท่า และใหญ่กว่า 60 เท่า! รังสีแสงจะใช้เวลา 6 ล้านปีในการข้ามจากขอบหนึ่งไปอีกขอบหนึ่ง นั่นคือกาแลคซีนี้มีขนาดใหญ่กว่ากาแลคซี Hercules-A ก่อนหน้านี้ถึง 4 เท่า มีดาวอยู่ 100 ล้านล้านดวง!

กาแลคซีขนาดยักษ์นี้ก่อตัวขึ้นจากการรวมตัวกันของกาแลคซีอื่นที่มีขนาดเล็กกว่า ตอนนี้มันใหญ่และใหญ่มากจนสามารถดูดซับกาแลคซีอื่น ๆ ที่อยู่ใกล้เคียงได้ ดังนั้นทุกอย่างจึงเติบโตขึ้น

ข้อเท็จจริงมากมายที่ทราบในปัจจุบันดูคุ้นเคยและคุ้นเคยมากจนเป็นเรื่องยากที่จะจินตนาการว่าเราใช้ชีวิตโดยปราศจากข้อเท็จจริงเหล่านั้นเมื่อก่อนได้อย่างไร อย่างไรก็ตาม ความจริงทางวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่ไม่ปรากฏในช่วงรุ่งอรุณของมนุษยชาติ เกือบทุกอย่างเกี่ยวข้องกับความรู้เกี่ยวกับอวกาศ ประเภทของเนบิวลา กาแล็กซี และดวงดาวเป็นที่รู้จักของเกือบทุกคนในปัจจุบัน ในขณะเดียวกัน เส้นทางสู่ความเข้าใจสมัยใหม่เกี่ยวกับโครงสร้างของจักรวาลนั้นค่อนข้างยาว ผู้คนใช้เวลานานในการตระหนักว่าดาวเคราะห์เป็นส่วนหนึ่งของระบบสุริยะ และเป็นส่วนหนึ่งของกาแล็กซี ประเภทของกาแลคซีเริ่มมีการศึกษาในดาราศาสตร์ในเวลาต่อมา เมื่อเข้าใจว่าทางช้างเผือกไม่ได้อยู่คนเดียวและจักรวาลไม่ได้จำกัดอยู่เพียงเท่านั้น ผู้ก่อตั้งระบบและความรู้ทั่วไปเกี่ยวกับอวกาศนอก "เส้นทางนม" คือเอ็ดวิน ฮับเบิล จากการวิจัยของเขา วันนี้เรารู้มากเกี่ยวกับกาแลคซีมากมาย

ฮับเบิลศึกษาเนบิวลาและพบว่าเนบิวลาจำนวนมากมีลักษณะคล้ายกับทางช้างเผือก จากวัสดุที่รวบรวมมา เขาบรรยายว่ากาแล็กซีมีหน้าตาเป็นอย่างไรและมีวัตถุอวกาศที่คล้ายกันประเภทใดบ้าง ฮับเบิลวัดระยะทางของบางคนและเสนอการจัดระบบของเขาเอง นักวิทยาศาสตร์ยังคงใช้มันมาจนถึงทุกวันนี้

เขาได้แบ่งระบบต่างๆ ทั้งหมดในจักรวาลออกเป็น 3 ประเภท คือ กาแล็กซีทรงรี กังหัน และกาแล็กซีไม่ปกติ แต่ละประเภทได้รับการศึกษาอย่างเข้มข้นโดยนักโหราศาสตร์ทั่วโลก

ชิ้นส่วนของจักรวาลที่โลกตั้งอยู่ คือทางช้างเผือก อยู่ในประเภท "กาแล็กซีกังหัน" ประเภทของกาแลคซีจะถูกระบุตามความแตกต่างในรูปร่าง ซึ่งส่งผลต่อคุณสมบัติบางอย่างของวัตถุ

เกลียว

ประเภทของกาแลคซีมีการกระจายไม่เท่ากันทั่วทั้งจักรวาล ตามข้อมูลสมัยใหม่ รูปทรงเกลียวนั้นพบได้บ่อยกว่าแบบอื่น นอกจากทางช้างเผือกแล้ว ประเภทนี้ยังรวมถึงเนบิวลาแอนโดรเมดา (M31) และกาแลคซีในกลุ่มดาวสามเหลี่ยม (M33) วัตถุดังกล่าวมีโครงสร้างที่จดจำได้ง่าย หากคุณมองจากด้านข้างว่ากาแล็กซีดังกล่าวมีลักษณะอย่างไร มุมมองจากด้านบนจะมีลักษณะคล้ายวงกลมที่มีศูนย์กลางร่วมกันแผ่กระจายไปทั่วผืนน้ำ แขนก้นหอยแผ่ออกมาจากส่วนนูนตรงกลางทรงกลมที่เรียกว่าส่วนนูน จำนวนสาขาดังกล่าวแตกต่างกันไป - ตั้งแต่ 2 ถึง 10 ดิสก์ทั้งหมดที่มีแขนกังหันตั้งอยู่ภายในเมฆดาวที่หายากซึ่งในทางดาราศาสตร์เรียกว่า "รัศมี" แกนกลางของกาแลคซีเป็นกลุ่มดาว

ชนิดย่อย

ในทางดาราศาสตร์ อักษร S ใช้เพื่อระบุดาราจักรกังหัน แบ่งออกเป็นประเภทต่างๆ ขึ้นอยู่กับการออกแบบโครงสร้างของแขนและลักษณะรูปร่างทั่วไป:

