Существует ли у Вселенной центр?
Наша Вселенная началась с Большого Взрыва, но это не означает, что мы правильно ее себе нарисовали. Большинство из нас представляют это как настоящий взрыв: когда все начинается с горячего и плотного, а потом остывает и охлаждается, пока отдельные фрагменты разлетаются все дальше и дальше. Но это же вообще не соответствует действительности. Поэтому и рождается вопрос: а есть ли у Вселенной центр? Действительно ли космическое фоновое излучение одинаково удалено от нас, куда ни посмотри? Ведь если Вселенная расширяется, должно же это расширение было с чего-то начинаться?
Давайте на мгновение задумаемся о физике взрыва и какой была бы наша Вселенная, если бы с него началась.
Первые этапы взрыва во время ядерного испытания «Тринити», спустя 16 миллисекунд после взрыва. Вершина огненного шара на высоте 200 метров. 16 июля 1945 года
Взрыв начинается в точке и быстро расширяется наружу. Самый быстро движущийся материал выходит наружу быстрее всего, а значит и распространяется быстрее всего. Чем дальше вы от центра взрыва, тем меньше материала вас догонит. Плотность энергии снижается по мере течения времени, но дальше от взрыва она падает быстрее, потому что на окрестностях энергетический материал более разреженный. Независимо от того, где вы находитесь, вы всегда будете в состоянии — если вас не уничтожит — реконструировать центр взрыва.
Но это не та Вселенная, которую мы видим. Вселенная выглядит одинаково на больших и малых расстояниях: те же плотности, те же энергии, те же галактики и т. п. Далекие объекты, которые удаляются от нас на больших скоростях, не совпадают возрастом с объектами, которые расположены ближе к нам и движутся с меньшими скоростями; они кажутся моложе. И на большом удалении объектов становится не меньше, а больше. И если мы посмотрим на то, как движется все во Вселенной, мы увидим, что несмотря на то, что мы видим на десятки миллиардов световых лет, мы реконструировали центр прямо там, где находимся.
Означает ли это, что мы, из всех триллионов галактик во Вселенной, оказались в центре Большого Взрыва? И что изначальный «взрыв» был настроен именно таким образом — с нерегулярными, неоднородными плотностями энергии, «точками отсчета» и загадочным свечением в 2,7 К — чтобы мы оказались в его центре? Как щедро было бы со стороны Вселенной настроить себя таким образом, чтобы мы оказались в этой невероятно нереалистичной точке на старте.
Но общая теория относительности подсказывает нам, что это не взрыв, а расширение. Вселенная началась с горячего, плотного состояния и расширялась именно ее ткань. Существует заблуждение, что это должно было начинаться с одной точки, но нет. Целая область имела такие свойства — заполненная веществом, энергией и пр. — и затем в действие вступала просто вселенская гравитация.
Эти свойства были одинаковыми везде и всюду — плотность, температура, число галактик и т. п. Но если бы мы могли это увидеть, мы обнаружили бы свидетельства развивающейся Вселенной. Поскольку Большой Взрыв происходил сразу и везде определенное время назад в некой области пространства, а эта область — все, что мы можем видеть, если смотрим с нашей точки зрения — мы видим область пространства, которая не слишком отличается от нашей собственной позиции в прошлом. Это сложно понять, но вы постарайтесь.
Галактики, свет которых добирался до нас миллиард лет, видны для нас такими, какими они были миллиард лет назад; галактики, которые проявляются нам спустя десять миллиардов лет, выглядят такими, какими они были именно такое время назад. 13,8 миллиарда лет назад Вселенная была полна излучения, а не вещества, и когда впервые сформировались нейтральные атомы, это излучение никуда не делось, остыло и прошло через красное смещение из-за расширения Вселенной. То, что мы видим как космический микроволновый фон, не только послесвечение Большого Взрыва, но его видно из любой точки Вселенной.
У Вселенной не обязательно будет центр. То, что мы называем «областью» пространства, в которой произошел Большой Взрыв, может быть и бесконечностью. Если центр и есть, он может быть буквально где угодно, и мы об этом не знали бы, потому что наблюдаем недостаточно Вселенной, чтобы получить полную информацию. Нам нужно было бы увидеть край, фундаментальную анизотропию (когда разные направления выглядят по-разному) в температурах и числах галактик, а наша Вселенная на самых больших масштабах кажется одинаковой везде и во всех направлениях.
Возможно, Вселенная имеет конечную форму и размер, но если это и так, то эта информация нам недоступна. Часть наблюдаемой нами Вселенной конечна, и эта информация в ней не заключена. Если вы представляете себе Вселенную как воздушный шар, буханку хлеба или что-нибудь еще по аналогии, не забывайте, что мы можем получить доступ лишь к крошечной части настоящей Вселенной. Все, что мы видим, это ее небольшая часть. И будь она конечной или бесконечной, она не перестает расширяться и разуплотняться.
