Соңғы 100 жылда Ғалам туралы біздің біліміміз нанғысыз жылдам өсті. Бүгін ғалымдардың қолдануында Ғаламның тереңдігіне көз тастауға мүмкіндік беретін ғарыш зондтары және өнімділігі жоғары телескоптар бар.
Бұл ретте электрмагнитті сәулеленудің барлық диапазондары пайдаланылады –радиотолқындардан бастап до эоғары энергетикалық гамма-сәулеленуге дейін. Өйткені әр спектрлік диапазон ғарышқа деген өзінің терезесін ашады. Суперкомпьютерлер деректердің орасан зор көлемдерін бағалайды. Осылай, барлық түрдегі ғарыштық құбылыстар айтқысыз дәлдікпен зерделенуі мүмкін. 2015 жылы зерттеулердің мүмкіндіктері тағы бір, мүлде жаңа әдіспен толықтырылған болатын: енді ғалымдар гравитациялы толқындары Жерде де өлшеп – осымен бұрын өлшеу әдістері мүлде болмаған астрономиялық оқиғаларды зерттей алады.
Виртуалды ғарыш кеңістігі
Бүгінгі күнде Ғаламның ең ірі және неғұрлым толық IllustrisTNG үлгісін құрастыру үшін зерттеушілер Штутгарттағы өнімділігі жоғары Hazel Hen компьютерді ғарыштың бастапқы күй туралы деректермен «қоректендіреді. Содан кейін суперкомпьютер ғарыштың 13 миллиардан астам жыл құрайтын эволюциясын есептейді. Бұл үшін процессорлардың 16 000 ядролары керек, олар ктәулік бойы бір жылдан астам уақыт бойы жұмыс істейді – бір заманауи ДК-ға есептегенде, бұл 15 0000 жыл бойы есептеу уақытына сәйкес келеді. Үлгі өзіне тән жалғыз пішімдежәне жоғары жылдамдықпен зерттеушілерге Ғаламдағы кеңауқымды өаза байланыстарды, сонымен қатар галактикалардағы газды ағындар сияқты егжей-тегжейлерді көрсетеді.
Қара материя және қара энергия
Ғаламның тек қана болымсыз бөлігі біз байқай алатын жұлдыздар, планеталар мен басқа аспан денелерінен тұрады. Қалғаны – ал бұл әлі де 95 пайыз – бұл қара материя және қара энергия.
Қара материя көрінбейді, бірақ өз гравитациясының арқасында өзі туралды ескертеді. Егер қара материа болмаса, көрінетін материя ғарышта өзін өзгеше ұстар еді. Мысалы, біздің Құс Жолымызға ұқсас галактикалар жан жаққа шашырап ұшып кетуші еді. Қара энергия – бұл астрономдар Ғаламның жалдамдатылған кеңеюін түсіндіретін әсердің атауы. Массалардың өзара тартылысынан Ғалам өзңінің кеңеюінде баяулау қажет болушы еді. Алайда өлшеу кері әсер береді: Ғалам жылдамырақ кеңейіп келеді! Бұны тек қана Ғалам шамамен 70 пайызға қара материадан тұруымен түсіндіруге болады.
Ғарышта үнемі гравитациялық толқындар пайда болып отырады. Бірақ Жерде оларды өте үлкен массалар өте жылдам қозғалғанда – мысалы, екі қара құрдым қосылғанда өлшеуге болады. Дәл осы 2015 жылғы қыркүйекте өлшенетін болады. Бұл үшін өте сезімтал өлшеуіш аспаптар қажет: сигналдарды ұстайтын екі алып интерферометр АҚШ-та орналасқан. Осы өлшегіштердегі дәлдігі жоғары технологиялардың көп бөлігінің және көптеген бағдарламалардың шығу тегі Германиядан – Макс План Қоғамының Потсдам және Ганновердегі Гравитациялық физика институтынан.
Галактикалар
Галактикалар – бұл ғарыштың шексіз теңізіндегі «әлемдер аралдары». Мұнда жұлдыздар, планеталық жүйелер, шаңды бұлттар, газды тұмандықтар мен қара материя жиналады. Олар гравитация күшімен бірге ұсталады. Галактикалардың құрылымы әртүрлі болады – қарапайым эллипстерден бастап, біздің Құс жолымыз сияқты, белгілі бір «жеңдері» бар күрделі шиыршық галактикаларға дейін. Бірнеше галактика ақыр соңында, әртүрлі өлшемді топтар мен шоғырларды құрастырып, бірге жиналады. Галактикалардың осы шоғарларының ең ірілері бірнеше мың галактикаларды қамтиды.
Асқынжаңа
Кейбір жұлдыздардың өлімі көзтартарлық болады: шомбал жұлдыздың оның эволюциясы соңындағы жарық жарылысы асқынжаңа деп аталады. Бұл белгілеу (nova = латындық жаңадан) Тихо Брагадан бастау алады. 1572 жылы даниялық астроном бұрын ештеңе мүлде көрінбеген жерде өте-өте жарық жұлдыздың кенет пайда болуын байқаған.
Асқынжаңа жарылғанда жұлдыздың үлкен бөлігі энергияға айналады және бірден тұтас сіулеленеді. Тек нейтрондық жұлдыз немесе қара құрдым қалады. Шомбал жұлдыз деп аталатын асқынжаңа алып, мысалы, қызыл алып, өзінің отынын толық пайдаланғанда ерекше ісер етеді. Ол, энергияның орасан зор мөлшерін босатып, өз гравитациясының әсерінен бұзылады. Осыдан кейін асқынжаңа кейбір уақыт өзі орналасқан галактикадан жарық жарқырауы мүмкін.