Меню

Что значит вселенная однородна

Однородность Вселенной

Начала современного естествознания. Тезаурус. — Ростов-на-Дону . В.Н. Савченко, В.П. Смагин . 2006 .

Смотреть что такое «Однородность Вселенной» в других словарях:

ОДНОРОДНОСТЬ ВСЕЛЕННОЙ — наблюдаемое однородное распределение вещества во Вселенной в масштабах, превышающих 50 Мпк; в объем 125 тыс. Мпк3 в среднем попадает ок. 6000 галактик, и плотность их размазанного вещества всюду оказывается примерно одинаковой … Большой Энциклопедический словарь

однородность вселенной — наблюдаемое однородное распределение вещества во Вселенной в масштабах, превышающих ≈50 Мпк; в объём ≈125 тыс. Мпк3 в среденем попадает около 6000 галактик и плотность их «размазанного» вещества всюду оказывается примерно одинаковой. * * *… … Энциклопедический словарь

ОДНОРОДНОСТЬ ВСЕЛЁННОЙ — наблюдаемое однородное распределение в ва во Вселенной в масштабах, превышающих 50 Мпк; в объём 125 тыс. Мпк3 в ср. попадает ок. 6000 галактик и плотность их размазанного в ва всюду оказывается примерно одинаковой … Естествознание. Энциклопедический словарь

КОСМОЛОГИЯ — (от греч. kosmos мир, Вселенная и logos слово, учение), учение о Вселенной как едином целом и о всей охваченной астр. наблюдениями области Вселенной (Метагалактике) как части целого; раздел астрономии. Выводы К. основываются на законах физики и… … Физическая энциклопедия

АРИСТОТЕЛЬ СТАГИРИТ — АРИСТОТЕЛЬ СТАГИРИТ (Ἀριστοτέλης Σταγειρίτης) (384, Стагира в Халкидике 322 до н. э., Халкида на Эвбее), др. греч. философ и ученый энциклопедист, ученик Платона, основатель Перипатетической школы. Биография. Жизнь А. распадается на… … Античная философия

Вселенная — Крупномасштабная структура Вселенной как она выглядит в инфракрасных лучах с длиной волны 2,2 мкм 1 600 000 галактик, зарегистри … Википедия

КОСМОЛОГИЯ — раздел астрономии и астрофизики, изучающий происхождение, крупномасштабную структуру и эволюцию Вселенной. Данные для космологии в основном получают из астрономических наблюдений. Для их интерпретации в настоящее время используется общая теория… … Энциклопедия Кольера

Физика — I. Предмет и структура физики Ф. – наука, изучающая простейшие и вместе с тем наиболее общие закономерности явлений природы, свойства и строение материи и законы её движения. Поэтому понятия Ф. и сё законы лежат в основе всего… … Большая советская энциклопедия

ФИЗИКА. — ФИЗИКА. 1. Предмет и структура физики Ф. наука, изучающая простейшие и вместе с тем наиб. общие свойства и законы движения окружающих нас объектов материального мира. Вследствие этой общности не существует явлений природы, не имеющих физ. свойств … Физическая энциклопедия

КОЛИЧЕСТВО — филос. категория, отображающая общее в качественно однородных вещах и явлениях. Чтобы выявить в них это общее, необходимо, во первых, установить их однородность, т.е. показать, в каком именно отношении они эквивалентны между собою, во вторых,… … Философская энциклопедия

Источник

Однородна ли Вселенная

Одной из самых фундаментальных характеристик Вселенной считается её однородность во всех направлениях. Это означает, что материя распределена более или менее равномерно, и мы при всём желании не сможем найти в ней участки, где действуют собственные законы физики. Что должно служить вдохновением для исследователей, которые пытаются понять, что представляет собой космос и каким законам он подчиняется. В учёной среде это отчётливо просматриваемое единообразие именуется космологическим принципом.

