Есть ли границы космоса и что находится за ними
Вопрос, что находится за космосом и существуют ли у него границы, волнует не только ученых, посвятивших изучению космических просторов всю жизнь. Об этом думают простые люди, когда смотрят на ночное небо, оно кажется безграничным, но логично было бы предположить, что у всего существуют пределы. На самом деле звезды, которые мы видим ночью, это лишь незначительная часть от всего пространства. Точного ответа на вопрос о границах космоса нет даже у астрономов и других ученых, но они разработали несколько правдоподобных теорий относительно размеров Вселенной. Они перечислены в этой статье.
С момента начала освоения космоса было выдвинуто множество теорий относительно его размера. На данной стадии своего развития наука не готова подтвердить ни одну из них, но знаний хватает, чтобы опровергнуть многие предположения. Возможно, когда-нибудь человечество получит точный ответ, сейчас мы можем лишь изучить самые интересные и правдоподобные теории. Если тебя интересуют перспективы освоения космического пространства, то обрати внимание на материал “Что нужно сделать ученым, чтобы космос стал нашим домом?”.
Объем Хаббла и Метагалактика
Наука отталкивалась от объема наблюдаемой Вселенной, то есть той части, излучение откуда может быть зафиксировано. Принимаются сигналы и из той части, которая скрыта от обзора, ее назвали Метагалактика. Ее самая отдаленная точка — это зона, в которой принимается поверхность излучения, освобожденного при Большом взрыве. Таким образом был определен радиус Метагалактики, он составляет 46 миллиардов световых лет. Что находится дальше — неизвестно, и с этого момента начинаются расхождения во мнениях.
Есть другое понятие для описания границ наблюдаемого пространства, это объем, захватываемый Хабблом. Это часть Метагалактики, в которой пространство расширяется с меньшей скоростью относительно скорости света. Этот объем составляет 13,8 миллиарда световых лет, что сопоставимо по возрасту с периодом, когда произошел Большой взрыв. Эту границу точно нельзя считать конечной, так как она ограничена возможностями Хаббла.
Мультивселенная
Согласно этой теории, охватываемый Универсум — это лишь один мир, а их существует великое множество. Они созданы из первичной материи при Большом взрыве, после чего развивались по собственному эволюционному сценарию, какие-то из них умирали, и на их место приходил новые миры. Этого предположения придерживался известный физик Стивен Хокинг из Британии, а также Нил Тайсон, Брайан Грин, Алан Гут.
Многомировая интерпретация Эверетта гласит, что в каждом из таких миров работают одни и те же природные закономерности, но они находятся на разных стадиях развития. При этом все миры параллельны, они могут изредка встречаться в каких-то точках соприкосновения, но в целом развиваются автономно.
Данная теория может оказаться правдивой, но сейчас она скорее философская, чем научная. Ученые не могут подтвердить или опровергнуть доводы, проведя эксперимент. Но если сторонники правы, то у нашей Вселенной есть пределы, и ей отведен определенный срок существования.
Просто пустота
Наука установила, что Универсум расширяется, это неоспоримый факт. Но нельзя с точностью утверждать, есть ли у этого расширения пределы. Некоторые физики предполагают, что границы существуют, а за их пределами есть только абсолютная пустота, то есть нет ничего. Там не могут работать законы физики эту область нельзя увидеть, так как в нее не может попасть свет. У пустоты нет ограничений по времени и пространству, поэтому мироздание видится, как шар, которых парит в бесконечности без каких-либо физических параметров. Простым людям тяжело воспринимать эту теорию, так как они не могут представить абсолютную пустоту, которая по версии ученых находится за пределами Вселенной.
Большая проекция
Еще одна теория содержится в последней работе Хокинга, ее опубликовали уже после того, как ученого не стало. Суть любопытной гипотезы в том, что рассматриваемое мироздание представляет собой голограмму первичной плоскости, которая была сформирована при Большом взрыве. Если верить этому предположению, то наш мир двумерен, мы видим его объемным, но это только иллюзия. А любые характеристики Универсума по времени и пространству являются проекционным искажением той самой плоскости. Но сейчас доказать эту гипотезу невозможно. Если предположить, что действительность двумерна, то в ней не должны работать законы, рассчитанные на трехмерность, для ученых это повод для размышления.
Нельзя сказать, какая из версий ближе к истине, как и точно ответить, что находится за космосом. Но человечество не останавливается в космическом прогрессе, углубляясь в изучении. Узнать об этом подробнее можно из статьи “Значение Международной космической станции”.
Источник
Конец всего
Начнем с того, что люди часто впадают в крайности и переживают по поводу окончания всего: конец лета, учебного года, выход на пенсию. Но в космических рамках все это секундные отрывки. Давайте перенесемся вперед и посмотрим, какое будущее ждет Вселенную. Продвигаемся на миллионы или даже триллионы лет вперед. Каким же будет финал и конец для известной нам Вселенной?
Конец человечества – 10000 лет
Современные люди появились на африканских землях 200000 лет назад. Они рассредоточились по всей Земле, но ненадолго. Подавляющее большинство видов давно вымерли. Так что было бы глупо полагать, что мы бессмертны. У любой жизни есть конец, так что человечество не застраховано от забвения. Сколько же нам отведено?