Galaxy Sa: แขนบิดแน่น เรียบและไม่มีรูปทรง ส่วนนูนสว่างและขยายออก

galaxy Sb: แขนมีพลัง ชัดเจน ส่วนนูนเด่นชัดน้อยกว่า

galaxy Sc: แขนได้รับการพัฒนาอย่างดี มีโครงสร้างขาด ๆ หาย ๆ ส่วนนูนมองเห็นได้ไม่ดี

นอกจากนี้ ระบบเกลียวบางระบบยังมีสะพานตรงกลางที่เกือบเป็นเส้นตรง (เรียกว่า "แท่ง") ในกรณีนี้ ตัวอักษร B (Sba หรือ Sbc) จะถูกเพิ่มเข้าไปในการกำหนดกาแลคซี

รูปแบบ

การก่อตัวของกาแลคซีกังหันดูเหมือนจะคล้ายกับลักษณะของคลื่นจากการกระแทกของหินบนผิวน้ำ ตามที่นักวิทยาศาสตร์ระบุว่ามีแรงผลักดันบางอย่างที่นำไปสู่การปรากฏของแขนเสื้อ กิ่งก้านของเกลียวนั้นเป็นตัวแทนของคลื่นที่มีความหนาแน่นของสสารเพิ่มขึ้น ธรรมชาติของการผลักอาจแตกต่างกัน ทางเลือกหนึ่งคือการเคลื่อนที่ในมวลใจกลางดาวฤกษ์

แขนกังหันประกอบด้วยดาวฤกษ์อายุน้อยและก๊าซเป็นกลาง (องค์ประกอบหลักคือไฮโดรเจน) พวกมันอยู่ในระนาบการหมุนของกาแลคซี ดังนั้นจึงมีลักษณะคล้ายจานแบน การก่อตัวของดาวฤกษ์อายุน้อยอาจอยู่ที่ศูนย์กลางของระบบดังกล่าวด้วย

เพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุด

เนบิวลาแอนโดรเมดาเป็นดาราจักรชนิดก้นหอย เมื่อมองจากด้านบนเผยให้เห็นแขนหลายแขนที่เล็ดลอดออกมาจากศูนย์กลางร่วม จากโลกสามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าเป็นจุดที่พร่ามัวและมีหมอกหนา เพื่อนบ้านของกาแลคซีของเรามีขนาดใหญ่กว่าเล็กน้อย: กว้าง 130,000 ปีแสง

แม้ว่าเนบิวลาแอนโดรเมดาจะเป็นดาราจักรที่อยู่ใกล้ทางช้างเผือกมากที่สุด แต่ระยะทางไปไกลมาก ใช้เวลาสองล้านปีแสงในการเดินทางผ่านมัน ข้อเท็จจริงข้อนี้อธิบายได้อย่างสมบูรณ์แบบว่าทำไมเที่ยวบินไปยังกาแลคซีใกล้เคียงจึงยังสามารถทำได้ในหนังสือและภาพยนตร์นิยายวิทยาศาสตร์เท่านั้น

ระบบวงรี

ตอนนี้เรามาดูกาแลคซีประเภทอื่นกันดีกว่า ภาพถ่ายของระบบวงรีแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนถึงความแตกต่างจากระบบที่เป็นเกลียว กาแล็กซีดังกล่าวไม่มีอาวุธ ดูเหมือนวงรี ระบบดังกล่าวสามารถถูกบีบอัดได้หลายองศา และอาจมีลักษณะคล้ายเลนส์หรือทรงกลม ในทางปฏิบัติแล้วไม่พบก๊าซเย็นในกาแลคซีดังกล่าว ตัวแทนที่น่าประทับใจที่สุดของประเภทนี้จะเต็มไปด้วยก๊าซร้อนที่ทำให้บริสุทธิ์ซึ่งมีอุณหภูมิสูงถึงหนึ่งล้านองศาหรือมากกว่านั้น

ลักษณะเด่นของกาแลคซีทรงรีหลายแห่งคือโทนสีแดง เป็นเวลานานที่นักโหราศาสตร์เชื่อว่านี่เป็นสัญญาณบ่งบอกถึงความโบราณของระบบดังกล่าว เชื่อกันว่าประกอบด้วยดวงดาวเก่าแก่เป็นส่วนใหญ่ อย่างไรก็ตาม การวิจัยในทศวรรษที่ผ่านมาได้แสดงให้เห็นความเข้าใจผิดของสมมติฐานนี้

การศึกษา

เป็นเวลานานที่มีการเดาอีกครั้งเกี่ยวกับกาแลคซีทรงรี พวกเขาถือเป็นกลุ่มแรกที่ปรากฏตัว เกิดขึ้นหลังจากการระเบิดครั้งใหญ่ไม่นาน ปัจจุบันทฤษฎีนี้ถือว่าล้าสมัย นักโหราศาสตร์ชาวเยอรมัน Alar และ Yuri Thumre รวมถึงนักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกาใต้ Francois Schweizer มีส่วนช่วยอย่างมากในการพิสูจน์ข้อพิสูจน์นี้ การวิจัยและการค้นพบของพวกเขาในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมายืนยันความจริงของการคาดเดาอีกรูปแบบหนึ่งซึ่งเป็นรูปแบบการพัฒนาแบบลำดับชั้น ตามที่กล่าวไว้ โครงสร้างที่ใหญ่กว่านั้นถูกสร้างขึ้นจากโครงสร้างที่ค่อนข้างเล็ก นั่นคือกาแลคซีไม่ได้ก่อตัวในทันที การปรากฏของมันเกิดขึ้นก่อนด้วยการก่อตัวของกระจุกดาว

ตามแนวคิดสมัยใหม่ ระบบรูปไข่ถูกสร้างขึ้นจากแขนที่มีรูปร่างเป็นเกลียวอันเป็นผลมาจากการควบรวมกิจการ ข้อยืนยันประการหนึ่งคือกาแลคซี "บิดเบี้ยว" จำนวนมากที่พบในพื้นที่ห่างไกลในอวกาศ ในทางตรงกันข้าม ในภูมิภาคที่ใกล้ที่สุด ระบบรูปไข่จะมีความเข้มข้นสูงกว่าอย่างเห็นได้ชัด ซึ่งค่อนข้างสว่างและขยายออกไป

สัญลักษณ์

กาแลคซีทรงรียังได้รับการตั้งชื่อตามดาราศาสตร์ด้วย สำหรับพวกเขาจะใช้สัญลักษณ์ "E" และตัวเลขตั้งแต่ 0 ถึง 6 ซึ่งระบุระดับความเรียบของระบบ E0 เป็นกาแลคซีที่มีรูปร่างเป็นทรงกลมเกือบสม่ำเสมอ และ E6 เป็นกาแลคซีที่แบนที่สุด

ลูกปืนใหญ่ที่บ้าคลั่ง

กาแลคซีทรงรีประกอบด้วยระบบ NGC 5128 จากกลุ่มดาวเซนทอร์และ M87 ซึ่งอยู่ในราศีกันย์ คุณลักษณะของพวกเขาคือการปล่อยคลื่นวิทยุที่ทรงพลัง นักโหราศาสตร์สนใจโครงสร้างของส่วนกลางของกาแลคซีดังกล่าวเป็นอันดับแรก การสังเกตของนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียและการศึกษาด้วยกล้องโทรทรรศน์ฮับเบิลแสดงให้เห็นกิจกรรมที่ค่อนข้างสูงในเขตนี้ ในปี 1999 นักโหราศาสตร์ชาวอเมริกาใต้ได้รับข้อมูลเกี่ยวกับแกนกลางของกาแลคซีทรงรี NGC 5128 (กลุ่มดาวเซนทอร์) ในการเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่อง มีก๊าซร้อนจำนวนมหาศาลหมุนวนรอบใจกลางของหลุมดำ ยังไม่มีข้อมูลที่แน่นอนเกี่ยวกับลักษณะของกระบวนการดังกล่าว

ระบบที่มีรูปทรงไม่สม่ำเสมอ

การปรากฏตัวของกาแลคซีประเภทที่สามไม่มีโครงสร้าง ระบบดังกล่าวเป็นวัตถุที่มีรูปร่างไม่เป็นระเบียบ ดาราจักรที่ไม่ปกติพบได้ในอวกาศอันกว้างใหญ่น้อยกว่าดาราจักรอื่นๆ แต่การศึกษาของดาราจักรเหล่านี้ช่วยให้เข้าใจกระบวนการต่างๆ ที่เกิดขึ้นในจักรวาลได้แม่นยำมากขึ้น มวลของระบบดังกล่าวมากถึง 50% เป็นแก๊ส ในทางดาราศาสตร์ เป็นเรื่องปกติที่จะกำหนดกาแลคซีดังกล่าวโดยใช้สัญลักษณ์ Ir

ดาวเทียม

ดาราจักรไม่ปกติประกอบด้วยสองระบบที่อยู่ใกล้กับทางช้างเผือกมากที่สุด เหล่านี้คือดาวเทียม: เมฆแมเจลแลนใหญ่และเล็ก มองเห็นได้ชัดเจนในท้องฟ้ายามค่ำคืนของซีกโลกใต้ กาแลคซีที่ใหญ่ที่สุดอยู่ห่างจากเรา 200,000 ปีแสง และกาแลคซีที่เล็กกว่านั้นอยู่ห่างจากทางช้างเผือก 170,000 ปีแสง ปี.

นักโหราศาสตร์กำลังศึกษาความกว้างใหญ่ของระบบเหล่านี้อย่างใกล้ชิด และเมฆแมเจลแลนก็ชดใช้สิ่งนี้ทั้งหมด: วัตถุที่สำคัญมากมักถูกค้นพบในกาแลคซีบริวาร ตัวอย่างเช่น เมื่อวันที่ 23 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2530 ซูเปอร์โนวาได้ระเบิดในกลุ่มเมฆแมกเจลแลนใหญ่ เนบิวลาเปล่งแสงทารันทูล่าก็น่าสนใจเป็นพิเศษเช่นกัน

นอกจากนี้ยังตั้งอยู่ในเมฆแมเจลแลนใหญ่ ที่นี่นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบบริเวณที่มีการก่อตัวดาวฤกษ์อย่างต่อเนื่อง ดาวฤกษ์บางดวงที่ประกอบเป็นเนบิวลามีอายุเพียงสองล้านปีเท่านั้น นอกจากนี้ ดาวฤกษ์ที่น่าประทับใจที่สุดที่ค้นพบในปี 2554 คือ RMC 136a1 ก็ตั้งอยู่ตรงนั้น มวลของมันคือ 256 แสงอาทิตย์

