Коя е най-голямата структура във Вселената?

Когато търсим „най-голямото“ във Вселената, е важно да уточним определението си за обекта на изследване: дали той е нещо неделимо и с ясни граници, като черна дупка? Или с размити граници, за да можем да говорим и за галактики?

Но ако търсим най-голямото нещо за всички времена (и пространства), има само един отговор: космическата мрежа.

Ето как е организирана Вселената: галактиките могат да бъдат открити съвсем изолирани, на групи или клъстери. И независимо от местоположението им, те вероятно са включени в суперклъстер от галактики. Суперклъстерите са свързани чрез нишки, листове и стени, между които има огромни празноти. „Паяжината“ в космическата мрежа демонстрира взаимовръзката между структурите, но разпределението може да се визуализира като пяна: галактиките са в сапунената вода, мехурчетата са празнотата.

По-голям, отколкото можете да си представите

Самата структура на космическата мрежа не е лесна за възприемане. Връзката между клъстерите и суперклъстерите от галактики се осъществява от слаб газ. Разбирането на едромащабната структура на Вселената дойде първо от откриването на разпределението на галактиките изобщо, а то е сравнително скорошно откритие. Тази картина започна да се оформя едва през 80-те години на миналия век, а много по-късно разработихме достатъчно чувствителни инструменти, за да изследваме нишките директно или за първи път да видим няколко нишки от космическата мрежа едновременно.

Газът не е единственият компонент на нишките. Те са изградени от тъмна материя – хипотетична форма на материя, която взаимодейства с останалата част от Вселената само чрез гравитацията. Тя се нарича тъмна, но всъщност е невидима, тъй като не взаимодейства със светлината. И макар да нямаме преки доказателства за нейното съществуване, всъщност именно космическата мрежа ни дава някои важни подсказки.

Симулациите на Вселената с използване на тъмна материя и тъмна енергия – хипотетична форма на енергия, отговорна за ускореното разширяване на Вселената – създават картина на Вселената, която е забележително сходна с наблюденията ни. При използване на стандартния модел на космологията, където тъмната материя и тъмната енергия са също толкова фундаментални, колкото обикновената материя, светлината и гравитацията, се получава космическа мрежа като тази, която можем да измерим във Вселената.

И макар че не можем да видим нишки от тъмна материя, изследователите са доста находчиви в намирането на доказателства за тяхното съществуване. Например един екип използва изкривяването на светлината, създавано от големи обекти, като косвен начин да „види“ тази тъмна материя.

Има ли край?

Космическата мрежа има своите правила. В нея няма да откриете структури, по-големи от определен размер. Ако погледнем отдалече в галактически мащаби, ще открием парчетата, от които се състоят галактическите клъстери, с диаметър няколко милиона светлинни години. Ако погледнем още по-отдалече, ще открием нишките, стените, дъгите и мехурчетата, които изграждат космическата мрежа. Но какво ще стане, ако пак погледнем още по-отдалече. Е, стигаме до края…

Това е размерът, над който Вселената вече не изглежда като от различни парчета, и това е на около 300 милиона светлинни години. Ако по някакъв неведом начин някога успеем да видим Вселената в този мащаб, космосът ще изглежда еднороден и хомогенен. Тоест, във всяка точка и посока той би бил еднакъв и би изглеждал еднакво. Ето едно кулинарно сравнение – Вселената ще е като торта: вкусна и хомогенна, когато е погледната отгоре, но доста неравна и непостоянна под микроскоп.

Все пак стандартният модел не изключва структури, простиращи се на повече от 300 милиона светлинни години. Теорията предполага, че до около 1,2 милиарда светлинни години нещата могат да съществуват без проблем. Затова си представете изненадата на астрономите, които откриват няколко по-големи структури, а именно Гигантската дъга и Големия пръстен: първата представлява полумесец от галактики, простиращ се на 3,3 милиарда светлинни години, а втората – кръг от галактики с радиус 1,3 милиарда светлинни години.

Тези въпроси са интересно предизвикателство за разнищване, независимо дали на теория или с наблюдения. Все пак Вселената се простира на десетки милиарди светлинни години във всяка посока, както и космическата мрежа, дори и да има случайни клъстери, които все още не можем да обясним.