Однако ни один имеющийся закон не способен показать, что Вселенная непременно должна быть именно такой . Она может быть неоднородной , и это имеет весьма серьёзные последствия для соответствующих областей науки. Это означает, что астрономы не могут обоснованно судить о происходящем в других областях космического пространства. Подвергаются сомнению модели, описывающие возникновение и эволюцию Вселенной. Короче говоря, если законы, которые мы формулируем, изучая свой локальный участок космоса, не универсальны, мы никогда не сможем объять всю картину целиком.

Читайте также:  Вселенной как таковой не существует

Р еликтовое излучение

К счастью, очень многое указывает на то, что наука не ошибается относительно космологического принципа. Одним из самых убедительных доказательств его верности является реликтовое излучение — слабое свечение, считающееся отпечатком Большого взрыва. Его изучение показывает, что сразу после рождения Вселенной в ней действовали универсальные законы. Никаких заметных аномалий, способных поставить их под сомнение, найдено не было. Понятно, что тут речь идёт о событиях, которые произошли 13.8 миллиарда лет назад, однако другие исследования показывают, что космологический принцип сохранялся во Вселенной и дальше. Здесь можно упомянуть Слоановский цифровой обзор неба — огромную трехмерную карту, которая наглядно демонстрирует, что по все стороны от нас распределение галактик в космосе является относительно одинаковым.

Но вопросы остаются и, более того, постоянно возникают. В последнее десятилетие некоторые исследования ставят космологический принцип под весьма серьёзное сомнение. В 2011 году были опубликованы результаты одного из них, в ходе которого учёные изучали взрывы сверхновых. Измеряя расстояние до них и то, как быстро удаляются от нас их следы, астрономы попытались оценить скорость расширения Вселенной. Можно только представить их изумление, когда выяснилось, что в некоторых направлениях эти объекты летят быстрее, чем в других . Это прямо указывало на неравномерность этой экспансии, что прямо противоречит космологическому принципу.

Квазары

В 2014 году другая группа учёных наткнулась на не менее удивительный феномен. Она изучала квазары — активные центры галактик, окружающие сверхмассивные черные дыры. Это, как и сверхновые, чрезвычайно яркие объекты, позволяющие заглянуть в самые ранние эпохи существования Вселенной. Наблюдая за ними, ученые обнаружили, что на миллиарды световых лет вокруг нас квазары чаще всего ориентированы в одном определённом направлении. И это более чем странно. Так как в той стороне, куда они почему-то «смотрят», должно быть что-то особенное — иначе эти объекты были бы расположены совершенно хаотично, без прослеживаемых закономерностей. Предположение о том, что какая-то ось вращения более предпочтительна, чем все остальные, тоже противоречит космологическому принципу. Как и в предыдущем случае, здесь было показано, что Вселенная анизотропна, то есть её свойства разнятся в зависимости от направления.

Незыблемость космологического принципа

Но, как говорится, экстраординарные утверждения требуют экстраординарных доказательств, и от космологического принципа никто отказываться пока не собирается. В 2016 году были опубликованы результаты исследования, авторы которого пытались обнаружить предпочтительную ось в ранней Вселенной. Однако ни характерных спиралей, ни особых гравитационных волн в реликтовом излучении найдено ими не было. Более того, выяснилось, что феномены анизотропии, которые мы обнаружили на данный момент времени, ориентированы в одном направлении. В этой связи учёные предположили, что это ошибка, связанная с несовершенством методов наблюдения за Вселенной, а не капитуляция космологического принципа.

Как бы то ни было, исследования в этой области продолжаются. Космологический принцип пока держится, несмотря на то, что его непрерывно испытывают на прочность. Делать это надо обязательно, потому что на этом и зиждется наука. Здесь всё многократно проверяется. Так как если ошибочно возвести в ранг безусловной аксиомы что-то «очевидное» и интуитивно понятное, это может помешать увидеть сложную, глубоко запрятанную истину.

Источник

Подозрительно гладко: Вселенная показалась ученым чересчур однородной

Международная команда ученых получила удивительный результат: галактики разбросаны по космосу более равномерно, чем можно было ожидать исходя из господствующих теорий. Изменят ли новые данные наше представление о Вселенной?