Вселенная не расширяется в чем-то; она просто становится менее плотной.
Источник
Есть ли «ЦЕНТР» у Вселенной?
Этот вопрос опять же «трёхмерный», подразумевающий Вселенную этаким трёхмерным «шариком», у которого, соответственно, должен быть и «Центр». По большому счёту, трактовка вопроса имеет более широкий смысл,- «конечна, или бесконечна Вселенная?». Попытка найти «трёхмерный» ответ на такие вопросы всегда приведёт к парадоксам и «недоумениям». Вселенную нельзя мыслить трёхмерно, как, впрочем, и любого из нас. Даже статуя, и та не трёхмерна. Без мнимого пространства любое образование в нашем мире, во-вторых, — развалится, а, во-первых, — вообще не сформируется.
Правильные знания о Пространстве очень важны. Ведь тогда человек сможет «трезво» оценить ЛЮБОЕ физическое явление, и не даст себя запутать разного рода «наукоподобными» гипотезами. Итак, Вселенная, как любой объект нашего мира (как целостность), находит свою реализацию во всех пространствах высших измерений. Уже в пространстве четвёртого измерения она описывается полем четырёхмерных комплексных чисел. Особенность этого поля в том, что, во-первых, оно замкнуто (по типу листа Мёбиуса), во-вторых, в его основе лежит Потенциальная (не счётная) Бесконечность, в-третьих, на этом поле принципиально нет «НУЛЕВОЙ» точки, и, в-четвёртых, это поле описывается четырёхмерными однородными координатами. Это означает, что Вселенная БЕСКОНЕЧНА в своих реализациях, и все эти реализации потенциально заложены в комплексное поле. Понимаете, говоря о бесконечности Вселенной, мы всякий раз подразумеваем лишь величину линейных размеров, не беря в расчёт бесконечную смену состояний её объектов (как бы мгновенных фотоснимков). Отсутствие «нулевой» точки говорит о том, что центра, как такового, у Вселенной нет. Наблюдатель своим выбором переводит Вселенную в трёхмерный «ранг», соответственно, координаты становятся трёхмерными декартовыми, где нулевой точкой является сам Наблюдатель. В этом смысле любой из нас вполне правомерно есть ЦЕНТР ВСЕЛЕННОЙ. В трёхмерном пространстве (в евклидовой плоскости) «правит бал» уже Актуальная (счётная) Бесконечность. А посему, у Вселенной появляется ПРЕДЕЛ (пусть и очень далёкий). Что находится за этим Пределом,- вопрос риторический,- Бесконечно удалённая точка.
Источник
Есть ли у Вселенной центр?
Когда некоторые люди слышат о Большом взрыве, то они считают, что речь в самом деле о неком взрыве, который стал причиной высвобождения колоссального количества энергии.
Они же убеждены, что у Большого взрыва должна быть конкретная точка.
Однако термин «Большой взрыв» был в шутку предложен астрономом Фредом Хойлом, а после его подхватили другие ученые для удобства описания сложного процесса.
Так способен ли Большой взрыв быть некой конкретной точкой, которую можно справедливо считать центром нашей Вселенной?
Нужно понимать, что до Большого взрыва не было пространства, и событие не просто стало причиной высвобождения энергии с материей. Этот «бум» зародил само пространство-время, которое продолжает расширение по всем направлениям с нарастающей скоростью.
Где же произошел Большой взрыв?
Одновременно и везде. Наша Вселенная и есть та самая точка отчета, которая будучи меньше атома смогла разрастись до невообразимых масштабов.
Наблюдая за Вселенной, находясь на Земле, мы видим, как галактики отдаляются от нас, и чем они дальше, тем быстрее улетают прочь. Это может создать ложное впечатление, что наша планета будто находится в центре Вселенной.
Если бы мы находились в другой галактике и на другой планете, то картина была бы аналогичной. Это доказывает тот факт, что Вселенная расширяется равномерно и повсеместно, независимо от местоположения наблюдателя.
Кроме этого, мы наблюдаем только часть Вселенной, а значит судить о ее форме довольно проблематично. Если представить земную поверхность, как двумерное пространство, то центр планеты определить будет невозможно, так как он будет располагаться в третьем измерении.
Итак, подводя итоги можно с уверенностью сказать, что центра у Вселенной нет и быть не может. Хотя.
Источник
Неопровержимое доказательство того, что мы не живем в центре Вселенной
Великий спор и доказательство Хаббла
100 лет назад астрономическое сообщество было поделено на два лагеря: были адепты того, что Млечный Путь — единственная во Вселенной галактика, а также те, кто утверждал об обратном. Дебаты, проводившиеся на этот счет, назвали «Великими дебатами астрономии».
