Наблюдаемая Вселенная
Наблюда́емая Вселе́нная (устаревшее – метагалактика, от мета… и галактика), термин, обозначающий: 1) совокупность всех наблюдаемых галактик и их систем; 2) область пространства Вселенной, в принципе доступную наблюдениям.
Наблюдаемая Вселенная, рассматриваемая на больших масштабах, содержит гигантское количество галактик различных типов, хотя современные средства наблюдений позволяют исследовать лишь их малую часть. С помощью крупных наземных и космических телескопов можно непосредственно наблюдать многие миллиарды отдельных галактик и большое число их систем: групп, скоплений, сверхскоплений и филаментов. Скопления галактик (рис. 1) помимо самих галактик содержат межгалактическую среду, состоящую преимущественно из горячего газа. Сверхскопления галактик и филаменты разделены гигантскими пустотами – войдами. Все вместе эти галактики и их системы образуют крупномасштабную структуру Вселенной (рис. 2). Наиболее далёкие галактики, доступные современным телескопам, находились в момент излучения на расстояниях более 10 млрд световых лет от нас, а сейчас, вследствие расширения Вселенной, они могут быть в несколько раз дальше.
Рис. 1. Скопление галактик Abell 1689. Фото: космический телескоп «Хаббл».При этом нет оснований считать, что наблюдаемая Вселенная представляет собой обособленную систему или она чем-либо физически выделена из окружающего её мира. Область, доступная наблюдениям, может быть лишь малой (возможно, бесконечно малой) частью всей существующей Вселенной. Тем не менее, даже если Вселенная безгранична, размер наблюдаемой Вселенной всегда конечен, и это связано не только с ограниченной возможностью техники наблюдений. В теории расширяющейся Вселенной радиус наблюдаемой части Вселенной ограничен горизонтом частицы, который связан с максимально возможным временем распространения света от далёких источников к наблюдателю. Это время не может превышать время, прошедшее с начала расширения Вселенной, т. е. возраст Вселенной, составляющий, по современным оценкам, около 13,8 млрд лет. Таким образом, по порядку величины радиус горизонта частицы составляет около 1026 м. С течением времени, по мере расширения Вселенной, этот радиус возрастает.
Рис. 2. Крупномасштабное распределение галактик во Вселенной по данным обзора неба SDSS для двух секторов неба в пределах расстояния около 2 млрд световых лет. Наша Галактика находится в центре. Наиболее плотные области выделены красным. Распределение галактик имеет сетчатую структуру, включающую крупномасштабные уплотнения (сверхскопления) и вытянутые нити (филаменты), разделённые гигантскими пустотами (войдами). Вдоль радиальной линии указаны красные смещения галактик, вдоль окружности – прямые восхождения. Перевод: БРЭ.Для света и других типов электромагнитного излучения область наблюдаемой Вселенной немного меньше космологического горизонта: она ограничена расстоянием, на котором родилось принимаемое нами реликтовое излучение спустя примерно 380 тыс. лет после начала расширения Вселенной, когда плотность материи в ней была почти в миллиард раз выше, чем в современную эпоху (т. е. расстоянием до поверхности последнего рассеяния). Нейтринное излучение ранней Вселенной, благодаря высокой проницающей способности этих частиц, может приходить к нам из более далёких областей, на много порядков более плотных, но регистрация таких «космологических» нейтрино – дело будущего.
Основными свойствами наблюдаемой Вселенной является её постепенное расширение, постепенное уменьшение вследствие этого плотности вещества и излучения, эволюционное изменение сформировавшихся во Вселенной структур, а также высокая степень однородности и изотропии в крупномасштабном распределении материи в пространстве, если рассматривать области размером в несколько сотен миллионов световых лет и более. Исследование строения и эволюции Вселенной, рассматриваемой как единое целое, и её наблюдаемой части – предмет космологии.