Если сразу к делу, то с помощью расположенного в Чили Очень Большого Телескопа (официальное название), астрономам Европейской Южной Обсерватории (ESO) удалось увидеть и заснять филаменты. До сих пор филаманты видели все, включая, наверняка и каждого из читателей, – но лишь на художественных реконструкциях «ячеистой структуры вселенной», – пара примеров которой будет на иллюстрациях ниже. Теперь же не только лишь у всех отдельные участки филаментов появилась возможность наблюдать непосредственно.
Следовательно о филаментах. Слово переводится, как «волокна» или «нити», и, таким образом, название является вводящим в заблуждение, неудачным, ибо подразумевает будто бы нечто тонкое, длинное, вытянутое. Но неудачным было и прежнее русскоязычное название, использовавшееся ранее в том числе и в публикациях канала: «блины». Блины это нечто широкое и плоское. А кроме того принижающее предмет по сути представляющий собой основной элемент мегаструктуры вселенной.
В реальности филаменты имеют форму эллипсоида в самой разной степени вытянутого и сплющенного. Есть плоские: 800 на 300 на 15 миллионов световых лет. Есть вытянутые: 300 на 50 на 50 световых лет. Есть грандиозные: до 10 миллиардов световых лет в одном из измерений. Но на снимках, как легко заметить, видно что-то совершенно другое. Дело в том, что близкими к фигурам вращения филаменты были 13.8 миллиарда лет назад. К настоящему моменту в результате гравитационных взаимодействий друг с другом они утратили правильную форму. Равно, как и утратили однородность в результате фрагментации на скопления галактик и галактики. Где-то вещество уплотнилось, где-то стало более разреженным.
Да, к тому же и видимые вытянутые облака – не совсем сам филамент. Но до этого дойдёт позже.
...Известно о существовании филаментов стало в третьей четверти прошлого века, когда, ориентируясь на измеренную для каждой видимой галактики скорость убегания, удалось построить трёхмерную модель распределения адронной материи во вселенной. Получилось, что скопления галактик группируются в структуру из пересекающихся сверхскоплений. В целом (хотя отдельные вопросы остаются и сейчас) это хорошо соответствовало предсказаниям теории, согласно коим после эпохи рекомбинации обладавшее равномерной плотностью сплошное поле вещества должно было начать фрагментироваться на отдельные облака – те самые «блины», – грандиозные, поскольку температура была ещё очень высока, и в таких условиях гравитационному коллапсу подвержены лишь грандиозные – на порядок, примерно, большие характерных масс сверхскоплений, – массы материи… Адронной.
Тёмная материя, во всяком случае в рамках представлений о её природе на данный момент «классических», в силу слабости слабого взаимодействия между частицами к коллапсу не склонна. Но, поскольку к гравитационному взаимодействию она способна, «светлая» материя потянула её в филаменты за собой.
...Возможно, правильнее было бы назвать наблюдаемую структуру «ручьями». Видимая на реконструкциях космическая паутина, это потоки, – ручьи, – по которым тёмная материя с плоской (но трехмерной) равнины пространства «стекает» в гравитационные ямы продавленные массой сверхскоплений. Поскольку же сам поток гравитирует, он продавливает собственное русло, куда начинают вливаться ручьи… Вот, собственно, уже можно переходить к сути вопроса.
Вопрос же в том, что удалось наблюдать, если сверхскопления были открыты ранее? Открыты, благодаря наблюдениям «светлой» материи галактик в скоплениях. Заодно тут же видна стала и материя тёмная, – по влиянию на гравитационное движение светлой – галактик. То есть, видны были галактики, и по ним, как по отдельным точкам, восстанавливалась полная картина. Собственно, паутина потоков – филаментов, – не была видна.
А как её увидеть, если свет излучают звёзды, которые рождаются только в галактиках?
Увидеть удалось благодаря тому что это не так. Лишь десятая часть адронного вещества, – грубовато, но точно можно сказать «водорода», – вошла в состав галактик. Прочее это заполняющий межгалактическое пространство газ. Очень разреженный, и очень горячий – миллионы градусов. В силу высокой температуры он мало склонен к коллапсу, – скорость атомов выше пятой космической. Не коллапсируя же межгалактический газ и не остывает, поскольку при крошечной плотности практически атомы не взаимодействуют и не рассеивают импульс… Но почти за 14 миллиардов лет «практически» гарантий уже не даёт. Галактический ветер, всё-таки, уплотняется, свиваясь в струи вдоль «потоков» тёмной материи – филаментов. Но в уплотнениях частота взаимодействий и излучения квантов – возрастает… Благодаря свечению скоплений межгалактического водорода, которое смог «увидеть» – отделить от фонового шума – телескоп, наблюдаемы стали и филаменты. Вне галактик.
Добавить можно, что открывшаяся картина сюрпризов не преподнесла, – ибо соответствовала предсказаниям теории и, таким образом, ожиданиям. Но это – пока. В перспективе дальнейшие наблюдения «каркаса» вселенной, ныне принявшего вид «паутины» их потоков тёмной материи, на которую «налипает» межгалактический газ, непременно позволит найти ответы на загадки волновавшие астрофизику ранее, однако и принесёт результаты предсказаниям теории противоречащие. То есть, новые загадки. Так всегда бывает.