Paul Sutter är astrofysiker vid Ohio State University och chefforskare vid COSI Science Center. Sutter är också värd för poddarna Ask a Spaceman och RealSpace samt YouTube-serien COSI Science Now.
Någonstans i kosmos djupaste delar, långt från vår hemgalax, Vintergatan, ligger ett monster. Långsamt, oundvikligen, drar det sig fram. Under loppet av miljarder år drar det oss och allt i vår närhet närmare det. Den enda kraft som verkar över så enorma avstånd och genom kosmiska tidsperioder är gravitationen, så vad det än är så är det massivt och obevekligt.
Vi kallar den för den stora dragningskraften, och fram till nyligen har dess sanna natur varit ett fullständigt mysterium. Observera att det fortfarande är ett mysterium, bara inte ett fullständigt mysterium.
Den stora attraktionsfaktorn upptäcktes först på 1970-talet när astronomer gjorde detaljerade kartor över den kosmiska mikrovågsbakgrunden (ljuset som finns kvar från det tidiga universum) och noterade att det var något (och ”något” betyder här mindre än en hundradels grad Fahrenheit) varmare på den ena sidan av Vintergatan än den andra – vilket innebär att galaxen rörde sig genom rymden i ett raskt tempo av cirka 370 miles per sekund (600 km/s).
Även om astronomerna kunde mäta den snabba hastigheten kunde de inte förklara dess ursprung.
Den undvikande zonen
För det första, varför finns det överhuvudtaget ett mysterium? Astronomer är fantastiskt duktiga på att titta på saker i rymden – det är trots allt deras enda jobb. Så man skulle kunna tro att någon vid det här laget skulle ha riktat ett teleskop i riktning mot vår rörelse och … ja, räknat ut det. Men det finns ett problem: vad den stora attraktionsfaktorn än är så ligger den i riktning mot stjärnbilden Centaurus, och vår egen Vintergatas skiva skär rakt igenom vår vy åt det hållet. Vår galax är full av skräp – stjärnor, gas, damm, mer gas – och allt detta skräp blockerar ljuset från det mer avlägsna universum.
Så vi är fantastiskt duktiga på att kartlägga det mesta av universums storskaliga struktur, utom där vi tvingas titta genom vår egen galax. Astronomerna, som alltid är dramatiska, har kallat detta område för undvikandets zon.
Och jösses, den stora attraktionsfaktorn sitter precis där bak, djupt inne i zonen, svår att karakterisera. Tack och lov har detta börjat förändras, eftersom röntgen- och radioastronomer har tittat genom Vintergatans dunkla djup och påbörjat en dimmig, osäker skiss av denna hittills okända del av universum.
Go Big and go home
För att förstå vad det är som händer med den stora attraktionsfaktorn måste vi titta på den stora bilden. Och jag menar stor: den största bilden av alla. Bortom vår galax Vintergatan finns vår närmaste anständigt stora galaktiska granne, Andromedagalaxen. Den ligger drygt 2,5 miljoner ljusår bort och är praktiskt taget på gatan i den skala jag talar om.
Miljövägen, Andromedagalaxen, Triangulagalaxen och några dussin andra galaktiska figurer bildar den lokala gruppen, en gravitationsbunden klump med en diameter på cirka 10 miljoner ljusår.
Nästa stora sak på vägen är Virgo-klungan, centrum för vårt lokala stycke av universum: Mer än 1 300 galaxer är packade i en tät klump bara 65 miljoner ljusår bort. Virgo-klustret är också gravitationsbundet, vilket betyder ungefär vad du tror att det skulle betyda: De galaxer som ingår i den tenderar att hänga i närheten av varandra, bundna av deras ömsesidiga gravitation.