ปฏิสัมพันธ์

กาแลคซีประเภทหลักๆ อธิบายคุณลักษณะของรูปร่างและการจัดเรียงองค์ประกอบของระบบจักรวาลเหล่านี้ อย่างไรก็ตาม คำถามเกี่ยวกับความช่วยเหลือของพวกเขาก็น่าสนใจไม่น้อย ไม่มีความลับใดที่วัตถุอวกาศทั้งหมดจะเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่อง กาแล็กซีก็ไม่มีข้อยกเว้น ประเภทของกาแลคซี อย่างน้อยก็เป็นตัวแทนบางส่วนอาจก่อตัวขึ้นในกระบวนการควบรวมหรือการชนกันของสองระบบ

หากเราจำได้ว่าวัตถุดังกล่าวคืออะไร จะชัดเจนว่าการเปลี่ยนแปลงขนาดใหญ่เกิดขึ้นได้อย่างไรในระหว่างการโต้ตอบของพวกมัน ในระหว่างการชน พลังงานจำนวนมหาศาลจะถูกปล่อยออกมา น่าแปลกใจที่เหตุการณ์ดังกล่าวเป็นไปได้ในอวกาศอันกว้างใหญ่มากกว่าการพบกันของดาวสองดวง

อย่างไรก็ตาม “การสื่อสาร” ของกาแลคซีไม่ได้จบลงด้วยการชนและการระเบิดเสมอไป ระบบขนาดเล็กสามารถทะลุผ่านพี่ใหญ่ได้ และรบกวนโครงสร้างของมัน นี่คือวิธีการก่อตัวที่มีลักษณะคล้ายกับทางเดินยาว ประกอบด้วยดวงดาวและก๊าซ และมักกลายเป็นโซนสำหรับการก่อตัวของผู้ทรงคุณวุฒิใหม่ ตัวอย่างของระบบดังกล่าวเป็นที่รู้จักกันดีในหมู่นักวิทยาศาสตร์ หนึ่งในนั้นคือกาแล็กซีกงล้อในกลุ่มดาวประติมากร

ในบางกรณีระบบไม่ชนกันแต่ผ่านกันหรือสัมผัสเพียงเล็กน้อยเท่านั้น อย่างไรก็ตาม ไม่ว่าปฏิสัมพันธ์จะมากน้อยเพียงใด ก็นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของกาแลคซีทั้งสองอย่างรุนแรง

อนาคต

ตามสมมติฐานของนักวิทยาศาสตร์ อาจเป็นไปได้ว่าหลังจากนั้นเป็นเวลานานพอสมควร ทางช้างเผือกจะดูดซับดาวเทียมที่ใกล้ที่สุด ซึ่งเป็นระบบที่เพิ่งค้นพบเมื่อไม่นานมานี้ ซึ่งมีขนาดเล็กตามมาตรฐานจักรวาล ซึ่งอยู่ห่างจากเรา 50 ปีแสง ข้อมูลการวิจัยบ่งชี้ถึงอายุการใช้งานที่น่าประทับใจของดาวเทียมดวงนี้ ซึ่งอาจสิ้นสุดในกระบวนการรวมตัวกับดาวเทียมดวงอื่นที่มีขนาดใหญ่กว่า

การชนกันเป็นอนาคตที่เป็นไปได้สำหรับทางช้างเผือกและกาแล็กซีแอนโดรเมดา ตอนนี้เพื่อนบ้านตัวใหญ่ถูกแยกออกจากเราประมาณ 2.9 ล้านปีแสง กาแลคซีสองแห่งกำลังเข้าใกล้กันด้วยความเร็ว 300 กม./วินาที ตามที่นักวิทยาศาสตร์ระบุว่า การชนที่เป็นไปได้จะเกิดขึ้นภายในสามพันล้านปี อย่างไรก็ตาม วันนี้ไม่มีใครรู้แน่ชัดว่ามันจะเกิดขึ้นหรือว่ากาแลคซีจะสัมผัสกันเพียงเล็กน้อยเท่านั้น สำหรับการพยากรณ์ ยังมีข้อมูลไม่เพียงพอเกี่ยวกับลักษณะการเคลื่อนที่ของวัตถุทั้งสอง

การศึกษาดาราศาสตร์สมัยใหม่โดยละเอียดเกี่ยวกับโครงสร้างจักรวาล เช่น กาแลคซี: ประเภทของกาแลคซี คุณลักษณะของการมีปฏิสัมพันธ์ ความแตกต่างและความคล้ายคลึง อนาคต ยังมีอีกหลายสิ่งที่ยังไม่ชัดเจนในด้านนี้และต้องมีการวิจัยเพิ่มเติม ทราบประเภทของโครงสร้างของกาแลคซี แต่ไม่มีความเข้าใจที่ชัดเจนในรายละเอียดหลายอย่างที่เกี่ยวข้อง เช่น กับการกำเนิดของพวกมัน อย่างไรก็ตาม การพัฒนาความรู้และเทคโนโลยีในปัจจุบันช่วยให้เราหวังว่าจะมีความก้าวหน้าครั้งสำคัญในอนาคต ไม่ว่าในกรณีใด กาแลคซีจะไม่หยุดเป็นศูนย์กลางของโครงการวิจัยมากมาย และสิ่งนี้ไม่เพียงเกี่ยวข้องกับความอยากรู้อยากเห็นที่มีอยู่ในตัวทุกคนเท่านั้น ข้อมูลเกี่ยวกับรูปแบบของจักรวาลและอายุขัยของระบบดาวฤกษ์ทำให้สามารถทำนายอนาคตของกาแลคซีทางช้างเผือกในเอกภพของเราได้