Существует множество природных и техногенных катастроф, способных сокрушить нас. Это может быть огромный астероид или всемирный вирус, глобальное потепление или близкий взрыв сверхновой. Что если нас также ждет массовое вымирание, как и динозавров 65 миллионов лет назад? Или же это может быть Массовое пермское вымирание, случившееся 251 миллионов лет назад, когда исчезло 70% наземных видов и 96% морских представителей.
Тогда за жизнь с нами будет соперничать какая-то разновидность таракана или крыс. Или же нас сменят роботы. Но у каждого вида есть возможность пожить десятки, а то и миллионы лет. Какие у нас шансы?
Точного ответа нет, но мы можем воспользоваться Аргументом Судного Дня, созданным в 1983 году Брэндоном Картером. Автор использовал простые расчеты. Если полагать, что половина людей, которые когда-либо будут жить, уже родились (60 миллиардов), то остальная половина составит ту же цифру. Тогда у нас осталось примерно 9000 лет или же 95% вероятности, что жизнь прекратится к 11000 году.
Есть и другие подсчеты, но все они приводят к похожим цифрам. Это долго, но не хватит времени, чтобы увидеть конец Вселенной.
Конец жизни: 5 миллионов – 5 миллиардов лет
Солнце – источник жизни, дарящий нам тепло и свет, но оно и станет нашей погибелью. Дело в том, что звезда медленно набирает температуру. Об этом можно почитать в книге Питера Уорда и Дональда Браунли «Жизнь и смерть планеты Земля». Авторы как раз описывают процесс выработки солнечной энергии. Через 500 миллионов лет температура на планете станет такой высокой, что большая ее часть превратится в пустыню. У крупных существ не будет шансов и они переберутся на полюса.
Все это повлияет на эволюцию. Вымрут большие животные и приверженцы холода. Вместо них на верхушку цепочки поднимутся насекомые и бактерии. Однажды станет так жарко, что океаны превратятся в кипящие котлы и больше не останется ни одного укрытия. Выживут лишь несколько подземных организмов.
Конец Земли – 7.5 миллиардов лет
Итак, наша жизнь зависит от Солнца, но и у него есть конец. Через 5 миллиардов лет звезда вступит в финальный этап. Она начнет тратить слишком много водорода, пока полностью не разрушится, оставив лишь слабую оболочку вокруг ядра. Оно разрастется, поглотив все внутренние планеты, включая нашу. Пока ведутся споры о том, сгорим ли мы или же расширение Солнца заставит нас отодвинуться. Как бы там ни было, но планета все равно уничтожится.
Прощай, Солнце: 7.5 млрд. – 1 трлн. лет
Становление красным гигантом – лишь начало. Когда закончится водород, Солнце начнет плавить гелий, углерод и кислород. В этот момент сила тяжести настолько слаба, что не позволяет продолжиться процессу слияния. Звезда выбросит внешние слои, сформировав планетарную туманность, и станет белым карликом.
Его масса останется прежней, а вот по размеру напомнит Землю. Солнце будет остывать, пока не достигнет фоновой температуры Вселенной, и станет холодным черным карликом. Интересно, что даже древнейшие белые карлики пока не достигли такого состояния, потому что у Вселенной не было столько времени. Но это пока…
Конец Солнечной системы
Солнца уже не будет, но некоторые планеты Солнечной системы останутся. Возможно, что даже Земле повезет и она присоединится к «выжившим». Среди них будут Юпитер, Сатурн и внешние планеты с поясом Койпера.
Не так давно ученые нашли быстро вращающийся диск металлического материала вокруг белого карлика. Они добавили в модель планеты и поняли, что звездная смерть сильно влияет на систему: заставляет планеты сталкиваться и менять орбиты или даже выходить за пределы системы. Получается, что наша система превратится в белого карлика с диском, наполненным обломками планет.
Конец космологии – 3 триллиона лет
Вселенная – единый организм, где все связано. Наблюдая за звездным светом, вы смотрите в прошлое. Это очень удобно, но возникают проблемы. Темная энергия, ускоряющая расширение Вселенной, заставляет галактики двигаться быстрее. Однажды они пересекут горизонт событий, и превзойдут скорость света. Получается, что мы потеряем их свет навсегда. И такая участь ждет каждую.
Есть и другой момент. Реликтовое изучение, при помощи которого исследователи подтверждают Большой Взрыв, также исчезнет. И не только оно, но и многие химические элементы скроются за следующими звездными поколениями.
Так что, через 3 триллиона лет больше не останется следов Большого Взрыва. Если тогда будет существовать человечество, то они даже не узнают об этом событии и расширении.
Конец Млечного Пути
Галактики сталкиваются, поэтому чтобы заглянуть в будущее, достаточно просто посмотреть в космос. Повсюду видно, что они взаимодействуют. Сначала эти встречи подобны нападению: галактики рвут другу друга и создают огромные зоны звездообразования. Тихие центральные сверхмассивные черные дыры пробуждаются и поглощают окружающий материал.