Продукты взрыва

Сегодня практически никто из профессионалов не сомневается, что Вселенная в нынешнем ее виде возникла около 13,8 млрд лет назад в результате Большого взрыва. Биография мира реконструирована с младенчества. Мы знаем, когда образовались первые атомные ядра (уже через несколько минут после Большого взрыва), когда они объединились с электронами в первые атомы (через сотни тысячелетий) и когда зажглись первые звезды (через сотни миллионов лет).

Читайте также:  За против жизнь во вселенной

Это не беспочвенные фантазии, а строгие теории, из которых следуют проверяемые факты. Причем многие факты, от реликтового излучения до точного химического состава звезд, были сначала открыты космологами на кончике пера, а уже затем подтверждены наблюдателями (с длинным списком таких подтверждений на английском языке можно ознакомиться здесь). Именно такие сбывшиеся прогнозы в науке служат главным признаком того, что теория работает.

При этом слово «теория» не должно вводить в заблуждение. Для ученых оно означает не нечто неподтвержденное, предполагающее возможные альтернативы, а просто модель, увязывающую между собой установленные факты и предсказывающую еще не установленные. Выражение «теория Большого взрыва» не означает, что Большой взрыв — это нечто сомнительное, так же как выражение «теория твердого тела» не означает, что кто-то сомневается в существовании твердых тел (кстати, примерно так же дело обстоит с биологическим термином «теория эволюции»).

Темные тайны

На сегодняшний день в космологии заслужено господствует Стандартная космологическая модель, она же ΛCDM-модель. Эта конструкция объединяет представления о Большом взрыве и расширении Вселенной с данными о таинственных субстанциях — темной материи и темной энергии.

Напомним, что темная материя представляет собой невидимое ни в какие телескопы вещество, которое проявляет себя только своей гравитацией. Сам факт существования темной материи установлен достаточно надежно, но вот ее природа загадочна. Несомненно, некоторую ее часть составляют очень тусклые астрономические объекты (холодный газ, черные дыры и так далее). Однако большинство специалистов считает, что львиная доля темной материи приходится на те или иные экзотические частицы, еще не открытые физиками-экспериментаторами, и вот это уже скорее популярная гипотеза, чем доказанный факт.

Темная энергия — это нечто, что придает расширению Вселенной ускорение. Именно за ее открытие Брайану Шмидту и Адаму Риссу в 2011 году была вручена Нобелевская премия по физике.

Сам факт ускоренного расширения Вселенной надежно установлен несколькими способами. Но о том, что собой представляет обеспечивающая его темная энергия, можно спорить. На данный момент теоретики считают, что это некое свойство вакуума.

Итак, ΛCDM-модель объединяет прекрасно проверенные концепции (Большой взрыв, расширение Вселенной, синтез первых атомных ядер, факт существования темной материи и темной энергии и многое другое) с хорошо аргументированными, но все-таки еще не доказанными гипотезами (например, о природе темной материи и темной энергии). Кое-где в ней есть и просто белые пятна, заполненные наиболее правдоподобными предположениями.

Это нормальная ситуация для научной теории. Только в религии и идеологии встречаются доктрины, в которых каждая буква провозглашается одинаково несомненной.

Все ли гладко во Вселенной?

Одна из важных концепций стандартной космологии — идея затравочных неоднородностей. Специалисты считают, что уже в первые мгновения жизни Вселенной вещество было распределено в пространстве не вполне равномерно. Более плотные скопления материи порождали и более сильную гравитацию. Это тяготение собирало вокруг неоднородности все новые массы вещества. От этого притяжение еще усиливалось, и так далее по замкнутому кругу. В конце концов вокруг крошечной изначальной флуктуации плотности возникала галактика, окруженная пустотой (точнее, чрезвычайно разреженным межгалактическим газом).