ผู้ที่มีความคิดเพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับจักรวาลจะตระหนักดีว่าจักรวาลมีการเคลื่อนไหวอยู่ตลอดเวลา จักรวาลขยายตัวทุก ๆ วินาที และมีขนาดใหญ่ขึ้นเรื่อยๆ อีกประการหนึ่งคือในระดับการรับรู้ของมนุษย์ต่อโลก เป็นเรื่องยากมากที่จะเข้าใจขนาดของสิ่งที่เกิดขึ้นและจินตนาการถึงโครงสร้างของจักรวาล นอกจากกาแล็กซีของเราซึ่งดวงอาทิตย์ตั้งอยู่และเราตั้งอยู่แล้ว ยังมีกาแล็กซีอื่นๆ อีกนับสิบหลายร้อยแห่ง ไม่มีใครรู้จำนวนที่แน่นอนของโลกที่อยู่ห่างไกล จำนวนกาแลคซีในจักรวาลสามารถทราบได้โดยการสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของจักรวาลเท่านั้น

ดังนั้น เมื่อพิจารณาจากขนาดของจักรวาล เราจึงสามารถสรุปได้อย่างง่ายดายว่าห่างจากโลกหลายหมื่นล้านปีแสง มีโลกที่คล้ายกับเราอยู่

อวกาศและโลกที่ล้อมรอบเรา

ตามที่นักวิทยาศาสตร์หลายคนกล่าวว่า กาแล็กซีของเราซึ่งได้รับชื่อที่สวยงามว่า "ทางช้างเผือก" เป็นศูนย์กลางของจักรวาลเมื่อไม่กี่ศตวรรษก่อน อันที่จริง ปรากฎว่านี่เป็นเพียงส่วนหนึ่งของจักรวาลเท่านั้น และมีกาแลคซีอื่นหลายประเภทและขนาด ทั้งใหญ่และเล็ก บางแห่งอยู่ไกลออกไป และบางแห่งอยู่ใกล้กว่า

ในอวกาศ วัตถุทั้งหมดเชื่อมต่อกันอย่างใกล้ชิด เคลื่อนที่ไปในลำดับที่แน่นอน และครอบครองสถานที่ที่ได้รับจัดสรร ดาวเคราะห์ที่เรารู้จัก ดาวที่เรารู้จัก หลุมดำ และระบบสุริยะของเราเองนั้นตั้งอยู่ในกาแลคซีทางช้างเผือก ชื่อไม่ใช่เรื่องบังเอิญ แม้แต่นักดาราศาสตร์โบราณที่สำรวจท้องฟ้ายามค่ำคืน ยังเปรียบเทียบพื้นที่รอบตัวเรากับเส้นทางน้ำนมซึ่งมีดาวนับพันดวงดูเหมือนหยดนม กาแล็กซีทางช้างเผือกซึ่งเป็นวัตถุดาราจักรท้องฟ้าในขอบเขตการมองเห็นของเรา ประกอบขึ้นเป็นจักรวาลใกล้เคียง สิ่งที่อาจอยู่นอกเหนือการมองเห็นของกล้องโทรทรรศน์กลายเป็นที่รู้จักในศตวรรษที่ 20 เท่านั้น

การค้นพบครั้งต่อมาซึ่งขยายจักรวาลของเราจนมีขนาดเท่าเมตากาแล็กซี ทำให้นักวิทยาศาสตร์ค้นพบทฤษฎีบิ๊กแบง ความหายนะครั้งใหญ่เกิดขึ้นเมื่อเกือบ 15 พันล้านปีก่อนและเป็นแรงผลักดันให้เกิดกระบวนการกำเนิดจักรวาล ระยะหนึ่งของสารถูกแทนที่ด้วยอีกระยะหนึ่ง จากเมฆหนาแน่นของไฮโดรเจนและฮีเลียม จุดเริ่มต้นแรกของจักรวาลเริ่มก่อตัวขึ้น - กาแล็กซีก่อกำเนิดประกอบด้วยดวงดาว ทั้งหมดนี้เกิดขึ้นในอดีตอันไกลโพ้น แสงจากเทห์ฟากฟ้าจำนวนมากซึ่งเราสามารถสังเกตได้จากกล้องโทรทรรศน์ที่แข็งแกร่งที่สุดนั้นเป็นเพียงการทักทายอำลาเท่านั้น ดาวหลายล้านดวง (หรือหลายพันล้านดวง) ที่กระจายอยู่บนท้องฟ้าของเรานั้นอยู่ห่างจากโลกหนึ่งพันล้านปีแสง และหยุดดำรงอยู่ไปนานแล้ว

แผนที่จักรวาล: เพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุดและไกลที่สุด

ระบบสุริยะของเราและวัตถุจักรวาลอื่น ๆ ที่สังเกตได้จากโลกนั้นเป็นโครงสร้างที่ค่อนข้างใหม่และเป็นเพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุดในจักรวาลอันกว้างใหญ่ เป็นเวลานานที่นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่ากาแลคซีแคระที่อยู่ใกล้กับทางช้างเผือกมากที่สุดคือเมฆแมเจลแลนใหญ่ซึ่งอยู่ห่างจาก 50 กิโลพาร์เซกเพียง 50 กิโลพาร์เซก เมื่อไม่นานมานี้เพื่อนบ้านที่แท้จริงของกาแล็กซีของเราก็เป็นที่รู้จัก ในกลุ่มดาวราศีธนูและในกลุ่มดาวสุนัขใหญ่มีกาแลคซีแคระขนาดเล็กซึ่งมีมวลน้อยกว่ามวลทางช้างเผือก 200-300 เท่าและระยะห่างถึงพวกมันเพียง 30-40,000 ปีแสง

สิ่งเหล่านี้เป็นหนึ่งในวัตถุสากลที่เล็กที่สุด ในกาแลคซีดังกล่าว จำนวนดาวฤกษ์ค่อนข้างน้อย (ประมาณหลายพันล้านดวง) ตามกฎแล้ว กาแลคซีแคระจะค่อยๆ รวมตัวหรือถูกดูดกลืนโดยชั้นหินที่มีขนาดใหญ่กว่า ความเร็วของเอกภพที่กำลังขยายตัวซึ่งอยู่ที่ 20-25 กม./วินาที จะทำให้กาแลคซีใกล้เคียงชนกันโดยไม่รู้ตัว สิ่งนี้จะเกิดขึ้นเมื่อใดและจะเป็นอย่างไรเราคงเดาได้เท่านั้น การชนกันของกาแลคซีกำลังเกิดขึ้นตลอดเวลา และเนื่องจากการดำรงอยู่ของเรานั้นไม่ยั่งยืน จึงไม่สามารถสังเกตสิ่งที่เกิดขึ้นได้

แอนโดรเมดาซึ่งมีขนาดใหญ่กว่ากาแล็กซีของเราสองถึงสามเท่า เป็นหนึ่งในกาแล็กซีที่อยู่ใกล้เราที่สุด ดาวดวงนี้ยังคงเป็นหนึ่งในดวงที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในหมู่นักดาราศาสตร์และนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ และอยู่ห่างจากโลกเพียง 2.52 ล้านปีแสง เช่นเดียวกับกาแลคซีของเรา แอนโดรเมดาเป็นสมาชิกของกลุ่มกาแลคซีท้องถิ่น ขนาดของสนามกีฬาจักรวาลขนาดยักษ์นี้มีเส้นผ่านศูนย์กลางสามล้านปีแสง และจำนวนกาแลคซีที่มีอยู่ในนั้นอยู่ที่ประมาณ 500 อย่างไรก็ตาม แม้แต่แอนโดรเมดาขนาดยักษ์ก็ยังดูเตี้ยเมื่อเทียบกับกาแลคซี IC 1101

ดาราจักรชนิดก้นหอยที่ใหญ่ที่สุดในจักรวาลนี้อยู่ห่างจากโลกไปมากกว่าร้อยล้านปีแสง และมีเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า 6 ล้านปีแสง แม้จะมีดาวฤกษ์ถึง 100 ล้านล้านดวง แต่กาแลคซีนี้ส่วนใหญ่ประกอบด้วยสสารมืด

พารามิเตอร์ทางดาราศาสตร์ฟิสิกส์และประเภทของกาแลคซี

การสำรวจอวกาศครั้งแรกที่ดำเนินการเมื่อต้นศตวรรษที่ 20 ถือเป็นอาหารสำหรับความคิดมากมาย เนบิวลาคอสมิกที่ค้นพบผ่านเลนส์ของกล้องโทรทรรศน์ ซึ่งในที่สุดก็นับได้มากกว่าหนึ่งพันชิ้น ถือเป็นวัตถุที่น่าสนใจที่สุดในจักรวาล เป็นเวลานานแล้วที่จุดสว่างบนท้องฟ้ายามค่ำคืนถือเป็นการสะสมก๊าซซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโครงสร้างกาแลคซีของเรา เอ็ดวิน ฮับเบิล ในปี 1924 สามารถวัดระยะห่างถึงกระจุกดาวและเนบิวลาได้ และค้นพบอย่างน่าทึ่ง เนบิวลาเหล่านี้เป็นเพียงกาแลคซีกังหันที่อยู่ห่างไกล ซึ่งเคลื่อนที่อย่างอิสระผ่านขนาดของจักรวาล

นักดาราศาสตร์ชาวอเมริกันเป็นคนแรกที่แนะนำว่าจักรวาลของเราประกอบด้วยกาแลคซีจำนวนมาก การสำรวจอวกาศในช่วงไตรมาสสุดท้ายของศตวรรษที่ 20 การสังเกตการณ์โดยใช้ยานอวกาศและเทคโนโลยี รวมถึงกล้องโทรทรรศน์ฮับเบิลอันโด่งดัง ได้ยืนยันสมมติฐานเหล่านี้ อวกาศนั้นไร้ขีดจำกัด และทางช้างเผือกของเราก็อยู่ไกลจากกาแลคซีที่ใหญ่ที่สุดในจักรวาล และยิ่งกว่านั้น ไม่ใช่ศูนย์กลางของมันด้วย

มีเพียงการถือกำเนิดของวิธีการสังเกตการณ์ทางเทคนิคที่ทรงพลังเท่านั้นที่จักรวาลเริ่มมีโครงร่างที่ชัดเจน นักวิทยาศาสตร์ต้องเผชิญกับความจริงที่ว่าแม้แต่การก่อตัวขนาดใหญ่เช่นกาแลคซีก็อาจแตกต่างกันในโครงสร้างและโครงสร้างรูปร่างและขนาด

ด้วยความพยายามของเอ็ดวิน ฮับเบิล โลกได้รับการจำแนกกาแลคซีอย่างเป็นระบบ โดยแบ่งออกเป็นสามประเภท:

• เกลียว;
• รูปไข่;
• ไม่ถูกต้อง.