И у Млечного Пути есть такой назойливый сосед – Андромеда. Через 2 миллиарда лет галактики столкнутся и снова разойдутся. Этот процесс будет повторяться, пока не появится единая галактика (черные дыры также объединятся).
Наше положение внутри изменится. Скорее всего, система отойдет от центра на 100000 световых лет. Так как Солнце еще существует, то и человечество сможет ощутить перемены. На весь процесс уйдет 7 миллиардов лет. Но это не конец. Вокруг ядра все еще продолжат вращаться звезды. Пройдет 10 19 – 10 20 лет и звезды разойдутся в пространстве.
Конец звезд – 100 триллионов лет
В Млечном Пути еще есть достаточно газа и пыли, чтобы формировать новые звезды. Но мы также можем найти и старые галактики, в которых уже нет жизни. Однажды и наше рождение звезд закончится. Последняя звезда превратится в белый карлик, и все постепенно трансформируются в последний этап – черный карлик.
Конец материи – 10 30 лет
В общем, мы располагаем Вселенной без звезд, наполненной лишь холодными черными карликами. Вокруг темнота! Возможный наблюдатель заметит лишь мимолетную вспышку из-за взаимодействия какого-то объекта с черной дырой. А затем снова тишина.
Частички материи и двойные черные карлики сливаются, порождая еще больше черных дыр, которые затем объединяются в гигантских чудовищ. Так что будущей материи суждено существовать взаперти у черных дыр.
Даже если ей повезет не попасться, то ее дни все равно сочтены. Протоны лишены стабильности в длительных промежутках. Любая материя, поглощенная дырой, будет распадаться. Протоны станут излучением, оставив после себя лишь слабую дымку электронов, позитронов и нейтрино. В течение 10 30 лет все протоны уничтожатся.
Конец черных дыр – 10 100
Черные дыры всегда воспринимали как дорогу в один конец: все входит и ничего не выходит. Но Стивен Хокинг изменил представление, сказав, что черные дыры могу испаряться. Это долгий процесс, но они все же выпускают слабое количество излучения обратно.
Постепенно дыра теряет свою массу и просто исчезает. Причем количество излучения растет вместе с потраченной массой. В самом конце она может сгенерировать всплеск рентгеновских и гамма-лучей. Тогда темная Вселенная на короткое время озарится яркой вспышкой.
Конец всего – после 10 100 лет
После «смерти» последней черной дыры останутся лишь фотоны и элементарные частицы. Температура будет чуть выше абсолютного нуля. Темная энергия продолжит разгонять все эти элементы, пока они максимально не удалятся и потеряют связь (больше никогда не объединятся).
Возможно, что за этим снова последует Большой Взрыв. Есть основания полагать, что Вселенная циклична и все начнется заново. Если же нет, то наше будущее – холодная и мертвая Вселенная. В этом нет ничего положительного, зато понимание финала заставляет ценить каждую прожитую секунду.
Источник
Что находится за пределами вселенной и есть ли у вселенной конец?
Все зависит от того, как Вы определяете слово «Вселенная». В классическом и общепринятом определении Вселенная — это вообще всё. Соответственно, за ее пределами ничего нет просто по определению. Более того, и пределов (концов, границ) тоже нет. Тоже по определению.
С точки зрения физики, Вселенная — это ускоренно расширяющееся четырехмерное пространство-время, имеющее плоскую геометрию, искривленную тут и там гравитационным воздействием масс. Разберем по частям:
Плоская геометрия. А какая еще бывает? Сферическая, гиперболическая и т.д. На сегодняшний день с точностью 99,99% установлено, что геометрия нашей Вселенной плоская. Из этого следует, что двигаясь в одну сторону, будешь двигаться туда вечно. В сферической или тороидальной Вселенной можно было бы вернуться обратно в ту же точку, из которой вышел.
Четырехмерное пространство-время. Когда слышишь слово «плоская», сразу представляешь лист бумаги. Но я же точно вижу, что мир вокруг трехмерный, как же так? Так вот, плоскость в данном случае трехмерная.
Ускоренно расширяющаяся. Расширение Вселенной установленно экспериментально с высокой точностью. Скорость расширения постепенно увеличивается. Фактически, уже сейчас размер видимой Вселенной превышает ее возраст в 2,5-3 раза. Это означает, что удаленные части Вселенной удаляются от нас быстрее скорости света. Что фактически означает, что даже если мы будем двигаться туда со скоростью света, то все равно не достигнем этих частей. В силу ускоренного расширения пространства они продолжат от нас удаляться со скоростью, превышающей скорость света. Что эквивалентно бесконечности Вселенной, даже если предположить конечное количество материи в ней.
Кроме того, есть еще инфляционная теория. Некоторые модели в рамках этой теории предполагают, что Большой Взрыв — это не событие, а процесс. Т.е. образование новых областей Вселенной идет постоянно. Что тоже означает ее бесконечность, теперь уже во всех смыслах.
Итого: за пределами Вселенной нет ничего, потому что нет самих пределов. Вселенная бесконечна.
Источник