Впрочем, галактики — не самые впечатляющие объекты, возникшие из затравочных неоднородностей. «Зведные острова» объединены в скопления, а те — в сверхскопления. Из скоплений галактик состоят самые большие во Вселенной структуры — так называемые волокна (филаменты). Они образуют своего рода паутину или пчелиные соты, заполняющие пространство. Промежутки между волокнами — это пустоты (войды), в которых почти нет галактик.

Читайте также:  Он моя жизнь целая вселенная моя

При этом все достаточно большие (от сотен миллионов до миллиардов световых лет) участки этой паутины похожи друг на друга как две капли воды. Если вы видели один такой регион космоса, вы видели их все. Это свойство называется крупномасштабной однородностью Вселенной.

Но ученые не довольствуются избитыми сравнениями. Они измеряют однородность космоса количественно. Эта величина может многое рассказать о том, как устроен мир.

Дело в том, что у космологов есть два способа восстановить рисунок затравочных неоднородностей. Во-первых, они наблюдают циклопическую паутину волокон и войдов, которая в конце концов образовалась благодаря этим флуктуациям. А во-вторых, к услугам астрономов реликтовое излучение.

Это излучение отделилось от вещества еще в эпоху образования первых атомов. Но оно все еще хранит в себе следы того, как материя была распределена по космосу в те далекие времена. Реликтовое излучение неоднородно, потому что неоднородным было испустившее его вещество. Это привет пытливому человечеству от первых сотен тысяч лет истории Вселенной.

Следует отметить, что за открытие реликтового излучения тоже была присуждена Нобелевская премия по физике (Арно Пензиасу и Роберту Вильсону в 1978 году), и отдельной «нобелевки» в 2006 году удостоились первооткрыватели неоднородностей этого излучения Джон Мазер и Джордж Смут.

Когда у ученых есть два способа измерить одну и ту же величину, самое время сопоставить результаты. ΛCDM-модель предсказывает, как должны быть связаны между собой неоднородности реликтового излучения и степень (не-)однородности нынешней Вселенной с ее волокнами и войдами. Вот здесь и выяснился очень и очень интересный факт.

Ошибка или открытие?

Недавно международная команда исследователей из 18 научных центров направила в престижный журнал Astronomy & Astrophysics научную статью, препринт которой имеется в открытом доступе. В двух словах результат таков: современная Вселенная оказалась на 8% более однородной, чем ей следует быть согласно данным о реликтовом излучении. Это может говорить либо о неточностях измерений, либо о том, что в ΛCDM-модель пора вносить изменения.

Астрономы использовали данные обзора Kilo-Degree Survey (KiDS-1000), охватившего более 31 миллиона галактик на расстояниях до 10 млрд световых лет от Земли. Эти сведения авторы дополнили информацией из обзора 2-degree Field Lensing Survey (2dFLenS), в рамках которого наблюдалось более 70 тысяч объектов на тех же дистанциях. Также ученые обратились к обзору Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS), включающему данные о более чем 1,5 млн галактик на удалении до 8 млрд световых лет.

Сопоставив все эти сведения, специалисты вычислили степень однородности Вселенной. И оказалось, что она на 8,3±2,6% больше, чем ожидалось исходя из свойств реликтового излучения.

Насколько надежны эти цифры? Ведь каждый результат измерения теоретически может оказаться ложной тревогой, продуктом небольших, но неизбежных случайных шумов в исходных данных.

Достоверность нового результата составляет 2 или 3 сигмы (в зависимости от способа расчета). Это значит, что вероятность его «шумовой» природы составляет либо 5% (при достоверности 2 сигмы), либо 0,2% (при достоверности 3 сигмы). По строгим научным стандартам такие цифры не позволяют уверенно заявлять об открытии. Есть примеры результатов с достоверностью 2–3 сигмы, которые при более точных измерениях рассеивались как дым.

Таким образом, обнаруженную излишнюю однородность Вселенной еще нельзя считать достоверно установленным фактом. Нужны расчеты, основанные на еще более обширных данных. Тогда, возможно, выяснится, что мы узнали нечто принципиально важное о мире, в котором живем, и космологи будут вынуждены внести коррективы в свои теории.

Источник