กาแลคซีทรงรีและกังหันเป็นประเภทที่พบมากที่สุด ซึ่งรวมถึงกาแลคซีทางช้างเผือกของเรา เช่นเดียวกับกาแลคซีแอนโดรเมดาที่อยู่ใกล้เคียงและกาแลคซีอื่น ๆ อีกมากมายในจักรวาล

กาแลคซีทรงรีมีรูปร่างเป็นวงรีและยาวไปในทิศทางเดียว วัตถุเหล่านี้ไม่มีปลอกหุ้มและมักจะเปลี่ยนรูปร่าง วัตถุเหล่านี้มีขนาดแตกต่างกันด้วย สัตว์ประหลาดในจักรวาลเหล่านี้ต่างจากกาแล็กซีกังหันตรงที่ไม่มีจุดศูนย์กลางที่ชัดเจน ไม่มีแกนกลางในโครงสร้างดังกล่าว

ตามการจำแนกประเภท กาแลคซีดังกล่าวถูกกำหนดด้วยอักษรละติน E กาแลคซีทรงรีที่รู้จักทั้งหมดในปัจจุบันถูกแบ่งออกเป็นกลุ่มย่อย E0-E7 การกระจายไปยังกลุ่มย่อยนั้นขึ้นอยู่กับโครงร่าง: ตั้งแต่กาแลคซีทรงกลมเกือบ (E0, E1 และ E2) ไปจนถึงวัตถุที่มีความยาวมากซึ่งมีดัชนี E6 และ E7 ในบรรดาดาราจักรทรงรีนั้นยังมีดาวแคระและดาวยักษ์ที่แท้จริงซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางหลายล้านปีแสง

ดาราจักรกังหันมีสองประเภทย่อย:

• กาแลคซีนำเสนอในรูปแบบของเกลียวไขว้
• เกลียวปกติ

ประเภทย่อยแรกมีความโดดเด่นด้วยคุณสมบัติดังต่อไปนี้ กาแลคซีดังกล่าวมีรูปร่างคล้ายก้นหอยปกติ แต่ในใจกลางของกาแลคซีกังหันนั้นมีสะพาน (แท่ง) ซึ่งก่อให้เกิดแขน สะพานดังกล่าวในดาราจักรมักเป็นผลมาจากกระบวนการหมุนเหวี่ยงทางกายภาพที่แบ่งแกนกลางดาราจักรออกเป็นสองส่วน มีกาแลคซี่ที่มีนิวเคลียส 2 นิวเคลียส ซึ่งแต่ละนิวเคลียสประกอบกันเป็นดิสก์กลาง เมื่อนิวเคลียสมาบรรจบกัน สะพานจะหายไปและกาแล็กซีจะกลายเป็นปกติโดยมีจุดศูนย์กลางเพียงจุดเดียว นอกจากนี้ยังมีสะพานในกาแลคซีทางช้างเผือกของเราซึ่งอยู่ในแขนข้างหนึ่งซึ่งมีระบบสุริยะของเราตั้งอยู่ จากดวงอาทิตย์ถึงใจกลางกาแลคซี เส้นทางตามการประมาณการสมัยใหม่คือ 27,000 ปีแสง ความหนาของแขน Orion Cygnus ซึ่งดวงอาทิตย์และโลกของเราอาศัยอยู่คือ 700,000 ปีแสง

ตามการจำแนกประเภท ดาราจักรชนิดก้นหอยถูกกำหนดด้วยอักษรละติน Sb มีการกำหนดชื่ออื่นสำหรับกาแลคซีกังหัน ขึ้นอยู่กับกลุ่มย่อย: Dba, Sba และ Sbc ความแตกต่างระหว่างกลุ่มย่อยจะพิจารณาจากความยาวของแท่ง รูปร่าง และโครงสร้างของปลอก

ดาราจักรกังหันมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 20,000 ปีแสง จนถึงเส้นผ่านศูนย์กลาง 100,000 ปีแสง กาแลคซีทางช้างเผือกของเราอยู่ใน "ค่าเฉลี่ยสีทอง" ขนาดของมันจะเคลื่อนเข้าหากาแลคซีขนาดกลาง

ประเภทที่หายากที่สุดคือกาแลคซีไร้รูปร่าง วัตถุจักรวาลเหล่านี้เป็นกลุ่มดาวและเนบิวลาขนาดใหญ่ที่ไม่มีรูปร่างหรือโครงสร้างที่ชัดเจน ตามการจำแนกประเภท พวกเขาได้รับดัชนี Im และ IO ตามกฎแล้ว โครงสร้างประเภทแรกไม่มีดิสก์หรือแสดงออกมาไม่ชัดเจน บ่อยครั้งดาราจักรดังกล่าวมีแขนคล้ายกัน กาแลคซีที่มีดัชนี IO เป็นกลุ่มดาวฤกษ์ เมฆก๊าซ และสสารมืดที่วุ่นวาย ตัวแทนที่โดดเด่นของกาแลคซีกลุ่มนี้คือเมฆแมเจลแลนใหญ่และเล็ก

กาแลคซีทั้งหมด: สม่ำเสมอและไม่สม่ำเสมอ ทรงรีและกังหัน ประกอบด้วยดวงดาวหลายล้านล้านดวง ช่องว่างระหว่างดวงดาวและระบบดาวเคราะห์เต็มไปด้วยสสารมืดหรือเมฆก๊าซจักรวาลและอนุภาคฝุ่น ในช่องว่างระหว่างช่องว่างเหล่านี้ มีหลุมดำทั้งใหญ่และเล็ก ซึ่งรบกวนความสงบสุขของจักรวาล

