Prostor je kot goba; dolge sijoče nitke tisoč in milijonov galaksij se izmenjujejo s prazninami - črnimi luknjami, v katerih je veliko manj zvezdnih grozdov od povprečja. Res je, nihče ne vidi vesolja takole: ne glede na to, kje se nahaja opazovalec, bo raztresenje zvezd in galaksij izgledalo kot notranja površina krogle, v središču katere stoji gledalka.
Zdi se, da so astronomi v starih časih in do začetka 20. stoletja imeli ravno nebo: znali so določiti razdaljo le do najbližjih astronomskih predmetov - Sonca, Lune, planetov Osončja in njihovih velikih satelitov; vse drugo je bilo nedosegljivo daleč - tako daleč, da ni bilo smisla govoriti o tem, kaj je bližje in kaj je naslednje. Šele na začetku 20. stoletja je globok vesolje začel pridobivati glasnost: pojavili so se novi načini merjenja razdalj do daljnih zvezd - in izvedeli smo, da poleg naše galaksije obstaja tudi nešteto zvezdnih grozdov. In do konca stoletja je človeštvo odkrilo, da njegova naravna galaksija kroži v eni od vrzeli med nitkami zvezdne "gobice" - na mestu, ki je celo po kozmičnih merilih zelo prazno.
Od ravnine do prostornine
Človeško oko lahko loči oddaljeni predmet od bližnjega le, če ti predmeti niso predaleč od opazovalca. V bližini raste drevo in gora na obzorju; oseba, ki stoji v vrsti pred gledalcem - in sto ljudi od njega. Binokularnost nam omogoča, da razumemo, kaj je daleč in kaj je blizu (z enim očesom je to mogoče tudi, vendar z manj natančnosti) in sposobnost možganov, da ocenijo paralakso - spremembo navideznega položaja predmeta glede na oddaljeno ozadje.
Ko gledamo zvezde, so vsi ti triki neuporabni. Z močnim teleskopom lahko s paralaksom ocenite razdaljo do zvezd, ki so najbližje Soncu, vendar se tukaj naše zmogljivosti končajo. Največje doseganje s to metodo je leta 2007 dosegel satelitski teleskop Hipparcos, ki je izmeril razdaljo do milijona zvezd v bližini Sonca. Če pa je paralaksa vaše edino orožje, potem vse, kar presega nekaj sto tisoč parsec, ostanejo točke na notranji površini krogle. Namesto tega je ostalo - do dvajsetih let prejšnjega stoletja.
Simulacija Millenium izračuna 10 milijard delcev v kocki z robom približno 2 milijard svetlobnih let. Za njegovo prvo predstavitev leta 2005 so bili uporabljeni predhodni podatki misije WMAP, ki je preučevala relikvijsko sevanje velikega poka. Po letu 2009, ko je vesoljski observatorij Planck razjasnil parametre CMB, se je simulacija večkrat ponovno zagnala, vsakič pa je trajal en mesec, da se je začel izvajati superračunalnik družbe Max Planck. Simulacija je pokazala nastajanje galaksij in njihovo porazdelitev - pojav grozdov galaksij in praznin med njimi.
Kje v vesoljski "gobici" je Mlečna pot?
Galaksija Mlečni pot se nahaja 700 tisoč parsecev od najbližje velike galaksije - Andromede - in skupaj z galaksijo Triangulum in petdesetimi pritlikavimi galaksijami tvori lokalno skupino galaksij. Lokalna skupina je skupaj z ducatom drugih skupin del Lokalnega lista - galaktični filament, del Lokalnega superklusa galaksij (superklaster), sicer znanega kot Supercluster Device; poleg naše je v njej še okoli tisoč velikih galaksij. Devica pa je del presežka Laniakei, ki že vsebuje približno 100 tisoč galaksij. Najbližji sosedje Laniakee so lasje Veronika, superkluster Perseus-Ribe, superkrup Hercules, gruča Leo in drugi. Najbližji kos kozmične praznine za nas, Lokalni vhod, je na drugi strani Mlečne poti, ki ni obrnjena proti Lokalnemu listu. Od Sonca do središča Lokalne praznine je približno 23 Mpc, njegov premer pa je približno 60 Mpc, oziroma 195 milijonov svetlobnih let. In to je kaplja oceana v primerjavi z resnično Veliko praznino, ki nas morebiti obdaja.
Leta 2013 je skupina astronomov ugotovila, da se Mlečna pot in z njo najbližje galaksije - večina Laniakea - nahajajo sredi resnično velikanske praznine, dolge približno 1,5 milijarde svetlobnih let. Znanstveniki so primerjali količino sevanja, ki doseže Zemljo iz bližnjih galaksij in iz oddaljenih kotov vesolja. Na sliki je bilo videti, kot da bi človeštvo živelo na oddaljenem obrobju metropole: sijaj nad velikim mestom osvetljuje nočno nebo bolj kot svetloba oken v hišah v bližini. Velikansko območje relativne praznine se je imenovalo praznina KVS - po prvih (latinskih) črkah imena avtorjev študije Ryan Keenan, Amy Barger in Lennox Cowie.
Neveljavni PIC je še vedno predmet razprave v astronomski skupnosti. Njen obstoj bi rešil nekatere temeljne težave. Spomnimo se, da praznina ni praznina, ampak regija, v kateri je gostota galaksij 15-50% manjša od povprečja v vesolju. Če obstaja praznina KBC, bi ta majhna gostota razlagala neskladje med vrednostmi Hubble konstante (ki označuje hitrost širitve vesolja), pridobljeno s pomočjo cefidov in s sevanjem kozmičnega mikrovalovnega ozadja. To neskladje je eden najtežjih problemov sodobne astrofizike, ker se v teoriji Hubblova konstanta, tako kot katera koli druga konstanta, ne bi smela spreminjati glede na način merjenja. Če je Mlečna pot v velikanski praznini, potem relikvijsko sevanje na poti proti Zemlji izpolnjuje veliko manj snovi kot povprečje v vesolju; popraviti to,lahko uskladite eksperimentalne podatke in natančno izmerite hitrost širjenja vesolja.
Teorije o izvoru galaktičnih superklasterjev in praznin
Znanstveniki so se takoj po odkritju presežnih galaksij in praznin spraševali o njihovem izvoru - in že od samega začetka je postalo jasno, da brez nevidne mase Vesolja ne moremo. Gobasta struktura ne more biti rezultat normalne, barionske snovi, iz katere so sestavljeni naši znani predmeti in mi sami; po vseh izračunih njegovo gibanje ne bi moglo pripeljati do makrostrukture, ki je bila danes opažena v času, ki je minil od velikega poka. Galaktične superkrozije in praznine so lahko nastale le s prerazporeditvijo temne snovi, ki se je začela mnogo prej, kot so nastale prve galaksije.
Ko pa se je pojavila prva teorija, ki je razlagala obstoj niti in praznin, o velikem udaru še niso razpravljali. Sovjetski astrofizik Yakov Zeldovich, ki je skupaj z Jaanom Einastojem začel preučevati makrostrukturo, je prve izračune opravil v okviru koncepta temne snovi kot nevtrinov, znanega kot teorija vroče temne snovi. Motnje temne snovi, ki so se zgodile v zgodnjih fazah obstoja Vesolja, je po Zeldovičevih besedah povzročilo pojav celične strukture ("palačinke"), ki je pozneje gravitacijsko pritegnila barionsko snov in v nekaj več kot trinajstih milijard letih oblikovala opaženo strukturo galaktičnih superklasterjev, nitk in sten ter praznin med njimi.
Sredi osemdesetih let prejšnjega stoletja je teorija vroče temne snovi opustila v prid teoriji hladne temne snovi. Med drugim so ga od nevtrinske teorije ločili po lestvicah, na katerih so se pojavile primarne nehomogenosti - manjše in zato, kot kaže, ne pojasnjujejo obstoja kozmične "gobice" z njenimi elementi dolgimi sto tisoč parseksov. V naslednjih dveh desetletjih pa so astrofiziki uspeli uskladiti model "palačinke" z matematiko, ki stoji za "hladno" temno snovjo.
Sodobne računalniške simulacije odlično kažejo, kako so nihanja v porazdelitvi temne snovi v mladem vesolju povzročila galaktične nitke in praznine. Najbolj znana izmed teh simulacij, ki je bila leta 2005 izvedena v okviru projekta The Millennium Simulacija na superračunalniku v Leibniz prikazuje oblikovanje struktur, ki so po velikosti primerljive z Laniakeijevim superklapom - tistim, v katerem se vrti naša galaksija.
Anastasia Shartogasheva