Om man går längre än så blir det lite luddigt när det gäller att definiera extra-galaktiska strukturer. Det finns enorma samlingar av galaxer som kallas ”superkluster”, och under lång tid definierades de löst som ”Eh, det är större än ett kluster, men mindre än ett universum”. De fick också fina namn, baserade på vilken konstellation vi tittade igenom för att kartlägga strukturen, eller uppkallade efter gamla astronomer: Virgo Superkluster, Hydra-Centaurus Superkluster, Shapley Superkluster, etc. Den definitionen fungerade bra tills vi behövde börja arbeta seriöst, t.ex. ta reda på vad i helvete det är som händer med den stora attraktionsfaktorn.
Följ med strömmen
Vi lever i ett hierarkiskt universum. Det vill säga, under de senaste 13 och förändrade miljarder åren har materia ackumulerats till små klumpar, som gått samman till större klumpar, som gått samman till ännu större klumpar. Festen tog dock stopp för ungefär 5 miljarder år sedan när den mörka energin började dominera … men det är ämnet för en annan artikel.
Vårt universum har redan bildat galaxer, grupper och kluster. Vår egen lokala grupp håller på att kondenseras, med Vintergatan och Andromeda på väg mot en kollision om cirka 5 miljarder år. Själva lokalgruppen, tillsammans med några andra grupper och mindre kluster, kryssar längs de gravitationella motorvägarna till Virgo-klustret i centrum, som befinner sig i centrum av den lämpligt namngivna superklustret Virgo.
Och allt som finns i närheten – inklusive Vintergatan, Andromeda, Virgo-klustret och dess omgivningar – är på väg mot den stora attraktionsfaktorn. En kombination av mer sofistikerade (läs: alla) undersökningar inom undvikandezonen och en mer sofistikerad (läs: alla) förståelse av vad exakt en ”superkluster” är, har börjat lösa mysteriet med den stora dragningskraften.
Istället för att bara vara en ”stor klump galaxer” har studier av hastigheterna hos galaxer i vårt lokala grannskap av universum lett till en bättre arbetsdefinition av ”superkluster”: en volym av rymden där alla galaxer i den rymden ”flyter” mot ett gemensamt centrum. Och denna definition har omarbetat vår förståelse av lokaluniversumet. Virgo-superklustret är inte ett isolerat objekt, utan bara en arm (för att vara rättvis, en enormt stor arm) i en ännu större struktur: Laniakea-superklustret.
Den inte så stora attraktionsfaktorn
Om man tittar på supergalaktiska strukturer genom linsen av materieflöden är det lätt att se vad som händer med den stora attraktionsfaktorn. Vi lever i ett hierarkiskt universum, där små strukturer sätts samman som galaktiska legobitar till större strukturer. Vintergatan och Andromeda är på väg mot centrum av den lokala gruppen när den kondenseras. Allt som finns i Virgo Superkluster faller mot dess centrum: Virgo Cluster.
Och allt som finns i Laniakea Superkluster faller mot dess centrum, som för närvarande upptas av Norma Cluster, som är ackumulationen av all gas och alla galaxer som redan har slagit oss dit.
Den stora dragningskraften är alltså egentligen inte en sak, utan en plats: brännpunkten i vår del av universum, slutresultatet av en process som sattes i gång för mer än 13 miljarder år sedan, och det naturliga resultatet av flödena och uppbyggnaden av materia i vårt universum. Hur började denna process? Det är också en annan artikel….
Och innan jag går: The Great Attractor kommer inte att förbli så stor länge. Faktum är att vi aldrig kommer att nå den. Innan vi gör det kommer mörk energi att slita Norma Cluster från oss. Kluster kommer att förbli som de är, men superkluster kommer aldrig att leva upp till sina namn. Så trösta dig med det: vi har inget att frukta från den stora dragningskraften.
Lär dig mer genom att lyssna på avsnittet ”What is the Great Attractor?” i podcasten Ask A Spaceman, som finns tillgänglig på iTunes och på webben på http://www.askaspaceman.com. Tack till Jone L. för frågan som ledde till det här avsnittet! Ställ din egen fråga på Twitter med #AskASpaceman eller genom att följa Paul @PaulMattSutter och facebook.com/PaulMattSutter.
Relevanta nyheter