Ученые не могли достигнуть консенсуса, пока не произошло чудо: Эдвин Пауэлл Хаббл, ученый-космолог из Маунт-Вилсона, сравнил наблюдения туманности Андромеды 1923 года. В то время считалось, что М31 — как раз таки туманность. Хаббл обнаружил пятно на одном из снимков — это была цефеида, яркая звезда. Ученый смог определить расстояние до нее, тем самым доказав, что Андромеда — галактика, такая же, как наш Млечный Путь.
В конце 1920-х Хаббл и Хьюмансон обнаружили линейную корреляцию между расстояниями до 24 галактик и их радиальными скоростями по красным смещениям. Таким образом был выведен закон Хаббла: v=Hr, где v — радиальная скорость убегания объекта, H — постоянная Хаббла, r — расстояние до объекта. Закон и линейные зависимости были опубликованы в 1929 году. Сейчас нам известно, что Хаббловские рассуждения о линейном расширении не работают, и Вселенная (как было выяснено в 1998 году) расширяется ускоренно.
Центра расширения не существует
Мы не являемся центром Вселенной и расширяется сама ткань — на больших расстояниях от нас количество галактик и скоплений увеличивается. Почему? Потому что мы смотрим в прошлое.
Наблюдая галактику, удаленную на 10 млрд ly, мы видим ее такой, какой она была еще до появления Солнца — 10 млрд лет назад. Тогда и Вселенная была намного меньше, и плотность вещества и кластеров была выше, ведь одно количество материи находилось в меньшей области.
На самом деле говорить о положении нашего мира во Вселенной бессмысленно, так как ранее все было сжато во единой точке — по такой логике можно считать любое место во Вселенной ее центром. Именно по этой причине в космосе не существует (и невозможно) создать систему координат.
Вселенная Айлашкерского — исследуем космос вместе!
Источник
Спросите Итана: есть ли у Вселенной центр?
Вселенная выглядит примерно одинаково по всем направлениям, но удалённые галактики выглядят болеем молодыми и менее эволюционировавшими, чем те, что находятся ближе
Мы знаем, что наша Вселенная началась с Большого Взрыва, но это не значит, что мы все правильно его себе представляем. Большая часть людей представляет себе его, как взрыв: когда всё началось с горячего и плотного состояния, а потом расширялось в стороны и остывало, в то время, как различные фрагменты-осколки удалялись друг от друга. Но, какой бы ни была эта картина притягательной, она неверная. Наш читатель задаёт связанный с этим вопрос?
Интересно, как получается, что у вселенной нет центра и реликтовое излучение отдалено в любую сторону на равное от нас расстояние. Мне кажется, что если вселенная расширяется, то всегда можно найти место, откуда она начала расширяться.
Давайте для начала подумаем о физике взрыва, и о том, какой бы была наша Вселенная, если бы она началась со взрыва.
Первые стадии взрыва во время ядерного испытания Тринити, 16 миллисекунд после детонации. Верхняя часть взрыва достигла 200 м.
Взрыв начинается в определённой точке и быстро расширяется во все стороны. Самые быстро движущиеся обломки двигаются наружу быстрее остальных. Чем дальше вы находитесь от центра взрыва, тем меньше материала долетит до вас. Плотность энергии со временем повсеместно уменьшается, но дальше от центра взрыва она уменьшается быстрее, поскольку на окраинах взрыва материал более рассеянный. Неважно, где вы находитесь – если взрыв вас не уничтожил, вы всегда сможете реконструировать центр взрыва.
Крупномасштабная структура Вселенной меняется со временем, небольшие несовершенства вырастают и формируют первые звёзды и галактики, затем сливаются вместе, формируя крупные, современные галактики, видимые нам сегодня. Заглядывая на дальние дистанции, мы видим более молодую Вселенную, такую, каким был наш местный регион в прошлом.
Но мы наблюдаем не такую Вселенную. Она одинаково выглядит на дальних и ближних расстояниях: та же плотность, та же энергия, то же количество галактик. Удалённые объекты, двигающиеся от нас с большей скоростью, не выглядят схожими по возрасту с теми, что расположены ближе к нам и двигаются медленнее; они выглядят моложе. На дальних расстояниях объектов не становится меньше, их становится больше. А если взглянуть на схему движения во Вселенной, мы увидим, что несмотря на то, что мы можем заглянуть на десятки миллиардов световых лет, центр неизменно оказывается рядом с нами.
