Кратчайшая история Вселенной. От Большого взрыва до наших дней (в сверхдоступном изложении)

За период 13–10 миллиардов лет назад возникли различные виды галактик. Спиральные галактики (такие, как наш Млечный Путь) составляют 60 % от предполагаемых 400 миллиардов галактик наблюдаемой Вселенной. Именно в них формируется подавляющая часть звезд. Однако выпуклая центральная часть спиральных галактик содержит настолько высокую концентрацию звезд, что условия там неблагоприятны для зарождения жизни, слишком часто происходят сверхновые разрывы. Только в рукавах спиральных галактик, куда сместилась наша Солнечная система, звездные системы достаточно удалены друг от друга, чтобы возникла жизнь.

Линзовидные галактики (например, галактика Сомбреро) имеют такую же выпуклость, но без рукавов. Они составляют примерно 15 % галактик во Вселенной, и в них формируется очень мало звезд.

Эллиптические галактики (такие, как Геркулес А) не имеют выпуклости в центре, звезды в них распределены более равномерно. Это умирающие галактики, где почти не возникают новые звезды. Эллиптических галактик во Вселенной около 5 %.

Млечный Путь

©NASA/JPL–Caltech / R. Hurt (SSC/Caltech) via Wiki media Commons

Нерегулярные галактики – это куча-мала из галактик неправильной формы, которые сложно классифицировать. Их примерно 20 % от общего количества галактик Вселенной. Большинство нерегулярных галактик небольшие и, как правило, деформируются под воздействием гравитационного притяжения другой галактики. Форма некоторых из них в настоящее время не имеет убедительного объяснения.

Что касается количества галактик в наблюдаемой Вселенной, то общепринятой оценкой является 400 миллиардов. Однако последние исследования показывают, что их число может составлять от 1 до 10 триллионов. Такое – значительно большее – число повышает вероятность появления где-нибудь там сложной жизни. Каждая галактика может содержать миллионы, миллиарды или даже триллионы звезд. Это еще несколько бросков игрального кубика эволюции.

Срок жизни звезд

Размер звезды определяет продолжительность ее жизни, поскольку от размера зависит, как быстро звезда сжигает свое топливо. Звезды, размер которых в восемь раз превышает размер Солнца, становятся сверхновыми. Звезды меньше этого размера умирают, не взрываясь и не создавая более тяжелых элементов. Самые крупные звезды горят всего несколько миллионов лет, звезды немного меньшего размера могут светить несколько сотен миллионов лет, звезды поменьше могут существовать несколько миллиардов лет, а жизнь самых маленьких медленно горящих звезд может длиться от 100 миллиардов до нескольких триллионов лет.

Звезды первого поколения, образовавшиеся после Большого взрыва, были гигантскими и взорвались миллиарды лет назад. Второе поколение звезд, сформировавшееся из продуктов взрыва первого, содержало тяжелые элементы, которые были созданы в недрах звезд первого поколения. Большинство звезд второго поколения тоже погибло за последние 13 миллиардов лет, но многие из них все еще можно обнаружить во Вселенной и в пределах галактики Млечный Путь.

Возраст третьего поколения звезд составляет всего несколько миллиардов лет. Они содержат огромное разнообразие тяжелых элементов, созданных в предыдущих двух поколениях. Кроме того, вокруг звезд третьего поколения, по всей вероятности, вращается больше планет, поскольку в избытке присутствующие частицы элементов могли образовать кольца пыли и в конечном итоге превратиться в планеты. Соответственно, звезды третьего поколения (как наше Солнце) являются наиболее выгодной ставкой в пари о дальнейшем усложнении.

Космическая флора и фауна

Наше Солнце относится к типу звезд «желтый карлик». Такие звезды существуют от 4 до 15 миллиардов лет, их всего 10 % от общего количества звезд во Вселенной. Звезды немного меньшего размера, называемые оранжевыми карликами, живут 15–30 миллиардов лет и составляют еще 10 %. Красные карлики – самые маленькие звезды (около 5–50 % массы Солнца), составляющие 70 % всех звезд во Вселенной. Красные карлики могут существовать сотни миллиардов лет, даже триллионы, в зависимости от того, насколько они малы и как медленно горят. Ни одна из таких звезд не взрывается в сверхновую, а медленно сгорает до конца и гаснет.

Когда звезда, подобная нашему Солнцу, сжигает все свое водородное и гелиевое топливо, начинают гореть все более тяжелые элементы ее ядра. В результате этого процесса желтые карлики раздуваются, как рыба-шар, когда отпугивает хищника, и превращаются в красных гигантов. Еще через миллиард лет или около того они сдуваются и становятся белыми карликами – остатками звезд, подобных нашим, в ядрах которых перестали соединяться атомы. Они существуют еще несколько миллионов лет, прежде чем окончательно погаснуть. Красные гиганты и белые карлики составляют примерно 5 % звезд во Вселенной.