Օգտագործվում են էլեկտրամագնիսական ճառագայթման բոլոր միջակայքերը՝ ռադիոալիքներից մինչև բարձր էներգիայի գամմա ճառագայթում: Ի վերջո, յուրաքանչյուր սպեկտրային տիրույթ բացում է իր սեփական պատուհանը դեպի տիեզերք: Սուպերհամակարգիչները գնահատում են հսկայական քանակությամբ տվյալներ: Այսպիսով, տիեզերական բոլոր տեսակի երևույթները կարելի է ուսումնասիրել աննախադեպ ճշգրտությամբ։ 2015 թվականին հետազոտական հնարավորությունները համալրվեցին մեկ այլ, բոլորովին նոր մեթոդով. այժմ գիտնականները կարող են չափել գրավիտացիոն ալիքները Երկրի վրա, և այդպիսով ուսումնասիրել աստղագիտական իրադարձությունները, որոնց համար նախկինում ընդհանրապես չափման մեթոդներ չեն եղել:

Վիրտուալ տիեզերական տարածություն
Մինչ օրս IllustrisTNG տիեզերքի ամենամեծ և մանրամասն մոդելը կազմելու համար հետազոտողները բեռնել են տիեզերքի սկզբնական վիճակի տվյալները Շտուտգարտում գտնվող Hazel Hen բարձր արդյունավետությամբ համակարգչի մեջ: Այնուհետև սուպերհամակարգիչը հաշվարկում է տիեզերքի էվոլյուցիան ավելի քան 13 միլիարդ տարվա ընթացքում: Սա պահանջում է 16000 պրոցեսորի միջուկներ, որոնք աշխատում են շուրջօրյա՝ մեկ տարուց ավելի, ինչը համարժեք է 15000 տարվա հաշվարկային ժամանակի՝ մեկ ժամանակակից համակարգչի համար: Իր տեսակի մեջ միակ ձևով և բարձր ճշգրտությամբ մոդելը հետազոտողներին ցույց է տալիս տիեզերքի լայնածավալ փոխկապակցվածությունը, ինչպես նաև այնպիսի մանրամասներ, ինչպիսիք են գազի հոսքերը գալակտիկաներում:

Մութ մատերիա և մութ էներգիա
Տիեզերքի միայն շատ փոքր մասն է բաղկացած աստղերից, մոլորակներից և այլ երկնային մարմիններից՝ որոնք մենք կարող ենք դիտարկել: Մնացածը, իսկ դա 95 տոկոսն է, մութ մատերիա և մութ էներգիա է:

Մութ մատերիան անտեսանելի է, բայց մենք դրա մասին գիտենք նրա ձգողականության շնորհիվ: Եթե ​​մութ մատերիան գոյություն չունենար, տեսանելի նյութը տիեզերքում այլ կերպ կվարվեր։ Օրինակ, մեր Ծիր Կաթինի նման գալակտիկաները պետք է ցրվեին տարբեր ուղղություններով: Մութ էներգիան այն էֆեկտի անվանումն է, որն աստղագետները օգտագործում են տիեզերքի արագացված ընդլայնումը բացատրելու համար: Զանգվածների փոխադարձ ձգողականության պատճառով տիեզերքը պետք է դանդաղեցնի իր ընդլայնումը: Սակայն չափումների արդյունքում հակառակ էֆեկտ է հայտնաբերվում. տիեզերքն ավելի ու ավելի արագ է ընդլայնվում: Սա կարելի է բացատրել միայն տիեզերքի մոտավորապես 70 տոկոս մութ էներգիայի պարունակմամբ:

Ուրվական մասնիկների որոնում
Մութ մատերիան, որը արտաքին տարածության մեջ հինգ անգամ ավելի է, քան <<սովորական>> նյութը, մենք չենք կարող ոչ տեսնել, ոչ էլ չափել: Հետազոտողները կասկածում են, որ այն բաղկացած է նախկինում անհայտ տարրական մասնիկներից, որոնք շատ թույլ են փոխազդում տեսանելի,<<նորմալ>> նյութի հետ: Նրանք որոնում են այս մասնիկները, օգտագործելով հազվագյուտ իրադարձությունների կրիոգենային որոնումների փորձը՝ գերհաղորդիչ ջերմաչափերի միջոցով (CRESST, հապավում անգլերենից. The Cryogenic Rare Event Search with Superconducting Thermometers). Իտալիայի Գրան Սասո լեռնաշղթայի տակ գտնվում է բարձր զգայուն դետեկտորներով ստորգետնյա լաբորատորիա, որը բոլոր կողմերից պաշտպանված է ավելի քան 1400 մետր բարձրությամբ ժայռով: Բոլոր <<նորմալ>> մասնիկները, որոնք հարվածում են Երկրին արտաքին տիեզերքից, ընդհատվում են լեռնային նյութի կողմից: Մյուս կողմից, <<մութ>> տարրական մասնիկները պետք է գրեթե անարգել թափանցեն քարի միջով։ Փաստացի չափիչները ծայրահեղ մաքուր կալցիումի վոլֆրամատի բյուրեղներ են՝ սառեցված մինչև -273°C: Երբ մութ մատերիայի մասնիկը բախվում է բյուրեղներից մեկին, ջերմաստիճանը բարձրանում է մոտավորապես մեկ միլիոներորդ աստիճանով։ Այս նվազագույն տարբերությունը չափվում է շատ զգայուն ջերմաչափով:
  Երկու հետազոտող սարքավորում են CRESST փորձի դետեկտորը Գրան Սասո ստորգետնյա լաբորատորիայում: | © Աստրիդ Էկերտ
Մեծ պայթյուն
Գիտության ամենամեծ առեղծվածներից մեկը տիեզերքի ծագման հարցն է: Մենք այսօր գիտենք, որ տիեզերքը ընդլայնվում է: Մենք նաև գիտենք, թե ինչպես։ Մյուս կողմից՝ նյութը և էներգիան անսահմանորեն խտանում են: Եվ հենց այստեղ պետք է լինի մեր ներկայիս տիեզերքի սկիզբը՝ զուտ մաթեմատիկորեն 13,8 միլիարդ տարի առաջ: Բայց այս Մեծ պայթյունը չի նկարագրում պայթյուն ոչ մի տարածության մեջ: Ըստ այսօր տիրող տեսության՝ սա տարածության, ժամանակի և նյութի սկիզբն է։

© Բայց ինչպե՞ս կարելի է ահռելի քանակությամբ նյութը և էներգիան, որը պարունակում է արտաքին տիեզերական տարածությունը, սեղմել այսքան փոքր կետի մեջ: Մեծ պայթյունի այսօր նկարագրված կերպով տեղի ունենալու համար պետք է ի սկզբանե լինի շատ կարճ, չափազանց արագ ընդլայնում՝ լույսի արագությունը գերազանցող փքում: Էլեկտրամագնիսական ճառագայթման վրա հիմնված չափման մեթոդները չեն կարող ուսումնասիրել Մեծ պայթյունի մոտ գտնվող այս տարածքը, բայց գրավիտացիոն ալիքները՝ կարող են:

Մեծ պայթյու՞ն, թե՞ ուժեղ հարված։
Ըստ գոյություն ունեցող տեսությանը Մեծ պայթյունում տարածությունը, ժամանակը և նյութը ստեղծվում են ոչնչից։ Այսօրվա գիտելիքների շնորհիվ բոլոր գործընթացները կարելի է հաշվարկել Մեծ պայթյունից հետո մոտավորապես վայրկյանի մեկ միլիարդերորդ մասից: Շատ կարճ, բայց հասկանալու համար չափազանց կարևոր <<պայթյունից>> անմիջապես հետո ընկած ժամկետը դեռ մթության մեջ է։ Սա Մաքս Պլանկի անվ․ միության գրավիտացիոն ֆիզիկայի ինստիտուտի երիտասարդ գիտնական Աննա Իջասի հետազոտության հիմքն է։ Ցիկլային մոդելը, որի վրա նա աշխատում է, ենթադրում է, որ նախորդ տիեզերքը դանդաղորեն կծկվել է մինչև մոտ 10-25 սմ, իսկ հետո նորից ընդլայնվել է: Ելնելով դրանից՝ Մեծ պայթյունը, ամենայն հավանականությամբ, մեղմացված ուժեղ հարված էր։ Մեծ պայթյունի տեսության անհրաժեշտ մասը, որը գիտությունը մինչ այժմ չի կարողացել բացատրել, փքումն է՝ չափազանց արագ ընդլայնում <<պայթյունից>> անմիջապես հետո։ Ուժեղ հարվածի մոդելը հիմնված չէ այս ենթադրության վրա:
  Ի՞նչ է տեղի ունեցել Մեծ պայթյունից առաջ: Միգուցե ավելի հին տիեզերք: | © Աննա Իջաս
Գրավիտացիոն ալիքներ
Ալբերտ Այնշտայնը կրկին իրավացի է. 2015 թվականի սեպտեմբերի 14-ին գրավիտացիոն ալիքներն առաջին անգամ կչափվեն՝ հարաբերականության տեսության մեջ դրանց նկարագրումից 100 տարի անց: Այնուամենայնիվ, ի՞նչ են գրավիտացիոն ալիքները: Ըստ Այնշտայնի՝ յուրաքանչյուր զանգված թողնում է փորվածք քառաչափ տարածաժամանակում: Այս զանգվածների շարժման դեպքում ալիքներ են առաջանում։ Այս ալիքները անցնում են տարածության միջով լույսի արագությամբ և ձևափոխում են այն:

Տիեզերքում անընդհատ առաջանում են գրավիտացիոն ալիքներ։ Այնուամենայնիվ, Երկրի վրա դրանք կարող են չափվել միայն շատ մեծ զանգվածների շատ արագ շարժմամբ, օրինակ, երբ երկու սև խոռոչներ միաձուլվում են: Ահա թե ինչ է չափվել է 2015 թվականի սեպտեմբերին։ Սա պահանջում է շատ զգայուն չափիչ գործիքներ. երկու հսկա ինտերֆերենցիայի չափիչներ, որոնք ազդանշաններ են ընդունում, գտնվում են ԱՄՆ-ում: Սակայն այս չափիչ գործիքների բարձր ճշգրտության տեխնոլոգիաների մեծ մասը և գնահատման ծրագրերի մեծ մասը գալիս են Գերմանիայից՝ Պոտսդամի և Հանովերի Մաքս Պլանկի անվ․ միության գրավիտացիոն ֆիզիկայի ինստիտուտից:
  Գալակտիկաներ
Գալակտիկաները <<աշխարհների կղզիներ>> են տիեզերքի անծայրածիր ծովում: Այստեղ հավաքվում են աստղեր, մոլորակային համակարգեր, փոշու ամպեր, գազային միգամածություններ և մութ մատերիա: Նրանք մնում են համատեղ գրավիտացիայի շնորհիվ: Գալակտիկաներն ունեն տարբեր կառուցվածքներ՝ պարզ էլիպսներից մինչև շատ բարդ պարուրաձև գալակտիկաներ՝ հատուկ <<թևերով>>, ինչպիսին է մեր Ծիր Կաթինը: Մի քանի գալակտիկաներ ի վերջո միավորվում են՝ ձևավորելով տարբեր չափերի խմբեր և կուտակումներ: Այս գալակտիկաների կլաստերներից ամենամեծը պարունակում է մի քանի հազար գալակտիկա:

Անդրոմեդայի միգամածությունը մեզ ամենամոտ գալակտիկան է՝ մոտավորապես Ծիր Կաթինի չափին հավասար: Սա ամենահեռավոր աստղագիտական օբյեկտն է, որը մենք կարող ենք տեսնել Երկրից անզեն աչքով:
  © ESO/Ս. Բրունյե
Սուպերնովա
Որոշ աստղեր մահանում են տպավորիչ ձևով. զանգվածային աստղի պայծառ պայթյունն իր էվոլյուցիայի վերջում կոչվում է սուպերնովա կամ գերնոր: Այս բառը (nova = լատիներենից <<նոր>>) հորինել է Տիխո Բրահեն։ 1572 թվականին դանիացի աստղագետը դիտել է շատ պայծառ աստղի հանկարծակը այնտեղ, որտեղ նախկինում բացարձակապես ոչինչ չկար:

Գերնոր աստղի պայթյունի ժամանակ աստղի մեծ մասը վերածվում է էներգիայի, և միանգամից ճառագայթվում է: Մնում է միայն նեյտրոնային աստղ կամ սև խոռոչ: Գերնոր աստղը հատկապես տպավորիչ է, երբ զանգվածային, այսպես կոչված, հսկա աստղը՝ ինչպիսին կարմիր հսկան է, սպառում է իր վառելիքը: Այն փլուզվում է սեփական ձգողականության ազդեցության տակ՝ ազատելով հսկայական էներգիա։ Դրանից հետո գերնոր աստղը կարող է որոշ ժամանակ ավելի պայծառ փայլել, քան ամբողջ գալակտիկան, որտեղ այն գտնվում է: