Что находится за пределами Вселенной
Вопрос о том, что находится за пределами Вселенной, волнует умы не только ученых, но и людей, не связанных с наукой. Все те звезды, которые мы можем рассмотреть на ночном небе, — незначительная часть космического пространства. Астрономы до сих пор спорят по поводу границы Вселенной, ведь такие расстояния и масштабы непостижимы для понимания.
Выдвинуто много гипотез по поводу рубежей космоса. Но полностью опровергнуть или доказать ни одну из них невозможно – ведь человеческие технологии да и сами границы разума не в состоянии исследовать такие гигантские просторы. И пока научный мир бьется над этой неразрешимой задачей, мы разберем самые интересные и удивительные теории о том, где находится край Вселенной.
Метагалактика и объем Хаббла
Для начала выясним границы наблюдаемой Вселенной. Эта та часть космического пространства, откуда мы можем регистрировать излучение. При этом сами объекты, сигналы от которых мы получаем, могут уже находиться за границей этой области космоса. Просто излучению от этих небесных тел необходимо преодолеть огромные расстояния до нашей планеты.
Именно эта часть Универсума называется Метагалактикой. За самую удаленную точку этой области приняли поверхность последнего рассеяния реликтового излучения. Это тепловая энергия, которая высвободилась во время Большого взрыва и продолжает распространяться по всему космосу до наших дней. Таким образом, радиус Метагалактики составляет 46 млрд. световых лет. Что расположено за этим пределом Вселенной, выяснить пока невозможно. При этом в астрономии есть две противоположные точки зрения на счет Метагалактики. Часть исследователей считает, что Метагалактика – малая область космического пространства и за ее границами есть другие звездные скопления и системы. Другие же ученые утверждают, что это и есть вся Вселенная.
Другим понятием, описывающим границы наблюдаемого Универсума, является область Хаббла. Это часть Метагалактики, в которой расширение пространства происходит со скоростью меньшей, чем скорость света. Размеры области Хаббла составляют 13,8 млрд. световых лет. Это по возрасту сопоставимо с событиями Большого взрыва. Рано или поздно все наблюдаемые нами галактики выйдут за пределы объема Хаббла. Поэтому эту границу Вселенной нельзя считать конечной.
Мультивселенная
Итак, мы установили, что видимое космическое пространство имеет вполне определенные границы. Но что за пределами Вселенной? И вообще, может быть наше мироздание не единственное?
Согласно такому предположению, Универсум – всего лишь один из миров в их бесконечном множестве. Как пузыри, они формируются из плотного вещества первичной материи во время Большого взрыва. Каждый из них проходит свои стадии эволюции, а после умирает, сменяясь новыми мирами.
Сторонником теории Мультивселенной являлся известный британский физик-теоретик Стивен Хокинг. Кроме него идею о параллельных мирах поддерживают другие исследователи космоса, такие как Брайан Грин, Нил Тайсон, Дэвид Дойч, Алан Гут.
Согласно много мировой интерпретации Эверрета в каждом таком «вселенском пузыре» действуют одни и те же законы природы и константные значения, но они пребывают в различных состояниях. При этом все параллельные миры живут и развиваются независимо друг от друга, лишь изредка соприкасаясь.
Теорию Мультивселенной нельзя назвать абсолютно научной. Скорее она философская, ведь ее нельзя доказать или опровергнуть путем научного эксперимента. Но, основываясь на этом предположении, можно сказать, что наша вселенная имеет границы и срок жизни.
Абсолютная пустота
Официально признано, что Универсум расширяется. Но установить, есть ли предел этому расширению пространства, не представляется возможным.
По предположениям некоторых физиков-теоретиков, у мироздания все-таки есть границы. За ними расположена абсолютная пустота или НИЧЕГО. В ней не действуют законы физики, она не проницаема для света и не осязаема. Пустота не имеет пространственных и временных рамок. Таким образом, мироздание представляет собой подобие шара, парящего в бесконечном пространстве, лишенном любых физических параметров.
Такая теория очень сложна для восприятия. Человеческий разум не может до конца осознать возможность абсолютной пустоты, что находится за Вселенной.
Большая проекция
В последней работе Стивена Хокинга, опубликованной уже после его смерти, описана крайне интересная гипотеза. Основное ее утверждение заключается в том, что наша мироздание – это голограмма некой первичной плоскости. Она, в свою очередь, образовалась в результате Большого взрыва. И на самом деле, наш мир двумерный, а его объемность – лишь иллюзия. Пространственно-временные характеристики Универсума – это проекционное искажение плоскости первоздания.
К сожалению, доказать правдивость этой гипотезы невозможно. Просто потому что, если наша действительность двумерна, то все законы, рассчитанные на объемное пространство, в ней не работают. Недоказанными остаются и другие предположения о месте за пределами Вселенной. Поэтому из научных гипотез они переходят в разряд философских рассуждений. И вряд ли когда-нибудь человечество сможет докопаться до истины в этом вопросе.
Источник
10 теорий о том, каким будет конец нашей Вселенной
В 2020 году это обычная эмоция — желать по четыре-пять раз на дню отправиться не то, чтобы в космос, но на самый край света, как можно дальше, чтобы избавиться от дурного наваждения или плохой погоды, задерживающегося поезда или тесных брюк, таких заурядных на Земле вещей. Но что будет ждать вас на этой космологической границе? Что это вообще такое — край света, край Вселенной — что мы там увидим? Это граница или бесконечность вообще?
Давайте спросим у ученых.
Шон Кэрролл, профессор физики
Вселенная не имеет границ. Мы можем говорить лишь о крае обозримой Вселенной. Это максимальная дистанция, на которую можно «посмотреть» с Земли. Если расширение Вселенной будет продолжаться бесконечно, нам не удастся увидеть ее конца, даже если он существует. Потому что, смотря на самые далекие звезды и планеты, мы видим их отголоски из прошлого, так как свет движется с одной скоростью. Все объекты на конце наблюдаемой Вселенной, предстают перед нами такими, какими они были почти 14 миллиардов лет назад. Но все же это нельзя назвать физической границей космоса.
Наш обзор в космосе ограничен мощностью современных технологий, и мы не можем заглянуть за край обозримой нами Вселенной, а ведь там дальше тоже есть огромное космическое пространство. Все, что мы наблюдаем, довольно однородный космос, и, скорее всего, так будет и дальше. Вселенная может оказаться в виде сферы, как вариант. В таком случае космос будет ограничен, но по-прежнему не будет иметь физических границ, потому что у шара нет ни начала, ни конца.
Также нельзя сбрасывать со счетов и теорию мультивселенной, согласно которой космос не однородный и может сильно меняться в некоторых регионах. Пока мы не можем доказать ни того, ни другого, поэтому сейчас разумно сохранять нейтралитет и не отдавать предпочтение ни одной из теорий.
Мультивселенная
Итак, мы установили, что видимое космическое пространство имеет вполне определенные границы. Но что за пределами Вселенной? И вообще, может быть наше мироздание не единственное?
Согласно такому предположению, Универсум – всего лишь один из миров в их бесконечном множестве. Как пузыри, они формируются из плотного вещества первичной материи во время Большого взрыва. Каждый из них проходит свои стадии эволюции, а после умирает, сменяясь новыми мирами.
Сторонником теории Мультивселенной являлся известный британский физик-теоретик Стивен Хокинг. Кроме него идею о параллельных мирах поддерживают другие исследователи космоса, такие как Брайан Грин, Нил Тайсон, Дэвид Дойч, Алан Гут.
Согласно много мировой интерпретации Эверрета в каждом таком «вселенском пузыре» действуют одни и те же законы природы и константные значения, но они пребывают в различных состояниях. При этом все параллельные миры живут и развиваются независимо друг от друга, лишь изредка соприкасаясь.
Теорию Мультивселенной нельзя назвать абсолютно научной. Скорее она философская, ведь ее нельзя доказать или опровергнуть путем научного эксперимента. Но, основываясь на этом предположении, можно сказать, что наша вселенная имеет границы и срок жизни.
Джо Данкли, профессор физики и астрофизических наук
Наши исследования дают нам возможность предполагать, что Вселенная не имеет границ, что она постоянно расширяется или сворачивается в сферу. Таким образом, даже если она замкнута, это еще не значит, что у нее есть границы. Возьмем к примеру пончик. Есть ли границы у поверхности пончика? Естественно, нет, но при этом мы понимаем, что данная поверхность не бесконечна, так ведь? Что нам это дает? То, что мы способны обогнуть весь космос, двигаясь все время прямо, и в конце концов вернуться в точку старта. Нет ни конца, ни края.
Но с другой стороны у нас есть край наблюдаемой Вселенной, которая ограничена дальностью нашего обзора. Этот край находится в том месте, откуда свет не смог добраться до нас от начала времен. Что находится за этим пределом? Скорее всего, все то же самое, что и здесь: звезды, планеты, галактики.
Большое сжатие
Самая знаменитая теория о рождении Вселенной — это теория Большого взрыва. Она гласит, что вся материя изначально существовала как сингулярность — бесконечно плотная точка посреди великого ничто. А потом по непонятным причинам произошёл взрыв. Материя вырвалась наружу с невероятной скоростью и постепенно стала известной нам Вселенной.
Как вы могли догадаться, Большое сжатие — это Большой взрыв «наоборот». Вселенная постепенно расширяется под воздействием собственной гравитации, но этому должен быть предел — некая конечная точка, граница. Когда Вселенная достигнет этой границы, то прекратит расширяться и начнёт сжиматься. Тогда вся материя (планеты, звёзды, галактики, чёрные дыры -всё) снова сожмётся в одну бесконечно плотную точку.
Правда, последние данные этой теории противоречивы — учёные недавно обнаружили, что Вселенная расширяется всё быстрее.
Джесси Шелтон, доцент физики и астрономии
Хотите знать, что там на конце света? Сначала подумайте, что люди имеют ввиду, говоря о крае космоса? Скорость света не изменяется, поэтому, чем больше космического пространства мы видим, тем больше углубляемся в прошлое. Взгляните хотя бы на галактику Андромеду, самую близкую к нам. Мы наблюдаем в ней события из прошлого, которые произошли примерно 2-2,5 миллиона лет назад. Именно столько нужно, чтобы свет от звезд этой галактики дошел до нас. Самый древний свет, который нам довелось наблюдать, шел к нам из самых далеких уголков Вселенной, поэтому метафорически мы можем считать краем космоса именно его. Это отголоски Большого Взрыва, начала времен. Тот самый момент, когда пространство остыло на столько, что в нем начали формироваться атомы. Данное явление получило название поверхности последнего рассеяния – место и время, когда фотоны света из горячей плазмы переместились в холодный вакуум, в котором и начали свое движение в далекий космос, в сторону нашей планеты, где мы их и увидели. Поэтому поверхность последнего рассеяния можно назвать краем Вселенной.
Что же происходит в конце мира сегодня? К сожалению, это нам не известно, и не будет известно. Потому что, даже если прямо сейчас свет оттуда отправился в нашу сторону, пройдут миллиарды лет, пока он нас достигнет. Поэтому мы можем лишь строить предположения об этом.
Если основываться на том, что мы сейчас видим в космосе, то, скорее всего, там, на краю Вселенной, сейчас происходит то же самое. Окажись вы сейчас там, то, возможно, даже не увидели бы особых различий. Край Вселенной – это не конец, а ее продолжение. Еще больше звезд и галактик, а возможно и форм жизни, перед которыми сейчас стоит тот же вопрос.
Тепловая смерть Вселенной
В общем и целом Тепловая смерть — противоположность Большому сжатию. Согласно теории, гравитация способствует тому, что Вселенная продолжит расширяться в геометрической прогрессии. Галактики будут отдаляться от друга всё дальше и дальше, подобно несчастным любовникам, и всеобъемлющая чёрная пропасть между ними будет расти.
Вселенная следует тем же правилам, что и любая термодинамическая система: тепло равномерно распределяется по всему, что в ней есть. Всё вещество Вселенной равномерно распределено среди холодного, скучного и тёмного «тумана».
В конце концов все звёзды, одна за другой, вспыхнут и погаснут, а энергии для появления новых звёзд уже не будет — вселенная погаснет. Материя всё ещё останется на месте, но в форме частиц, чьё движение будет полностью хаотичным. Эти частицы будут сталкиваться друг с другом, но без обмена энергией. А люди? Люди тоже станут всего-навсего частицами посреди бескрайней пустоты.
Майкл Троксель, доцент физики
Вероятнее всего, что Вселенная не имеет конца и края. Но даже при этом у нее может быть множество краев.
Если Вселенная открыта со всех сторон, то она бесконечна. Если же это замкнутая система, как сфера, то она автоматически становится конечной, но по-прежнему не имеет границ. Потому что, двигаясь по поверхности шара, мы в конечном итоге придем в начальную точку нашего путешествия.
В нашем понимании у Вселенной есть два края. Общая теория относительности говорит о том, что скорость любого явления во Вселенной ограничена скоростью света, и это правило работает в любой ее точке. Мы уже поняли, что Вселенная постоянно расширяется во все стороны, и с течением времени это расширение становится все быстрее. А значит, что наблюдаемому нами объекту в далеком космосе, нужно некоторое время, чтобы его свет достиг Земли. Но, так как Вселенная постоянно расширяется, то и расстояние, которое свету нужно пройти до нас, тоже увеличивается со временем.
В таком случае, какую наибольшую дистанцию мы могли бы рассмотреть, если бы свет шел к нам от самого начала времен, от того, что случилось практически сразу после Большого Взрыва? Эта дистанция составляет 47 000 000 000 световых лет. У него даже есть собственное наименование: космологический горизонт.
Взглянем на эту ситуацию с другой стороны и зададим вопрос по-новому: какая самая большая дистанция может быть для того, чтобы отправить и получить информацию, летящую со скоростью света? Тут все становится чуточку интереснее, так как космос расширяется не с одинаковой, а с непрестанно растущей скоростью.
Из этого следует, что наше сообщение может блуждать по космосу хоть бесконечно, оно все равно не сможет попасть в то место, которое находится более чем в 16 миллиардах световых лет от Земли в данный момент. Самая далекая планета, которую нам удалось увидеть, расположена в 25 000 световых лет от Земли, а самая далекая галактика – в 13,3 миллиардах. Таким образом, мы не видим, что сейчас происходит на том краю Вселенной, а они, если там кто-то есть, не видят нас. Поэтому никто не может сказать, что находится на обоих концах Вселенной.
Конец времени
Если и есть в этом мире хоть что-то вечное, то это, безусловно, время. Независимо от того, будет ли существовать Вселенная, время-то уж точно никуда не исчезнет — без него просто не было бы никакой возможности отличить предыдущий момент от последующего. Но что если время просто застынет? Что если того, что мы понимаем под моментами, вообще не будет? Всё застынет в одном и том же бесконечном мгновении — навсегда.
Предположим, мы живём в бесконечной Вселенной с бесконечным временем. Это значит, что всё, что может случиться, обязательно произойдёт со стопроцентной вероятностью. Такой же парадокс возникает, если вы живёте вечно. Представьте, что время вашей жизни неограниченно, поэтому всё, что только может произойти с вами, тоже обязательно произойдёт, причём бесконечное количество раз. Таким образом, если вы живёте вечно, то шанс ненадолго выбыть из строя составляет 100%, и вы потратите вечность в темноте космоса. На основании этого учёные сделали предположение: время, в конце концов, остановится.
Если бы вы могли жить вечно, чтобы испытать всё это (через миллиарды лет после гибели Земли), вы бы даже никогда и не поняли, что-то пошло не так. Время просто остановится, и, по мнению учёных, всё застынет в одном мгновении, как на фотографии — навсегда. Будет просто одно и то же мгновение. Вы бы никогда не умерли, никогда бы не состарились. Это было бы своего рода псевдобессмертие. Но вы бы никогда об этом не узнали.
Эбигейл Вирегг, доцент космологической физики
С помощью земных телескопов вы видим свет, который идет от нас из глубин космоса. Чем эти глубины дальше, тем дольше мы будем ждать от них сигнал. Поэтому, смотря на отдаленные звезды, вы видите то, как они выглядели очень и очень давно, а не то, какими они являются сегодня. Чем дольше вы на них смотрите, тем дальше во времени движетесь. И смотреть вы будете до тех пор, пока не увидите практически самое начало времен – несколько тысяч лет после образования Вселенной. Но дальше заглянуть вы, увы, не сможете. Потому что до этого Вселенная была неимоверно горячей и плотной, не было ни звезд, ни планет, ни даже атомов. Фотоны света просто прыгали в этой горячей плазме туда-сюда, пытаясь зацепиться за что-нибудь и вылететь из нее.
Увидеть такое не позволят даже самые передовые телескопы Земли. Поэтому это и можно назвать краем Вселенной, наблюдаемой Вселенной. Проще говоря, это горизонт. Ведь мы не можем ни посмотреть, что происходит за ним, ни даже приблизиться к нему. Однако даже он не властен над временем и расширением Вселенной, поэтому постоянно смещается. Если бы у нас была возможность увидеть Вселенную из любой другой планеты, вероятнее всего мы бы наблюдали все тот же космос, с теми же звездами, который заканчивается лишь там, где начинается время, ограничивается скоростью фотонов, летящих к нам почти от самого Большого взрыва, и, конечно же, расширением космоса.
Как нам увидеть этот горизонт? Скорее всего, никак. Мы можем видеть лишь то, каким он был после Большого Взрыва, но не то, каков он есть сейчас. Однако результаты исследований в один голос кричат о том, что вся обозримая нами Вселенная выглядит примерно идентично. Все те же звезды, галактики и космический вакуум.
Вселенная гораздо более обширна чем тот малюсенький кусочек, что доступен нам для обзора с нашей планеты. Поэтому, вероятнее всего, нет никакого края Вселенной. Есть лишь пространство-время, которое постоянно увеличивается в размерах.
Вечная Вселенная
То, что Вселенная всегда была и всегда будет — одна из первых разработанных людьми концепций о её природе. Но есть и нечто посерьёзнее.
Можно предположить, что Большой взрыв был началом времени. Но возможно и то, что время существовало до него, а сингулярность и взрыв могли появиться из-за столкновения двух бран — листообразных структур пространства, формирующихся на более высоком уровне существования. Согласно этой модели, Вселенная циклична и всегда будет расширяться и сжиматься.
Теоретически мы может узнать это наверняка в ближайшие 20 лет. У учёных есть спутник «Планк» специально для наблюдений за Вселенной. Конечно, это нелегко, но учёные всё же могут понять, с чего началась наша Вселенная и чем она закончится. Теоретически, опять же.
Тысячи миров
Эта теория гласит, что космос бесконечен. Вероятно, в нем есть миллионы, миллиарды других галактик, которые вмещают в себя миллиарды других звезд. Ведь, если мыслить обширно, все в нашей жизни начинается снова и снова — фильмы следуют один за другим, жизнь, заканчиваясь в одном человеке, начинается в другом.
В мировой науке на сегодняшний день считается общепринятой концепция о многокомпонентной Вселенной. Но сколько Вселенных существует? Никто из нас этого не знает. В других галактиках могут находиться совсем иные небесные тела. В этих мирах господствуют совершенно другие законы физики. Но как доказать их наличие экспериментальным способом?
Сделать это можно лишь обнаружив взаимодействие между нашей Вселенной и другими. Это взаимодействие происходит через некие кротовые норы. Но как найти их? Одно из последних предположений ученых гласит, что такая нора есть прямо в центре нашей Солнечной системы.
Ученые предполагают, что в том случае, если космос бесконечен, где-то на его просторах находится двойник нашей планеты, а, возможно, и всей Солнечной системы.
Бесконечный космос
Есть ли вероятность того, что при сложении двух одинаковых чисел получится то же число? На первый взгляд это кажется абсолютно невозможным, но если речь идет о Вселенной… Согласно расчетам ученых, при отнимании от бесконечности единицы получается бесконечность. При сложении двух бесконечностей вновь выходит бесконечность. А вот если вычесть бесконечность из бесконечности, вероятнее всего, получится единица.
Древние ученые также задавались вопросом о том, существует ли граница у космоса. Их логика была простой и одновременно гениальной. Их теория выражается в следующем. Представьте себе, что вы достигли края Вселенной. Протянули руку за ее границу. Однако рамки мира раздвинулись. И так бесконечно. Представить это очень трудно. Но еще труднее представить, что же существует за ее границей, если она действительно есть.
Одиннадцать измерений
И вот так, рассуждая и делая допущения, физики докатились до одиннадцати измерений. Почему-то именно в одиннадцатимерном пространстве отлично укладываются обе фундаментальные теории — квантовая механика и общая теория относительности. Почему одиннадцать? Как-то математически вышло, там доказательство страниц на пятьдесят мелким шрифтом с формулами, но все так договорились, что пусть будет одиннадцать, вряд ли кто проверит. Они, правда, не вдаются в подробности какие там измерения где и над какими, просто постулируют факт одиннадцатимерного пространства-времени, где все события логичны и объяснимы. Поэтому приходится принимать на веру.
Источник