Сверхскопление Ланиакея, расположение Млечного Пути в котором показано красным, представляет собой всего лишь одну миллиардную объёма наблюдаемой Вселенной. Если Вселенная началась в результате взрыва, то Млечный Путь должен был быть рядом с центром
Значит ли это что мы, из триллионов галактик Вселенной, случайно оказались в центре Большого Взрыва? И что изначальный взрыв был подстроен именно таким образом, и были учтены нерегулярные, негомогенные плотности, энергии, и загадочное свечение температурой 2,7 К? Какой мелочной была бы Вселенная, если бы она была подстроена таким нереалистичным образом с самого начала.
Взрыв в космосе заставил бы внешние слои материала двигаться вовне быстрее остальных, что означает, что они становились бы менее плотными, теряли бы энергию быстрее других и демонстрировали разные свойства по мере удаления от центра. Также взрыву нужно было бы расширяться куда-то, а не растягивать само пространство. Наша Вселенная такому описанию не соответствует.
Вместо этого, Общая теория относительности предсказывает не взрыв, а расширение. Вселенная, начавшаяся с горячего, плотного состояния, у которой расширяется сама её ткань. Существует заблуждение, что это процесс начинался с одной точки – это не так! Существовал регион космоса с такими свойствами, наполненный материей, энергией и т.п., а затем Вселенная начала свою эволюцию под влиянием законов гравитации.
У неё повсюду схожие свойства, включая плотность, температуру, количество галактик, и т.п. Если мы выглянем наружу, то найдём свидетельства эволюционирующей Вселенной. Поскольку Большой взрыв случился повсюду одновременно конечное время назад на целом участке космоса, и мы можем наблюдать только этот участок, то когда мы смотрим с нашей точки наблюдения, мы видим участок пространства, не очень сильно отличающийся с нашего местоположения в прошлом.
Заглядывать на космические дистанции – значит, заглядывать в прошлое. Мы живём спустя 13,8 млрд лет после Большого взрыва, но Большой взрыв случился и во всех других доступных для наблюдения местах. Время распространения света до других галактик означает, что мы видим эти удалённые регионы такими, какие они были в прошлом.
Галактики, свету которых потребовался миллиард лет на то, чтобы дойти до нас, выглядят такими, какими они были миллиард лед назад! 13,8 млрд лет назад во Вселенной преобладало излучение, а не материя, и когда во Вселенной впервые сформировались нейтральные атомы, это излучение осталось, а потом охладилось и испытало красное смещение из-за расширения Вселенной. То, что мы наблюдаем в качестве реликтового излучения – это не только остаточное свечение от Большого взрыва, но это излучение можно увидеть с любого места Вселенной.
Только несколько сотен микрокельвинов – несколько частей в 100000 – отделяют самые горячие участки от самых холодных на схеме реликтового излучения.
У Вселенной не обязательно есть центр; то, что мы называем «участком» пространства, в котором произошёл Большой взрыв, может быть бесконечного размера. Если центр есть, он буквально может быть везде, и мы бы об этом не узнали; части наблюдаемой нами Вселенной недостаточно для того, чтобы это узнать. Нам нужно было бы увидеть край, фундаментальную анизотропию (где разные направления отличаются друг от друга) по температурам и количеству галактик, и наша Вселенная, на крупнейших масштабах, на самом деле выглядит одинаково везде и во всех направлениях.
Логарифмическое изображение наблюдаемой Вселенной в представлении художника
Не существует места, с которого Вселенная начала расширяться из-за Большого взрыва; существует время, с которого Вселенная начала расширяться. Именно это и есть Большой Взрыв – условие, влияющее на всю наблюдаемую Вселенную в определённый момент. Поэтому смотреть на дальние расстояния во всех направлениях – значит, смотреть в прошлое. Поэтому у всех направлений примерно одинаковые свойства. И поэтому нашу историю космической эволюции можно отследить назад, так далеко, как далеко могут заглянуть наши наблюдения.
Галактики, похожие на Млечный Путь, и их прошлое
Возможно, у Вселенной конечный размер и форма, но если так – эта информация нам недоступна. Часть доступной нам для наблюдений Вселенной конечна, и та информация внутри этой части не содержится. Если вы будете представлять Вселенную в форме шарика, батона или другой понравившейся вам аналогии, помните, что у вас есть доступ только к крохотной части настоящей Вселенной. То, что мы наблюдаем – это нижний предел того, что там есть. Она может быть конечной, может быть бесконечной, мы уверены только в том, что она расширяется, у неё уменьшается плотность, и чем дальше мы смотрим, тем глубже в прошлое можем заглянуть. Как сказала астрофизик Кэти Мэк:
Вселенная расширяется так, как расширяется ваше сознание. Оно ведь не расширяется куда-то; вы просто становитесь менее тупым [dense (англ.) – «плотный», а также «тупой» / прим. перев.]
Источник