главная страница  почта

АНАКСАГОР
КЭНЗ

ЭВОЛЮЦИЯ ГАЛАКТИК БЕЗ ФОРМУЛ
[1]

 Аннотация. В нашей Вселенной наблюдается огромное количество разнообразных небесных объектов: планеты, звезды, галактики, квазары. Все они, кроме планет, имеют внутренние источники энергии, и поэтому являются мощными источниками излучения, и благодаря чему обнаруживаются из далеких расстояний. Именно их мы наблюдаем в ночном небе в виде бесчисленного множества мерцающихся точек и пятнышек, которые окружают нас со всех сторон. Одни горят ярко, другие тускло. Это потому, что некоторые находятся ближе к нам, а некоторые - чуть дальше, одни по размеру больше, а другие - чуть меньше.
Другие малые космические тела (планеты, астероиды, и др.) не светятся, и поэтому они, по большей части, остаются невидимыми.
Кроме них, внутри Вселенной содержится много диффузного вещества, в виде газа и пыли, которые не только заполняют пространства между космическими телами, но и местами образуют более плотные газопылевые облака. Эти облака, и малые космические тела, становятся видимыми только при свете ярких источников, коими являются звезды, галактики, и квазары.
Откуда взялись эти объекты? Вследствие каких процессов они возникли? Что к этому подталкивает?
На эти вопросы пока твердого ответа не существует.

По мнению же автора, все это является результатом остывания нашей Вселенной. Именно остывание нашей Вселенной в глобальном масштабе, подталкивает вещество к конденсации, и фазовым переходам внутри Вселенной. Что приводит, в конечном счете, к самоорганизации вещества и образованию более плотных сферических тел (планеты, звезды, квазары), и объединению их в различные небесные структуры: планетные системы, звездные ассоциации, галактики, скопления, и т.д. Все они, проще говоря, являются "продуктами" большой, всемирной конденсации.
Таким образом, при таком взгляде, устанавливается единый конденсационный подход к образованию небесных объектов.

Ниже рассматривается вопросы возникновения и эволюции галактик именно с точки зрения конденсационного подхода. Это позволяет объяснить, что такое галактики, и зачем они нужны природе. Как они возникают, как эволюционируют, и во что превращаются потом...
Более логичным (и даже, неизбежным) становится родство галактик с таинственными небесными объектами - квазарами. Становится понятным, что они появились не по мановению волшебной палочкой из ничего и ниоткуда, а являются результатом длительной галактической эволюции.
Конденсационный подход не лишен и предсказательной силы: он предсказывает наличие в природе еще одних таинственных, темных, плотных небесных объектов - кварзонов...

Введение. Древние греки, видя беловатую, светлую полосу на ночном небе, которая делит ночное небо на две половинки, и которая была очень похожа на разлитое молоко, назвали ее "галактос", что в буквальном смысле означает "молоко". Отсюда пошло название галактика. Позже, когда уже выяснилось, что это не совсем "разлитое молоко", а наиболее плотная, экваториальная часть нашей Галактики, состоящая из миллиардов звезд, то ученые не стали перечить древним грекам, просто назвали нашу Галактику Млечный путь (Milky Way). Тем более что оказалось, что таких галактик (и "млечных путей") превеликое множество. А наша Галактика всего лишь одна из многих. Но все это выяснилось чуть позже. А до этого...
По мере развития инструментария наблюдательной астрономии - телескопов, в XVII - XVIII вв кроме множества звезд, на небе были обнаружены светлые туманные пятна низкой яркости. Астрономы к этому времени знали планет, комет, звезд, но такими объектами столкнулись впервые. И пока их ни с чем не смогли идентифицировать. В связи с этим, в середине XVIII в, некоторые ученые и философы (Э.Сведенборг, И.Кант, Т.Райт) высказывали идею о том, что наша Галактика не заключает в себя весь мир, и, что существуют и другие, сходные с ней звездные системы. И что эти туманности, и, есть другие миры. Но это были лишь догадки.
В конце XVIII в, знаменитому английскому астроному Вильяму Гершель, с помощью построенного им большого телескопа, удалось получше разглядеть эти туманности. Оказалось, что не все эти туманности одинаковы, они различаются как по цвету, так и по внешнему виду. Некоторые туманности он смог «разложить» на звезды, и стало ясно, что они являются плотными скоплениями звезд. Впоследствии было установлено, что они являются звездными скоплениями принадлежащей нашей Галактике. Другие туманности, в то время не удалось разрешить на звезды, и было непонятно, что это за объекты.
Другой английский астроном лорд Росс, в середине XIX в. построил еще более мощный (72 дюйма) телескоп, и начал наблюдения за странными туманностями, которые были описаны В. Гершелем. Вскоре он обнаружил, что некоторые туманности действительно разрешаются на звезды, и тем самым подтвердил выводы Гершеля, что некоторые туманности являются скоплением звезд. А другие туманности ему (как и Гершелю) не удалось разрешить на звезды. Но твердо удалось установить, что они имеют спиральную структуру (туманность М51, туманность Андромеды, и еще несколько спиральных структур).
Тут же разгорелись жаркие споры о том, что за спирали, и имеют ли они отношение к нашей Галактике? Находятся ли они внутри Галактики, или же, они расположены вне Галактики, и являются самостоятельными звездными системами, как наша?
Ученый мир, можно сказать, разделился на два лагеря. Одни считали, что наш мир - это наша Галактика, и все что мы наблюдаем на небе, находится внутри нашей Галактики. Иначе быть и не может. Другие утверждали, что миров (галактик) много, и эти спирали и некоторые туманности находятся за пределами нашей Галактики. Споры продолжались вплоть до середины 20 - х годов XX столетия. Пока на помощь астрономию не пришла фотография, что несказанно расширил инструментарий астрономов. Сперва, в 1920 г-х. американский астроном Дж.Ричи, используя новый телескоп с диаметром 1,5 м, впервые получил фотографии нескольких туманностей (туманность Андромеды, туманность в Треугольнике) очень высокого качества, что на них можно было рассмотреть изображения большого количества очень слабых звезд. Это был большой шаг вперед. Оказалось, что, те, до сих пор неразрешимые на звезды туманности, все-таки тоже состоят из большого количества звезд, а сама спиральная туманность, есть нечто иное, как гигантский звездный вихрь, звездная карусель.
Но, увы... Этого оказалось недостаточно. Установление этого факта все еще не решила главную проблему - где находятся эти "вихри": внутри нашей Галактики, или же, за ее пределами? Весь вопрос уперся в правильном определении расстояния до них. Нужно было, из огромного числа содержащихся там звезд, выделить некие "свечи, или, маяки", и по которым можно было определить расстояние. Эта проблема была решена в 1924 году американским астрономом Э.Хабблом, который проводя наблюдения на более усовершенствованном инструменте – 2,5-метровом рефлекторе, обнаружил в туманностях Андромеды и Треугольника десяток звезд знакомого типа – цефеид. Расстояние до этих переменных звезд астрономы уже умели определять по зависимости «период–светимость». Таким образом, цефеиды взяли на себя роль "маяков". Измеренные расстояния по ним оказались столь велики, что не оставалось никаких сомнений, что эти спиральные туманности не принадлежат нашей Галактике. Они находятся на расстоянии миллионы, миллионы световых лет от нас и представляют собой самостоятельные звездные системы, внешне похожие на нашу Галактику.
Затем, по мере, дальнейших исследований были обнаружены великое множество других галактик: и похожие на нашу, и не совсем похожие... Стало ясно, что, если раньше ученый мир знал мир планет и мир звезд, то здесь они столкнулись еще более масштабными объектами - миром галактик.

И он оказался весьма многочисленным, и весьма разнообразным. Некоторые имели спиралевидную структуру, некоторые были похожи на искаженное сфероидальное тело, или же, на линзу, а некоторые вообще напоминали бесформенное клочковатое облако. Естественно, чтобы как-то ориентироваться в этой "чехарде" и упорядочить наши знания о мире галактик, нужно было как-то их обозначить, классифицировать, разделить на группы, классы.

Первым, кто предложил такую классификацию галактик, был американский астроном Эдвин Хаббл (1925 г., и развитая по 1936 г.), получившейся впоследствии название последовательность Хаббла. Он распределил галактик по внешним признакам на три больших класса: эллиптические (Е), спиральные (S), и иррегулярные (Irr). Кроме общих обозначений, Е и S-галактики имеют еще свои подклассы.
Е-галактик, в зависимости от сплющенности, обозначают дополнительном индексом от 0 до 7 (Е0, Е5, Е7 и т.д.). Чем меньше цифра после Е, тем более округло форма галактики, и наоборот, чем больше индекс после Е, то галактика имеет более сплюснутую форму. Где цифра (индекс) после Е, отвечает условию 10·(a–b)/a, (где a и b – соответственно большие и малые оси эллипса).
Самих S-галактик делят еще на два больших подразделения: нормальные спиральные галактики обозначаются как S, а спиральные галактики с перемычками (барами) обозначаются как SВ. Оба (S и SВ), в зависимости от закрученности/раскрученности рукавов, а также в зависимости от центрального сгущения (балджа), делят еще на S0, Sa, Sb, Sc, и SBa, SВb, SВc, соответственно.
Кроме классификации, Хаббл предложил и схему, где он расположил различные виды галактик в определенным порядке, что должно было означать эволюцию галактик.

По этой схеме считается, что, эволюция галактик идет в направлении от эллиптических галактик (E0, E5, E7) через спиральные (S0, Sa, Sb, Sc) к иррегулярным галактикам (Irr). Поэтому эллиптические галактики (Е) считаются ранними, а иррегулярные (Irr) - поздними.
После принятия такой схемы мир галактик принял более-менее упорядоченный вид. Каждую вновь обнаруженную галактику довольно быстро относили в какую-либо группу, и определяли ее место в последовательности Э. Хаббла. Но так продолжалось недолго. Первый "нехороший звонок прозвенел" в 1943 году, когда американский астроном Карл Сейферт обнаружил необычные галактики (NGC 1068, NGC 1275, и др.). Эти галактики имели вид обычных спиральных галактик, но их ядра были очень яркими, и проявляли бурную активность. Их ядра извергали, десятки, сотни раз больше энергии, чем другие нормальные спиральные галактики. Они не вписывались в общепринятую схему, и поэтому их объявили неким особым классом объектов - сейфертов Sy (сейфертовские галактики). Соответственно, они не получили отражения в последовательности Хаббла. По мере дальнейшего накопления наблюдательных фактов, а именно: данные по звездному составу галактик, по количеству газа, и, тяжелых элементов в различных видах галактик, и др. все становилось яснее, что оказывается не все в порядке "в Датском королевстве" и со схемой Хаббла что-то не так.

Таким багажом знаний мы подошли к некоему рубежу в астрономической науке, за который многими принимается 60-е годы ХХ столетия. Тогда наблюдательная астрономия всерьез стала вооружаться усовершенствованными инструментами, не только в оптическом диапазоне, но и в других диапазонах электромагнитных волн: в рентгене, в ультрафиолете, в ИК и в радиодиапазоне. Можно сказать, что с тех пор астрономия стала всеволновой. Применение чувствительных приборов в этих диапазонах, позволили сделать много открытий, сделать невидимое видимым, и, "дотянуться" до самых отдаленных уголков Вселенной. Оказалось, что галактик гораздо больше, чем мы могли себе представить: счет идет уже на миллиарды, триллионы. Только в наблюдаемой нами части Вселенной их порядка 10¹¹. И это, видимо, далеко не предел.
И каждая из них состоит из огромного количества звезд. Есть гигантские галактики, содержащие в себе порядка 10¹¹ - 10¹² звезд. Такими являются наша Галактика (пр. 10¹¹ звезд), наша ближайшая "соседка" туманность Андромеды (пр. 10¹¹ звезд), галактика М87 - порядка 10¹² звезд, и др. . Есть великое множество карликовых галактик, в составе которых не более 10⁶ - 10⁷ звезд (БМО, NGC 185, M32, и др.). Очень много галактик по количеству звезд занимают промежуточное положение, имея в своем составе от 10⁷ по 10¹⁰ звезд, т.е., они находятся между гигантами и карликами.
Расстояния между галактиками тоже оказались неимоверно великими. Расстояния между двумя "соседями" исчисляются сотнями тысяч и миллионами световых лет. А если "не соседи", то расстояния получаются буквальном смысле астрономическими. Например, если наши ближайшие "соседи" туманность Андромеды, галактика М81, и галактика М51, отстоят от нас на расстоянии пр. 2,5; 9,8; и 12,4 млн. св. лет соответственно, то эллиптическая галактика М87 отстоит от нас на расстоянии пр. 50 млн. св. лет. А пара галактик NGC 4038 и NGC 4039 удалены от нас на расстоянии пр. 100 млн св. лет. Поэтому при таких расстояниях другие звездные системы для нас выглядят как размазанные пятнашки. Чтобы их разглядеть и разрешить на звезды, нужны очень мощные телескопы. И не только это. Многие слабосветящиеся галактики, и галактики, отстоящиеся от нас на расстоянии миллиарды св. лет, вообще невидимы в оптическом диапазоне. Для их обнаружения нужно применять другие диапазоны электромагнитных волн: рентген, ультрафиолет, инфракрасные и радиоволны. Только таким путем можно их обнаружить, и изучить их свойства.

Такая работа, по обнаружению далеких объектов с применением всех доступных нам длин волн и соответствующих инструментов, ведется с 1960 -1970 -х годов, на постоянной основе.
Такое постоянное "обшаривание" далеких уголков Вселенной в широком спектре электромагнитных волн не прошли даром, привело к крупному открытию. В 1960 г-х были обнаружены новые, экзотические, небесные тела. Далекие точечные источники излучали энергию как целые галактики. Их спектры и характер излучения не были похожими на доселе известным небесным объектам: ни звездам, ни галактикам. Они выглядели как звезды, были компактны и занимали в пространстве малые размеры. Но дальность расстояний и мощность излучения не оставляли сомнений - что это не звезды, они светили как миллиарды звезд вместе взятые. Галактиками тоже их не назовешь. Галактики обычно более масштабные объекты и в пространстве занимают более большую площадь. А эти объекты - компактны. Поэтому их за внешнюю схожесть со звездами, стали называть квазизвездами (квазарами). Они очень далекие объекты, некоторые из них "лежат" аж на самом "краю" Вселенной, на расстоянии 12 - 13 млрд. св. лет. И оттуда "освещают" нас. Их природа до сих пор остается невыясненной. Они поставили перед исследователями множество вопросов. Что такое квазар, и как они возникают? Откуда берутся такие огромные энергии? Имеют ли они отношение к галактикам, или, представляют собой нечто особое? Как всегда, каждое новое открытие добавляло больше вопросов, чем ответов.

До 1960 г. несмотря на немалые успехи в обнаружении новых галактик и их систематизации, сами галактики особо не подвергались тщательному изучению. Да и не было для этого еще подходящих инструментов и приборов. Поэтому на них смотрели как на простейших объектов: ничего особенного, и никаких тайн в них не видели. Чуть ли не главной наукой о галактиках была звездная динамика, изучающая движение звезд, их происхождение и распределение по скоростям. Наиболее притягательными и волнующими были вопросы о природе спиральной структуры галактик, и их устойчивости. Велись работы по выяснению происхождения, и, роли магнитных полей. И кое-что были известны о космических лучах...

Когда в астрономии стали применять более совершенные приборы, появилась возможность более детально "приглядеться" внутрь галактик, и узнать, что там внутри. Что за звезды населяют галактику? Какой состав и количество газа в галактике? Что представляют собой центральные части галактик? И что за источники нагревают газ до миллионных температур? И, так далее, и, так далее... Это только малая толика тех вопросов, на которые предстояло (и предстоит) найти ответы.
В этом неоценимую помощь оказывают нам современные приборы. Применение широкого спектра электромагнитных волн, и в придачу, высокая чувствительность приборов, помогают нам найти ответы на эти, и на многие другие вопросы, и открывают перед нами большие возможности. Они позволяет узнать те процессы и явления в галактике, которые прежде были просто недоступны в оптике (как говорится, одним оптическим телескопом далеко уедешь). Соответственно, резко возрастают наши возможности для раскрытия и понимания таинственную жизнь галактик.

Сегодня о галактиках, естественно, мы знаем гораздо больше, чем 40 - 50 лет назад. Знаем намного больше о звездном составе галактик, о содержании газа, и тяжелых элементов в них. Имеем представления о структуре галактик, и о процессах идущих в центральных частях галактик. Неплохо осведомлены об основных морфологических типах галактик, и о расстояниях до них. Знаем намного больше о квазарах, и, о других небесных объектах. Хорошо представляем, что галактик во Вселенной неимоверно великое множество, и они также как и звезды, объединяются в группы, скопления, сверхскопления. Они там тоже вращаются вокруг центра масс, образуя некую грандиозную структуру...

Таким образом, исходя из накопленных на сегодняшний день наблюдательных фактов, складывается такая картина мира галактик.

Самыми распространенными галактиками являются спиральные галактики (S), они составляют пр. 50 - 55 % из всех галактик. Есть среди них свои гиганты как наша Галактика и туманность Андромеды, имеющие массу порядка 10¹¹ М, есть и свои карлики, с массой порядка 10⁷ М. Но большинство из них имеют средние размеры, порядка 10⁸ - 10¹⁰ М. Все спиральные галактики состоят из плоских звездных дисков, и закручивающихся рукавов (чаще, 2-4), расположенных в плоскости диска, и сферического центрального сгущения (балджа).
Есть два крупных подразделения спиральных галактик различающиеся по внешнему виду: S и SB. У нормальных спиральных галактик (S) рукава начинаются сразу же от ядра. А у SB-галактик, в центральной части имеется, состоящей из звезд и межзвездного газа (пыли), яркая перемычка (бар), от концов которой начинают закручиваться рукава. Как уже выше говорилось, сами S и SB галактики имеют еще множество разновидностей. В зависимости от вида рукавов, а также в зависимости от величины центрального сгущения (балджа), они делятся на Sa, Sb, Sc типы, а SB-галактики, соответственно - SBa, SВb, SВc. К типу Sa и SBa относятся спиральные галактики с туго закрученными спиральными ветвями и, мощным ярким балджем. Типы Sb и SBb имеют более открытые спиральные ветви и меньший балдж. Галактики с сильно раскрытыми, и, иногда клочковатыми спиралями и весьма малым балджем относятся к типу Sc и SBc.
Наиболее старые звезды в спиральных галактиках содержатся в сферической составляющей галактики. В звездном диске, и особенно в рукавах преобладают яркие молодые звезды. Это связано с тем, что темпы звездообразования и количества газа тесно взаимосвязаны. Где газа больше, там, обычно, и звездообразование идет интенсивнее. А диски и рукава галактики богаты газом и пылью, и здесь идет бурное звездообразование. Это дает спиралям и рукавам более голубоватый оттенок.
По этой же причине, например, Sc-галактики, где газа больше, и звездообразование идет более бурно, выглядят более голубее, чем другие, Sb и Sa-галактики.
Есть еще один тип S-галактик, это - S0-галактики. Или, иногда их называют линзовидными галактиками. Они представляют примерно 20% из всех галактик, и занимают промежуточное положение между эллиптическими и спиральными галактиками. Внешне они очень похожи на линзы, или, на сильно сплюснутое тело. Имеют развитый балдж и тонкий диск, но не имеют ни ярко выраженных спиральных ветвей, ни рукавов. Количество газа (а значит, и звездообразование) в них намного меньше, чем в других спиральных галактиках. Тяжелых элементов, наоборот - больше. У них яркость от центра к периферии падает более быстро, чем иных S-галактиках.
Иногда к спиральным галактикам относят и сейфертовских галактик (Sy). Они, в основном, являются гигантскими спиральными галактиками типа Sa или Sb (а иногда, и Sc), и составляют примерно 1-2% спиральных галактик. Они отличаются от других S-галактик тем, что у них очень сильно развито центральное сгущение (балдж). Мощность и яркость которого порой затмевает блеск дисковых звезд. В зависимости от мощности излучения ядра, их разделяют на два типа: Sy1 и Sy2. У Sy1, мощность излучения ядра превосходит суммарную мощности излучения дисковых звезд. А у Sy2, наоборот, мощность излучения ядра, несколько меньше, чем излучение остальных звезд галактики. Во всем остальном (звездное население диска, количество и состав газа, тяжелые элементы, и т.д.), они мало чем отличаются от своих спиральных собратьев - Sa, Sb, и Sc, соответственно. Sy-галактики, из-за аномального поведения их ядра, не совсем вписались в схему Хаббла, и поэтому они там не нашли себе места. Пока их выделили в особый класс объектов - сейфертов.

Примерно 25% из всех галактик составляют семейство эллиптических галактик (E). Они в зависимости от видимой сплюснутости, подразделяются на восемь разновидностей, от E0 до E7. E0-галактики это сферические объекты, а E7 - самые вытянутые, можно сказать, почти что, линзовидные. Все остальные (E1 ,E2, E3, и т.д.) по форме занимают промежуточные положения. Эллиптические галактики более компактны, не имеют спиралей, и выглядят как слегка сплющенные, или, искаженные сферические тела. Там почти нет звезд высокой светимости (гигантов, сверхгигантов), основное "население" галактики - старые красные звезды. Очень мало межзвездного газа, и поэтому звездообразование совсем нет, или, такое явление весьма редьки. Галактика обогащена тяжелыми элементами, во всяком случае, при одинаковых массах, относительное содержание тяжелых элементов в Е-галактиках больше, чем в S и Irr галактиках.
Размеры эллиптических галактик варьируются в довольно широких пределах. Есть просто сверхгиганты как М87, содержащие 10¹² звезд, и занимающие площадь диаметром сотни кпк, и есть карлики с размерами одного кпк, и содержащие в себе не более 10⁶ звезд. Большинство гигантских Е-галактик являются источниками интенсивного радиоизлучения.

Еще около 5% из всех галактик составляют иррегулярные галактики (Irr). Они по размерам небольшие, чуть меньше средних спиральных, и содержать в своем составе 10⁷ - 10⁹ звезд. По внешнему виду напоминают бело - голубоватое бесформенное, клочковатое облако. В ней содержится много газа и пыли. Количество газа в некоторых Irr-галактиках составляет 50-60% всей массы галактики. И поэтому там темп звездообразования весьма высок, и много ярких горячих и молодых звезд. Которые делают туманность хорошо видимой, и их свет дает иррегулярным галактикам голубоватый оттенок. Они не имеют особой внутренней структуры, у них нет особо выделенного центра и ядра, что наблюдается в других видах галактик (как в S и Е). Бедны тяжелыми элементами.
Яркими представителями Irr-галактик являются Большое и Малое Магеллановы облака, которые видны иногда невооруженным глазом в южном полушарии. Они являются спутниками нашей Галактики, и отстоят от нас на расстоянии 170-220 тыс. св. лет, и вращаются вокруг центра нашей Галактики.

Хотя тут речь идет, в основном, о галактиках, тем не менее, нельзя не упомянуть в этой "компании", и о новых небесных объектах - квазарах (QSO), которые были обнаружены в 1960 г-х. Они - компактные звездоподобные объекты, с размерами примерно 1 пк, и, массой пр. 10⁸ - 10¹⁰ М, и излучающие энергию сравнимую с энергией гигантских галактик. Спектр излучения близок к излучению активных ядер гигантских эллиптических и сейфертовских галактик. Иногда вокруг квазара удается обнаружить, некую еле заметную спиральную или эллиптическую структуру. Все это, видимо, не зря, и это не простое совпадение... Даже при таком, беглом знакомстве с ними, явно чувствуется, что они имеют какое-то отношение к галактикам. Их размеры, масса, мощность излучения, и т.д., говорят, что они объекты галактического масштаба. Для звездного масштаба они слишком велики (чтобы быть звездой), да и мощность, и спектр излучения не совсем тот. Для объектов масштаба скопления галактик, наоборот, они малы, там должны быть другие массы, другие мощности, и другая энергетика излучения...
Таким образом, есть веские основания считать, что квазары и все другие виды галактик - это ближайшие родственники. Ибо они объекты одного масштаба, и, они взаимосвязаны.

Вообщем, получается что, несмотря на такое большое количество наблюдательных данных по галактикам, до сих пор многое остается непонятным в происхождении галактик, и о их жизни. Нет строгой логичной теории эволюции галактик, которая могла бы наглядно представить их "жизнь" и не противоречила бы наблюдательным данным.
Вот уже несколько десятилетий придерживаются схемы Хаббла (см. выше, схема Хаббла). За эти прошедшие десятилетия наблюдательная астрономия гигантскими шагами ушла вперед. Накопились достаточное количество наблюдательных данных, как-то не согласующиеся с последовательностью Хаббла. И попытки объяснить которых исходя из схемы, приводит к большим затруднениям. Например, наблюдательные данные говорят, что эллиптические галактики более старше по возрасту, так как состоят из старых звезд, и звездообразование практически закончилось 5-7 млрд. лет назад. В них почти нет газа и свет красноватый. А в спиральных галактиках идет бурное звездообразование, до 10-11% газа и свет бело-голубой. В иррегулярных вообще больше массы состоит из газа и свет голубой, который означает наличия много молодых горячих звезд. Содержание тяжелых элементов больше всего в эллиптических галактиках, а меньше всего в - иррегулярных. Это говорит, что вещество эллиптической галактики прошло переработку в звездах и обогатилось тяжелыми элементами. Поэтому, навряд ли можно считать ее ранней.
Множество других несоответствий и противоречий сегодняшним наблюдательным данным, которые не были известны, несколько десятилетий назад. Эти несоответствия и противоречия возникают из-за того, что, в свое время, последовательность Хаббла была построена без учета таких характеристик галактик, как количество и состав газа, темп звездообразования, активность ядер галактик, характер излучения, и т.д. Все эти вещи в эволюционном процессе играют более важную роль, чем внешний вид галактики. Внешний вид галактики - это только следствие, результат "работы" более глубинных процессов в недрах галактики, и взаимодействия ее с окружающей средой. И, не более того...
За "бортом" последовательности Хаббла остались сейфертовские галактики. Хотя они были открыты уже давно, в 1943 г-х, но до сих пор они не нашли там своего места. Не говоря уже о новых небесных объектах - квазарах, которых пристроит на этой схеме (если вдруг понадобилось бы) навряд ли возможно, которые были обнаружены намного позже - только в 1960 г-х. Поэтому многие стали считать, что последовательность Хаббла ничего не означает, просто является лишь констатацией фактов, и ничего более.
Некоторые могут сказать, что, раз не все факты укладываются в схему Хаббла, и многие знают об этом, то почему же не построили другую схему, которая не противоречила бы наблюдательным данным, и наглядно показывала бы эволюцию галактик? Неужели не были таких попыток? Да, попытки, были. И, не раз. Но они все, в основном, были направлены на модификацию последовательности Хаббла, и не затрагивали само основание последовательности. Модификация носила, скорее, легкий косметический характер, чем радикальный пересмотр схему Хаббла. Основное направление эволюции галактик, установленные Хабблом в 1925 г., от эллиптических галактик (Е) к иррегулярным (Irr), оставалось незыблемым.

Теперь пришла пора пересмотреть эту схему более основательно. Все накопленные наблюдаемые данные говорят, что схему эволюции галактик нужно построит с учетом многих факторов, многих параметров и характеристик галактик, и одного внешнего вида галактик явно недостаточно. Надо отдать должное Э. Хабблу. Его последовательность была создана почти 80 лет назад, когда многое еще не были известны, из того, что известно сейчас. Для своего времени это было большим шагом вперед, и она сыграла большую роль в упорядочивание наших знаний о галактиках. Но, видимо, пришла пора, с высоты сегодняшних достижений наблюдательной астрономии, критически осмыслить эту схему, и привести ее в соответствующий вид. Где должны быть учтены все наблюдаемые факты по галактикам, и ничего не должно остаться "за бортом".

Какая должна быть эта схема?
Во-первых, новая схема эволюции галактик должна включать в себя все виды галактик, которые нам известны: S и SВ (со всеми разновидностями), Е-галактик (со всеми разновидностями), Irr-галактик, сейфертов (Sy), и... квазаров (QSO). Так как они (квазары) объекты галактического масштаба, и связаны с галактиками, то они не могут стоят особняком в стороне, и должны быть в этой "компании".
Во-вторых, новая схема должна учесть не только внешние виды галактик, но и должна учесть некоторые внутренние параметры и характеристики самих галактик. А именно: звездное население галактики, количество и состав газа, темп звездообразования, наличие тяжелых элементов, активность ядра, характер излучения, и т.д. То есть, галактики на схеме (последовательности), должны быть расположены таким образом, чтобы эти факторы образовали непротиворечивую логическую линию. Например, можно расположить галактик по убыванию количества газа в них. Тогда получим такую последовательность: Irr - S (Sc, Sb, Sa, S0) - E (E7, E6, E5,... E0). В этом случае, так как звездообразование тесно связано с количеством газа в галактике, то темп звездообразования должен постепенно убывать от Irr-галактик к Е-галактикам (что вообщем-то, действительно наблюдается). Обогащение галактики тяжелыми элементами, в свою очередь, связано со сменой поколений звезд, поэтому, содержание тяжелых элементов должен расти от Irr-галактик к Е-галактикам (что, опять наблюдается в действительности). Можно в таком же ключе рассмотреть и другие параметры галактик: величину балджа ( от Sc, через Sb - Sa, к S0), активность ядер от S (Sc, Sb, Sa, S0) к E (E7, E6, E5,... E0), характер излучения, и т.д. Как видим, такая последовательность галактик может дать вполне непротиворечивую картину.

Но..., этого мало. Даже если новая последовательность окажется верной, и все наблюдательные факты будут удачно укладываться в схему, то всеравно она не будет показывать... эволюцию галактик. Ибо, это всего лишь статика. Любой может сказать, что Irr-галактика, или, S-галактика, или, Е-галактика "родились" такими, и такими останутся навсегда. И никакого изменения со временем с ними не происходит. А какие-то параметры галактики (состав звезд, количество газа, тяжелые элементы, и т.д.) просто колеблются возле некоторого значения. И, все. Никакого превращения Irr-галактики в S-галактику, или, наоборот, со временем не происходит. Тут нет эволюции галактик. Различные морфологические типы галактик не связаны между собой, и каждый вид галактики, сам по себе, и..., точка.

Вот, чтобы так не смогли сказать, и наша схема действительно показывала эволюцию галактик, мало нарисовать верное расположение галактик, но и нужно наполнить ее физическим смыслом. То есть, должны быть найдены ответы на следующие вопросы:
1), Что такое галактика.
2), Как они возникают, и, почему они разные? Появившись, остаются ли они неизменными, или же, как всякая система, подвержены изменениям, и в конце концов, превращаются во что-то другое? Например, спиральная галактика "рождается" спиральной галактикой, или же, у нее есть некая предшественница? А потом, в дальнейшем, всегда ли она останется спиральной галактикой, или же, со временем может так изменится, что мы даже не будем подозревать, что некий наблюдаемый объект, раньше был спиральной галактикой? Так же со всеми типами галактик: иррегулярными (Irr), и эллиптическими (Е). Изменяются ли они со временем, или, нет?
3), Есть ли связь между различными морфологическими типами галактик?
4), Можно ли их выстроит в некую единую схему, показывающую их взаимопревращение и эволюцию?
5), Самое главное: есть ли механизм превращения одних видов галактик, в другие? Если есть, что является движущей силой ?

Когда мы найдем ответы на эти вопросы, то наша схема уже не будет просто констатацией фактов, а будет наполнена смыслом, и, будет показывать динамическую эволюцию галактик. Кстати, те, кто называет последовательность Хаббла просто рисунком и ничего более, правы. Так как в Хаббловский последовательности не раскрыты механизмы превращения одних галактик, в другие. Не определены движущиеся силы эволюции галактик. Без этого, она действительно превращается в застывший рисунок, статику.
Чтобы найти ответы на вышеозначенные вопросы, нам нужен более обобщенный, всеобъемлющий подход. Т.е., мы не должны смотреть на галактик, как на нечто особенное и изолированное от остального мира. Они являются такими же частями природы, как например, атомы, молекулы, планеты, звезды, и являются "строительными" структурами Вселенной. И играют некую важную роль в эволюции Вселенной. Перефразируя, известную крылатую фразу "если звезды горят, значит это кому-то нужно", можно сказать, что "раз есть галактики, значит, они для чего-то нужны". Природа просто так ничего не создает. Это значит, что они, на данном этапе эволюции Вселенной, выполняют какую-то определенную функцию. Таким образом, появление галактик (впрочем, и атомов, молекул, планет, и звезд), закономерно, и неразрывно связано с эволюцией Вселенной. Если мы найдем направление эволюции Вселенной на данном этапе, то найдем и ответы на все вышеозначенные вопросы.
Тогда будет понятно, какую функцию они выполняют и для чего они нужны, преходящие ли эти структуры, или, постоянные. Если преходящие, то во что они превращаются потом.
Сразу станет ясно с чего "начинается" галактика: с эллиптического (Е), со спирального (S), или, с иррегулярного (Irr). У нас будет хороший и надежный ориентир, как расположить галактик на последовательности. Даже не зная какие-то свойства и характеристики галактик, руководствуясь лишь общим направлением эволюции Вселенной, можно будет определить и предсказать эволюцию любого вида галактики. Вдобавок, если все это будет подтверждаться с конкретными наблюдательными данными (по звездному населению, по количеству газа, тяжелые металлы, и т.д.), то будет еще лучше: значит, мы на верном пути. Остается самая "малость": определиться с направлением эволюции Вселенной. Для этого, сначала мы должны ответить на один единственный вопрос: что происходит во Вселенной. А на этот вопрос, с долей уверенности, мы уже можем ответить. Там происходит...
Впрочем, лучше, если все по порядку.

Образование небесных объектов. Небесные объекты и явления, которые происходят во Вселенной, тесно взаимосвязаны. Сами эти объекты являются следствием, результатом (продуктом) этих явлений. Вот, чтобы разобраться, что за процессы происходят, и как возникают объекты, придется начинать довольно издалека. Поэтому для начала вспомним, что такое агрегатное состояние вещества, и что мы об этом знаем.
В обычной повседневности, мы сталкиваемся с тремя агрегатными состояниями вещества: газообразное, жидкое и твердое. Например, вскипятив воду получаем пар, обратно охладив получаем жидкость, охладив еще больше, получаем твердое тело (лед). Или же, например, атмосферный воздух в обычных условиях представляет собой газ,. вода (Н₂О) - жидкость, а железо (Fe) при этих же условиях находится в твердом состоянии. Эти свойства веществам не даны навечно, и не значит, что воздух всегда бывает только газообразным, вода всегда жидким, а железо всегда твердым. Любое вещество можно превратить и в газ, и в жидкость, и перевести его в твердое состояние. Все зависит от условий, в котором находится вещество
Для более тонкого понимания этого, присмотримся как "устроены" газ, жидкость и твердое тело. В газообразном состоянии вещества средняя кинетическая энергия частиц вещества значительно превосходят их потенциальной энергии связи. Расстояние между частицами в таком состояние значительно больше их размеров, и взаимодействие между ними незначительны. Тогда силы притяжения не могут удержать их вблизи друг друга. Частицы разлетаются, и газ может занять любой объем. Поэтому говорят, у газов нет собственного объема. Они легко расширяются и легко сжимаются.
В жидком состоянии средняя кинетическая энергия частиц сравнимы с потенциальной энергией их взаимодействия. Расстояния между частицами не превышает их собственные размеры, хотя частицы довольно подвижны и могут перемещаться относительно друг друга. Амплитуды тепловых колебаний частиц довольно большие, но не настолько, чтобы частицы оторвались друг от друга. Они колеблются в некотором положении равновесия. Из-за хорошей упаковки жидкости очень мало сжимаемы. Имеют свойство текучести. Жидкое и твердое состояние обычно называют конденсированным состоянием.
В твердом состоянии вещества энергия связи между частицами несравнимо велико, чем их кинетическая энергия движения. Хотя расстояние между частицами примерно такой же как в жидком состоянии, но амплитуда колебаний частиц в положении равновесия намного меньше, чем жидком. В твердом состоянии, частицы как бы более твердо "закреплены", чем в жидком. Характерными свойствами твердых тел является их собственная форма и объем, а также очень низкая сжимаемость, даже при очень высоких давлениях.
Как видим, различные состояния вещества в основном отличаются кинетической энергией движения частиц. Стоит у газа отнять часть кинетической энергии движения частиц, то он приближается к жидкому состоянию. Если дальше отнять, то жидкость превращается в твердое тело. Так как, в основном, температура тела определяет среднекинетическую энергию движения частиц, то уменьшая температуру тела можно газ превратить в жидкость, а жидкость в твердое тело. И, наоборот, если нагреть твердое тело, то оно сначала превратиться в жидкость, а потом и в газ. Таким образом, отнимая кинетическую энергию движения частиц (или наоборот, увеличивая) можно перевести вещество из одного состояния в другое. Все это хорошо известно, и называется фазовыми переходами первого рода.

Любой элемент из таблицы Менделеева, или же, любое сложное вещество, можно получить как газообразном, так и в жидком, так и в твердом виде. Только для этого нужно создать подходящие условия. Как известно, у каждого элемента и вещества есть свои критические значения температуры, при котором происходит смена агрегатного состояния. Например, воздух при обычных условиях (300 К) газ, но можно превратить его в жидкость при температуре 81 К. При дальнейшем глубоком охлаждении, можно получить и твердый "воздух". Вода обычно жидкая, но можно из нее получить пар, если нагреть ее выше 373 К (100^оС). И наоборот, можно превратить ее в твердое тело (лед), если охладить ее температуру ниже 273 К (0^оС). Так же, при нагреве железа примерно до 1800 К, получится жидкость, а при дальнейшем повышении температуры выше 3323 К, оно превратиться в газ. Так с любым известным нам веществом. Только у каждого вещества свои значения.
При таких изменениях агрегатного состояния вещества, кроме температуры, немалую роль играет и давление. Его значение может сместить температуры плавления и кипения (парообразования) в ту, или, в другую сторону. Например, при меньшем давлении вода может "твердеть" более низкой температуре, чем 273 К. И железо будет конденсироваться более низкой температуре, чем 3323 К, и воздух - ниже чем 81 К. При повышении давления, наоборот, и железо и воздух могут конденсироваться в более высокой температуре, чем 3323 К и 81 К соответственно.
Кроме этих трех агрегатных состояний (газ, жидкость, твердое тело), нам известен еще одно состояние вещества. Этим состоянием мы обычно почти не сталкиваемся. Зато это довольно распространено на небесах. Это - плазма. При сверхвысоких температурах от молекул газа начинают отрываться электроны. Появляется большое количество положительно и отрицательно заряженных частиц. Происходит термическая ионизация газов, с образованием плазмы. Плазма - это смесь атомных ядер, электронов и положительно заряженных ионов. По сути, это уже другое вещество, с другими свойствами. В таком состоянии вещество находится возле сильных источников: вокруг звезд, галактик, и квазаров.

После такого краткого ознакомления с агрегатными состояниями вещества, которые нам более-менее известны, рассмотрим простой пример. Посмотрим, так сказать, на изменение агрегатного состояния вещества в динамике.
Допустим, в невесомости висит стеклянная сферическая колба (будем считать, что под действием больших температур и давлений стекло не разрушится). Внутри колбы ок. 4000 К. И там находится газообразная смесь, в составе которой, скажем, железо, ртуть, кислород, азот, гелий и водород. Постепенно начинаем понижать температуру. При достижении температуры примерно 3330 К, внутри колбы появится некоторая замутненность. Начинают образоваться "железные" газовые туманности, которые в свою очередь состоят из мельчайших капелек начавшегося конденсироваться железа. Затем туманности начнут фрагментироваться. Тут, применим принцип масштабирования и, сделавшись очень маленькими, "внедримся" внутрь какой - либо туманности, и внимательно посмотрим, что там происходит. Капельки внутри туманности будут взаимодействовать друг с другом, образуя пары, тройки, группы, ансамбли и т.д. Где-то будут сливаться, укрупняться. При этом они будут выделять энергию, и светиться, и естественно, будут вращаться вокруг центра масс. В местах большого скопления капелек образуются нечто похожее на галактик. А светящиеся капельки будут похожими на звезды. Выберем какую-нибудь "галактику" и внедримся и туда. "Галактика" как Галактика, очень даже похожа. Если очень близко подойти какому-нибудь конкретному светящемуся объекту, то можем увидеть знакомую картину. Это мы где-то уже видели. Нечто похожее на нашу Солнечную систему в ранней стадии. Центральный светящийся объект, и вокруг множество капелек различных размеров: от ничтожных, до довольно больших.

Так как это происходит в невесомости, естественно, конденсирующиеся железо примет форму множество "висячих" шариков. Шар (сфера) наиболее энергетически выгодное состояние объекта в таких условиях (происходит минимизация энергетического состояния). Это "работу округления" в основном выполняют силы поверхностного натяжения, которые усиливаются по мере охлаждения. Дальнейшие понижение температуры ниже 3320 К, приведет к остыванию "шариков". Они будут остывать по-разному, и с разной скоростью. Это будет зависит от размера, массы и плотности. При достижении температуры в колбе примерно 1805 К, начинается кристаллизация железных "шариков". При кристаллизации, сперва появиться тоненькая твердая корочка, которая временами будет лопаться, и наружу будет выливаться жидкое железо (лава?). Если же еще при стадии конденсации были захвачены другие элементы в виде соединений (окиси железа, соединения азота, водород, ртуть), то при кристаллизации нашей "планеты" будут происходит более сложные вещи: конвективные явления внутри "шарика", дегазация, вулканы и др. Получим максимально приближенную картину, нечто похожее на то, что происходит в действительности с нашей планетой Земля.
При падении температуры примерно до 630 К, начнут сгущаться и конденсироваться пары ртути. Некоторые уже остывшие железные "шарики" могут стать центрами конденсации для паров ртути. И потекут по нашей железной "планете" ртутные "речки". Когда температура упадет внутри колбы до 300 К, будем иметь "планету" с твердой поверхностью, ртутные "речки", атмосферу (воздух - азот, кислород) и вдалеке, газообразные гелий и водород. Стоя на поверхности такой железной "планеты" с ртутными "речками" и азотно-кислородной атмосферой, и наблюдая наши окрестности, будем думать, что "наш мир" состоит по большей части из водорода и гелия. Так как именно они будут заполнять просторы нашей сферы (колбы). Тогда как более тяжелые элементы просто претерпели фазовый переход и сконденсировались в "планеты" (и, в "звезды" - капельки).
При конденсации паров железа и ртути будет выделяться энергия, хорошо известная из физики, как удельная теплота парообразования: у железа она равна 5,8*10⁴ Дж/кг, а у ртути - 2,85*10⁵ Дж/кг. Общая выделяемая ими энергия будет равна произведению удельной теплоты парообразования этих элементов (веществ), на их массу (Q=r*m).

Это происходит потому, что в газообразном состоянии вещества, внутренняя энергия всегда больше, чем в жидком, а в жидком - всегда больше, чем твердом, то они при конденсации (и кристаллизации), эту разность выделяют в виде излучений в окружающую среду. А сами переходят на более низкоэнергетическое агрегатное состояние, в соответствии с температурой окружающей среды. Это является их относительно равновесным состоянием при данных конкретных условиях

Если сейчас обратно "выйти" из светящегося объекта, "выйти" из той туманности, и вернуться в наш реальный мир, приняв обычный вид, и посмотреть на экспериментальную колбу, охватив единым взором все внутреннее пространство колбы, то увидим, что такие же схожие процессы конденсации идут по всему внутреннему пространству колбы, одновременно во множественных местах, там и тут, то получим картину нечто похожее на нашу Метагалактику. Где конденсирующееся вещество будет образовать мириады "галактик", "звезд" и "планет".

Конечно, можем на этом не остановиться, а продолжать и дальше снижать температуру в колбе. Тогда, при падении температуры ниже 90 К конденсируется кислород, потом, и азот (77 К). А вот чтобы видеть "на небе" чисто водородные, и чисто гелиевые "звезды" придется изрядно потрудиться. Они будут конденсироваться только при сверхнизких температурах - ниже 20 К и 4 К, соответственно. К этому времени азот и кислород, скорее всего, будут уже твердыми "планетами", или, "нейтронными звездами"...

Само собой, вышеприведенный пример носит несколько идеализированный характер. Где нами особо не учитывался роль давления, которое тоже существенно влияет на фазовые переходы вещества. Оно может сместить критические температуры конденсации или плавления, в ту, или, в другую сторону. Отмахнулись и от неоднородности смеси. Наличие множество химических элементов сильно усложняет картину (чем больше, тем "хуже"): в "туманностях" будут идти множество химических реакции, приводящие к образованию сложных веществ (в том числе, и воды). При конденсации которых, говорит, "о чисто" железном шарике, или "о чистой" ртути не приходится. Но, чем больше компонентов (химических элементов) возьмем в подобных экспериментах, тем больше будет ближе к реальности.

Этот пример нужен для того, чтоб можно было более наглядно представить, что же происходит в больших масштабах внутри Вселенной (чтобы объять необъятное). И, сфера взята не зря. По сегодняшним воззрениям, наша Вселенная представляет собой гигантскую расширяющиеся сферу. Хотя конечно, мы не знаем, как она выглядит внешне, и расширяется ли она. Здесь нас прежде всего интересует что происходит внутри Вселенной.

А внутри нашей действительной Вселенной происходит… то же самое, что и в вышеприведенном опыте. Из-за постепенного понижения температуры внутри Вселенной (ныне, примерно, 3 К), перед нашими очами происходит самая банальная, самая обычная конденсация, и фазовый переход вещества в невообразимо гигантских масштабах.
Происходит ли это вследствие расширения Вселенной, или просто идет отдача энергии куда-то, пока неясно. Но одно очевидно. Что, в течение эволюции, внутри нашей Вселенной постепенно падает температура и давление (вернее сказать, идет уменьшение внутренней энергии Вселенной). Вследствие чего идет масштабная конденсация и фазовый переход вещества из одного агрегатного состояние в другое по всему объему Вселенной. Сперва, они превращаются в гигантские газообразные туманности. А туманность сама по себе уже состоит из мельчайших капелек сконденсированного вещества. Потом мельчайшие капельки начинают взаимодействовать между собой, образуя различные структуры, и сливаться все в более крупные образования.

Это примерно то же самое, если бы вы изнутри смотрели на процесс конденсации, скажем, паров воды. Находясь на какой-либо молекуле (представьте себе, что вы сверхмалый "микроб", и живете там), вы видели бы то же самое. Вас окружали бы мириады "болтающихся" молекул воды. По мере охлаждения, они теряют свою кинетическую энергию движения, и между ними начинают возникать межмолекулярные связи. Они объединяются в пары, группы, ассоциации, при этом эти структуры будут вращаться вокруг центра масс (многоатомные молекулы, или групп молекул всегда имеют вращательный момент, хорошо известно). Далее, эти группы, ассоциации будут объединяться в свою очередь в мельчайшие капельки воды. Таким образом, при определенной температуре, мы вокруг увидим, мириады разномасштабных капелек воды: мельчайшие, мелкие и более крупные. Дальше, капельки сливаясь с друг другом, и где-то взаимодействуя друг с другом, создают нечто все больше и больше укрупненные, усложненные структуры, местами и крупные мегакапли. Но прежде чем сливаться, все они некоторое время будут вращаться возле друг друга, вокруг центра масс.

Примерно то же самое происходит во Вселенной, только в гигантских масштабах. Здесь "работает" принцип относительности масштабов. Наши размеры просто ничтожны по сравнение с пространственными масштабами процессов, которые идут, и теми небесными объектами, которые при этом образуются (планеты, звезды, галактики и т.д.). Мы здесь также смотрим на процессы конденсации изнутри, сами находимся внутри этого неимоверно гигантского остывающего облака, которую называем Вселенной. И газ (вещество) внутри Вселенной не однородно как вода, а состоит из смеси сотен элементов, вся Менделеевская таблица. И, не только. В туманностях идут химические реакции и образуются множество различных химических соединений и веществ, вплоть до органических молекул. Наличие такого множества химических элементов и веществ, с различными свойствами, и с различной температурой конденсации, естественно, многое усложняет. Это приводят к тому, что здесь идет эшелонированная конденсация. Сперва конденсируются элементы (вещества) имеющие более высокую температуру конденсации, затем идет второй "эшелон", потом - третьи..., и так далее, по порядку уменьшения температуры их конденсации. Нетрудно догадаться, что по этой схеме самыми последними будут конденсироваться "чистый" водород и гелий.
Вообще-то, все эти вещи мы наблюдаем в действительности. При нынешних условиях внутри Вселенной (давление, температура), различные вещества находятся в различных агрегатных состояниях. Одни вещества уже сконденсировались, и продолжают конденсироваться, образуя жидких и твердых тел сфероподобной формы, а другие элементы и вещества еще находятся в газообразной фазе (например, гелий и водород). Как раз все это разнообразие агрегатного состояния вещества мы наблюдаем в виде различных космических объектов: планет, звезд, галактик, туманностей, и т.д.

Все это вещи происходит на нынешнем этапе, где таким путем образуются небесные объекты. Если же брать в историческом плане, начиная с ранней эпохи Вселенной и до наших дней, то происходит череда последовательных конденсации, череда последовательных изменений агрегатного состояния вещества (метаконденсация). Кратко это выглядит следующим образом.
По общепринятому мнению наша Вселенная является следствием Большого Взрыва. Последовавшееся за этим расширение привело к быстрому раздуванию, превращая ее в огромное мегаоблако. Вначале температура мегаоблака (Вселенной) была очень высокой, порядка 10³² - 10³⁰ К. Затем оно быстро стало остывать, и соответственно, температура и давление внутри стали спадать. Все это дало начала процессам конденсации, и спустя некоторое время, через несколько ступеней конденсации (о которых нам пока ничего неизвестно), на очередной "ступеньке" появились (сконденсировались) известные нам микрочастицы - электроны, протоны, нейтроны. Температура облака к этому времени была в районе 10¹² - 10¹⁰ К. Затем, по мере охлаждения, микрочастицы "сгустились" в ядра, потом в - атомы. Дальше, атомы объединились в молекулы. Молекулы в свою очередь - в объекты нашего масштаба, а также - в планеты и звезды. В дальнейшем, "сгущение" планет и звезд образуют различные ассоциации: группы, скопления, галактики. А дальше – скопления галактик, и сверхскопления...
Таким образом, по мере остывания Вселенной в таком широком диапазоне температур, от 10³² К вначале, и до сегодняшнего уровня (3 К), вещество проходит несколько ступеней конденсации ("лестница" конденсации, метаконденсация). При этом, по мере падения внутренней энергии Вселенной, происходит пошаговая "сборка" все более и более масштабных объектов. Что, в конечном счете, приводит к наблюдаемому иерархическому строению нашей Вселенной (микрочастицы - атомы - молекулы - планеты/звезды - галактики/квазары, и т.д.).
Само изменение внутренней энергии Вселенной здесь выступает в роли "паровоза", которое все диктует, все и тащит, и заставляет вещество многократно менять свое состояние, и дает процессам целенаправленный характер.
Все это, приближенно, может выглядит как на рисунке (Т - температура, t - время).


Это означает, что в ранние эпохи Вселенной не могли образоваться масштабные объекты. Было время, не было атомов и молекул (были только элементарные частицы). Было время, были только атомы и молекулы, но не были еще ни звезд, ни планет. Дальше, появились (сконденсировались) звезды и планеты, но не были еще галактик. Затем сформировались галактики, но не были еще скоплений и т.д. Нам сейчас известны, что скопления галактик образуют сверхскопления. Есть ли еще более масштабные структуры во Вселенной, пока нам неизвестны...

Вообщем, если мысленно окинуть эволюцию Вселенной, то получается, что происходит как бы постепенное смещение области конденсации, на все увеличивающиеся масштабы. В ранней Вселенной это было область микрочастиц, там происходили бурные конденсационные процессы, и "создавались", ядра, атомы, молекулы. Потом области бурных конденсации сместились в надмолекулярную область, где "создавались" сложные химические вещества. Затем, области бурной конденсации сместились в макромир, там начались "творение" объектов: звезды, планеты, галактики, квазары, и т.д.

Одним словом, галактики появляются только на определенной стадии развития Вселенной. Для этого необходимо, чтобы внутренняя энергия Вселенной понизилась до определенного уровня. Иначе, большая кинетическая энергия движения звезд (броуновское движение) не даст им объединиться, и между ними не будут более-менее прочной связи, и при таких условиях галактики не смогут существовать. Только с понижением внутренней энергии Вселенной, и замедлением движения звезд (нечто похожее на охлаждение ансамбля молекул), появляется условия для их объединения в галактики. Таким же образом, чтобы галактики могли объединиться в скопления галактик, нужны еще более низкие значения внутренней энергии Вселенной, и т.д.
Все это имеет значение, так сказать, для первичных звезд, галактик, и скоплений. В нынешних же условиях во Вселенной (температура ок. 3 К), основная масса звезд и галактик сразу рождаются в галактиках и в скоплениях. Эти небесные "конструкции", под названиями галактики и скопления, становятся активизаторами конденсационных процессов.