6. Гіпотези про походження галактик

У1946 році Є.М. Ліфшиц обгрунтував теорію гравітаційної нестійкості, яка базувалася на фрідманівській космології. Гравітаційна нестійкість, властива однорідному середовищу, яке розширюється, виявляється в тому, що окремі частини, густина яких з якихось причин виявилася трохи більша, ніж загальна густина середовища, розширюються дещо повільніше, ніж середовище в цілому. Це пов'язано, імовірно, з тим, що в таких місцях тяжіння сильніше, і тому воно ефективніше гальмує розширення.

Поступове відставання в розширенні, гальмування розширення в осередках згущення рано чи пізно призводить до того, що розширення цих згущень зовсім припиняється і вони «відключаються» від загального космологічного розширення. При цьому слабкі в минулому збурення перетворюються на сильні.

Ця теорія набула свого подальшого розвитку в роботах Я.Б. Зельдовича. За теорією Зельдовича, протягом перших 2-3 мільярдів років від початку розширення в речовині Всесвіту сформувалися величезні за розмірами газові згущення, що містили близько 10¹⁵-10¹⁶ сонячних мас речовини. Ці згущення були не сферичними, а, скоріше, дещо плоскими. Вони дістали назву «млинців». Зазначені згущення виникали не ізольовано один від одного; багато які з них з'єднувалися своїми краями, утворюючи систему згущень і порожнеч, що віддалено нагадує бджолині стільники.

Така теоретична картина добре узгоджується з даними спостережень за найбільшими утвореннями у Всесвіті — надскупченнями, які теж являють собою «стінки», що відділяють величезні порожнечі, майже повністю позбавлені галактик. Імовірно, з первісних газових «млинців» і сформувалися надскупчення шляхом дроблення цих шарів на різні за масою і розмірами фрагменти. Окремі фрагменти перетворювалися згодом на галактики, дробилися на все менші згустки, які, стискаючись, перетворювалися, зрештою, на зірки.

Галактики, які формуються таким шляхом, повинні мати швидке обертання, властиве спіральним галактикам. Це обертання мали вже газові фрагменти, на які розпадався кожний з «млинців», хоч ніякого початкового обертання «млинця» як цілого не було. Обертання фрагментів зумовлене вихровим рухом, який, виявляється, неминуче народжується на межах «млинців» і всередині них самих, коли ці шари згущення остаточно виділяються й відокремлюються із загального розподілу речовини у Всесвіті, який розширюється.

Згідно із цією теорією квазари можуть виникати одночасно з галактиками й ставати їх ядрами.

Я.І. Озерной і О.Д. Чернін висунули гіпотезу «фотонних вихорів». Відповідно до цієї гіпотези на ранній стадії розширення речовина Всесвіту перебувала в турбулентному стані: випромінювання разом із плазмою утворювало величезні «фотонні вихори». Спочатку швидкість вихрових рухів була дозвуковою, тому вихори створювали відносно невеликі осередки неоднорідної густини. Пізніше, через певні причини, вихрові рухи переходять у надзвукову стадію. Це спричинює неоднорідну густину.

Як першу, так і другу гіпотезу можна назвати конденсаційними: в обох випадках галактики утворюються в результаті стиснення (конденсації) газових згустків. Протилежні погляди висловив В.А. Амбарцумян. Він вважав, що нові галактики й спіральні рукави виникають за рахунок речовини, що міститься в ядрах галактик, в яких, крім зоряної складової, є значні маси дозоряної речовини. Згідно із цією гіпотезою квазари можуть бути оголеними ядрами, являючи собою початкову стадію розвитку галактик.