Chúng ta đang sống trên hành tinh thứ ba từ một ngôi sao cỡ trung bình, cách trung tâm Dải Ngân hà hai phần ba trong một trong các nhánh xoắn ốc của nó. Nhưng chúng ta chiếm vị trí nào trong vũ trụ? Vào đầu TK XX. Vesto Slipher nghiên cứu bầu trời tại Đài quan sát Lovell ở Flagstaff, Arizona. Giám đốc của nó, Percival Lovell, quan tâm đến việc tìm kiếm các hành tinh xung quanh các ngôi sao khác và tin rằng tinh vân xoắn ốc đang được phát hiện vào thời điểm đó có thể là những ngôi sao với các hệ hành tinh mới hình thành xung quanh chúng.
Để kiểm tra lý thuyết này, Lovell đã mời Slipher nghiên cứu thành phần hóa học của tinh vân xoắn ốc bằng cách sử dụng một máy quang phổ, nó phân hủy ánh sáng thành một quang phổ. Sử dụng kính thiên văn khúc xạ 600mm, Slipher đã thu thập đủ ánh sáng cho quang phổ của chỉ một tinh vân trong hai đêm. Kết quả khiến anh bối rối: tất cả các quang phổ đều cho thấy một sự chuyển dịch màu đỏ mạnh mẽ.
Chỉ có công trình của Edwin Hubble tại Đài quan sát Mount Wilson mới giải đáp được bí ẩn về sự dịch chuyển đỏ này. Với một gương phản xạ 2,5 mét tùy ý sử dụng, Edwin Hubble và Milton Humason đã thu được những bức ảnh rõ nét về tinh vân xoắn ốc lân cận đến mức vào năm 1924, người ta có thể chia nó thành các ngôi sao riêng biệt.
Năm 1929, Hubble đã chỉ ra rằng dịch chuyển đỏ chỉ ra rằng các thiên hà đang di chuyển ra xa chúng ta với tốc độ hàng trăm nghìn km / giây.
Từ những quan sát của mình, Hubble kết luận rằng các thiên hà mờ hơn và do đó có lẽ ở xa hơn cho thấy dịch chuyển đỏ lớn hơn. Do đó, định luật Hubble phát biểu rằng dịch chuyển đỏ của các thiên hà tăng tỷ lệ thuận với khoảng cách của chúng với chúng ta. Đo độ dịch chuyển đỏ cho phép bạn xác định khoảng cách trong vũ trụ.
Sự phân bố của các thiên hà
Ngay sau khi Hubble cho rằng vũ trụ đang giãn nở, ông tuyên bố rằng các thiên hà phân bố đều. Để chứng minh điều này, nhà thiên văn học đã chụp ảnh nhiều vùng nhỏ trên bầu trời bằng cách sử dụng cùng một tấm phản xạ 2,5 mét. Ngoại trừ một khu vực trong vùng lân cận của Dải Ngân hà, nơi bụi che khuất các thiên hà, mà ông gọi là vùng tránh, ông đã tìm thấy cùng một số lượng các thiên hà ở khắp mọi nơi.
Các nhà vũ trụ học khác không đồng ý với Hubble. Harlow Shapley và Adelaide Ames nhận thấy sự bất thường đáng kể trong sự phân bố của các thiên hà trên bầu trời. Ở một số khu vực có rất nhiều trong số đó, ở những khu vực khác - tương đối ít. Clyde Tombaugh, người đã phát hiện ra Sao Diêm Vương vào năm 1930, đã xác nhận dữ liệu của Shapley và Ames và đi xa hơn, vào năm 1937 tìm thấy một cụm gồm hàng trăm thiên hà trong các chòm sao Andromeda và Perseus.
Thậm chí còn đạt được nhiều điều hơn khi tạo ra cuộc khảo sát bầu trời Palomar với kính viễn vọng Schmidt dài 1, 2 mét. Sử dụng khả năng chụp ảnh tuyệt vời của mình, George Abell đã chỉ ra rằng các thiên hà hình thành các cụm và siêu đám.
Nhóm thiên hà địa phương
Dải Ngân hà và thiên hà Andromeda là những thành viên lớn nhất của một nhóm nhỏ gồm 30 thiên hà được gọi là Nhóm Thiên hà Địa phương. Cụm thiên hà này là một phần của siêu đám thiên hà, các thành viên khác của chúng có thể được nhìn thấy trong các chòm sao Hôn mê và Xử nữ.
Bây giờ có những siêu đám khác nằm rải rác khắp vũ trụ, nhưng liệu có những cụm siêu đám không? Những quan sát gần đây với kính thiên văn mạnh mẽ không có lý do gì để nghĩ như vậy. Các siêu đám hình thành các cấu trúc tế bào khổng lồ trong không gian với khoảng trống rộng lớn giữa chúng. Các thành tạo giãn nở khổng lồ này phân kỳ khi vũ trụ giãn nở. Các thiên hà trong các cụm bị ràng buộc bởi lực hấp dẫn, nhưng sự giãn nở của Vũ trụ đang di chuyển các cụm ra xa nhau một cách mất kiểm soát.
Thấu kính hấp dẫn
Thấu kính hấp dẫn là một vật thể có khối lượng lớn (hành tinh, ngôi sao) hoặc một hệ thống các vật thể (thiên hà, cụm thiên hà, cụm vật chất tối) bẻ cong hướng truyền của bức xạ điện từ với trường hấp dẫn của nó, giống như một vật thể thông thường. thấu kính bẻ cong một chùm sáng.
Chuẩn tinh kép Vào cuối những năm 1970. trong các bức ảnh của Cuộc khảo sát bầu trời Palomar, hai chuẩn tinh giống hệt nhau đã được tìm thấy, giữa chúng có một thiên hà mờ nhạt nhưng rất lớn. Thiên hà và chuẩn tinh đã minh họa vị trí của thuyết tương đối rộng của Einstein rằng các nguồn hấp dẫn có thể bẻ cong một chùm ánh sáng. Lực hút của thiên hà hoạt động như một thấu kính, khúc xạ ánh sáng của chuẩn tinh ở xa theo cách mà nó "chia đôi". Thậm chí nhiều trường hợp bất thường đã được phát hiện. Các thiên hà có thể được định vị để các vật thể ở xa trong ảnh biến thành hình vòm và thậm chí là vòng. Trong một trường hợp, một chuẩn tinh ở xa xuất hiện dưới dạng cái gọi là chữ thập của Einstein, được hình thành từ bốn hình ảnh.
Video - cấu trúc của vũ trụ:
[media =