จากผลการจำแนกประเภทและการวิจัยที่มีอยู่ เราสามารถตอบคำถามว่ามีกาแลคซีจำนวนเท่าใดในจักรวาลและเป็นประเภทใด มีกาแล็กซีกังหันอีกมากมายในจักรวาล พวกมันประกอบด้วยมากกว่า 55% ของจำนวนวัตถุสากลทั้งหมด มีกาแลคซีทรงรีมากกว่าครึ่งหนึ่ง - เพียง 22% ของจำนวนทั้งหมด มีกาแลคซีไม่ปกติเพียง 5% เท่านั้นที่คล้ายกับเมฆแมเจลแลนใหญ่และเล็กในจักรวาล กาแลคซีบางแห่งอยู่ใกล้เราและอยู่ในมุมมองของกล้องโทรทรรศน์ที่ทรงพลังที่สุด ส่วนอื่นๆ อยู่ในอวกาศที่ไกลที่สุด ซึ่งมีสสารมืดครอบงำ และความมืดของอวกาศอันไม่มีที่สิ้นสุดจะมองเห็นได้ชัดเจนกว่าในเลนส์

กาแล็กซีอย่างใกล้ชิด

กาแลคซีทั้งหมดอยู่ในกลุ่มบางกลุ่ม ซึ่งในวิทยาศาสตร์สมัยใหม่มักเรียกว่ากระจุกดาว ทางช้างเผือกเป็นส่วนหนึ่งของหนึ่งในกระจุกเหล่านี้ ซึ่งประกอบด้วยกาแลคซีที่รู้จักไม่มากก็น้อยถึง 40 แห่ง กระจุกดาวนี้เป็นส่วนหนึ่งของซูเปอร์คลัสเตอร์ซึ่งเป็นกลุ่มกาแลคซีขนาดใหญ่กว่า โลก ดวงอาทิตย์ และทางช้างเผือก เป็นส่วนหนึ่งของกระจุกดาวราศีกันย์ นี่คือที่อยู่จักรวาลที่แท้จริงของเรา เมื่อรวมกับกาแลคซีของเราแล้ว ยังมีกาแลคซีอื่นอีกมากกว่าสองพันแห่งในกระจุกดาวราศีกันย์ ทั้งทรงรี ทรงก้นหอย และไม่สม่ำเสมอ

แผนที่จักรวาลซึ่งนักดาราศาสตร์อาศัยในปัจจุบัน ช่วยให้ทราบว่าจักรวาลมีหน้าตาเป็นอย่างไร รูปร่างและโครงสร้างของมันเป็นอย่างไร กระจุกทั้งหมดรวมตัวกันรอบๆ ช่องว่างหรือฟองสสารมืด เป็นไปได้ว่าสสารมืดและฟองอากาศจะเต็มไปด้วยวัตถุบางชนิดเช่นกัน บางทีนี่อาจเป็นปฏิสสารซึ่งตรงกันข้ามกับกฎฟิสิกส์ซึ่งก่อให้เกิดโครงสร้างที่คล้ายกันในระบบพิกัดที่แตกต่างกัน

สถานะของกาแล็กซีในปัจจุบันและอนาคต

นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าเป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างภาพเหมือนทั่วไปของจักรวาล เรามีข้อมูลภาพและคณิตศาสตร์เกี่ยวกับจักรวาลที่อยู่ในความเข้าใจของเรา ขนาดที่แท้จริงของจักรวาลนั้นไม่อาจจินตนาการได้ สิ่งที่เราเห็นผ่านกล้องโทรทรรศน์คือแสงดาวที่เข้ามาหาเราเป็นเวลาหลายพันล้านปี บางทีภาพจริงในวันนี้อาจแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง ผลจากหายนะของจักรวาล กาแลคซีที่สวยงามที่สุดในจักรวาลอาจกลายเป็นเมฆฝุ่นจักรวาลและสสารมืดที่ว่างเปล่าและน่าเกลียดได้แล้ว

ไม่สามารถปฏิเสธได้ว่าในอนาคตอันไกลโพ้น กาแลคซีของเราจะชนกับเพื่อนบ้านที่ใหญ่กว่าในจักรวาลหรือกลืนกาแลคซีแคระที่อยู่ถัดไป ผลที่ตามมาของการเปลี่ยนแปลงระดับสากลดังกล่าวจะเป็นอย่างไรนั้นต้องรอติดตามกันต่อไป แม้ว่าข้อเท็จจริงที่ว่าการบรรจบกันของกาแลคซีจะเกิดขึ้นด้วยความเร็วแสง แต่มนุษย์โลกก็ไม่น่าจะพบเห็นภัยพิบัติสากล นักคณิตศาสตร์ได้คำนวณว่าเหลือเวลาอีกกว่าสามพันล้านปีของโลกก่อนที่จะเกิดการชนกันครั้งร้ายแรง คำถามที่ว่าชีวิตจะมีอยู่บนโลกของเราในเวลานั้นหรือไม่

พลังอื่นๆ ยังสามารถรบกวนการดำรงอยู่ของดวงดาว กระจุกดาว และกาแลคซีได้อีกด้วย หลุมดำซึ่งมนุษย์ยังรู้จักสามารถกลืนดาวฤกษ์ได้ อะไรรับประกันได้ว่าสัตว์ประหลาดขนาดมหึมาที่ซ่อนอยู่ในสสารมืดและในความว่างเปล่าจะไม่สามารถกลืนกาแล็กซีได้ทั้งหมด?