Есть ли у Вселенной конец?
Вселенная > Есть ли у Вселенной конец?
У нас есть две дороги: Вселенная обладает границами или же их нет. В обоих случаях представляются интересные последствия. Давайте разберемся, если ли конец у Вселенной?
Итак, в конечной Вселенной должен быть размер. Вы не раз могли слышать конкретные цифры и верить в предлагаемый обман. Астрономы продолжают ломать голову над этим вопросом. Но это невероятно сложно, особенно если учесть, как быстротечна человеческая жизнь. Однако одержимость сильна и было придумано много мощнейших спутников. Удалось даже найти реликтовое излучение (послесвечение Большого Взрыва).
Важно было получить подтверждения того, что формирования одной половины неба соответствуют другой. Но пока связи не обнаружилось. Чтобы перевести на человеческий язык, стоит заметить, что мы видим на 13.8 млрд световых лет в любую сторону (то есть, всматриваемся в прошлое). Это время, за которое первый видимый свет добирается от стартовой точки начала всего к нам. Расширение увеличило дистанцию до 47.5 млрд световых лет, что дает нам размеры Вселенной в 93 млрд световых лет. Но это лишь первые цифры. А ведь может быть и 100 млрд или триллион световых лет. Мы же не видим полную картину. А может она просто бесконечная и тогда нет смысла искать где конец Вселенной?
Если срабатывает второй вариант, то можно столкнуться с интересными выводами.
Художественная интерпретация космической обсерватории Планка и реликтового излучения
Приступим! Мы имеем кубический метр пространства. Сложите ладони и представьте, что внутри есть определенное количество частиц с исчисляемым числом конфигураций. Тони Падилла подсчитал, что мы получим число 10 в 10-й степени и еще в 70-й. Это немыслимо огромная цифра, что у вас не хватит чернил и бумаги, чтобы ее отобразить.
Количество частиц в наблюдаемой Вселенной – 10 80 , что уступает первому показателю. А вот сейчас пристегнитесь! В бесконечной Вселенной, если вы решили отправиться в путешествие от Земли на огромнейшую дистанцию, то рано или поздно наткнетесь на дубликат своего пространства. И чем глубже, тем больше их будет.
Вы можете считать, что здесь нет ничего особенного. Подумаешь, одна водородная кучка похожа на другую. Но, чем дальше продвигаетесь, тем больше элементов соответствуют вашему миру. В итоге, вы попадете на еще одну Землю, где найдете своего двойника! И это лишь малая часть сумасшествия, доступного в бесконечном пространстве (вариант, где у Вселенной нет конца и края).
Взгляд Хаббла в ультрафиолетовом, видимом и инфракрасном цветах
Надеемся, что копия вас не сильно шокировала, так как еще дальше вы встретите множество себя! Причем это будут различные вариации. Вспоминаются сразу фантастические фильмы, где двойник может быть с бородой или с иной профессией.
Так что же там? Возможно, это бесконечное число повторяющихся наблюдаемых вселенных. И мы не нуждаемся в мультивселенной, чтобы отыскать их. Это двойные вселенные внутри бесконечной.
Очень важно понять, если ли у пространства конец. Пока у астрономов нет ответа, но с каждым днем они становятся на шаг ближе.
Источник
Есть ли у Вселенной конец и что находится за ее пределами
Москва, 04.07.2021, 11:24:11, редакция FTimes.ru, автор Степан Гафтко.
Многие исследователи на протяжении сотен лет думали над глобальными вопросами: где мы живем, что такое наша Земля, где она находится и есть ли иные умные организмы во Вселенной? Именно Вселенная считается безграничной, в ней находятся все планеты, звезды и другие тела. Но есть ли граница Вселенной? По этому поводу спорили многие ученые.
Что такое Вселенная
Люди давно смотрели в небо и догадывались, что не все так просто в нашем мире. Но только в 1543 году Николай Коперник выдвинул предположение, что Земля не является центром Вселенной. Грубо говоря, не все вертится вокруг Земли.
А позже многие ученые начали исследовать космос и рассказывать о том, что в нем есть разные галактики, планеты и системы. Потом вообще выдвинули теорию о том, что Вселенная образовалась в результате Большого взрыва, так как ученые заметили, что галактики отдаляются друг от друга со временем.
Теперь понятно, что есть определенная Вселенная, в границах которой существуют не только все планеты, но и все галактики и так далее. Но вот вопрос, а что там за пределами Вселенной и есть ли вообще ее предел, остается открытым.
Теории и предположения
Знаем ли мы, что такое бесконечность? Простому человеку сложно это представить. Бесконечность Вселенной предполагает, что внутри нее есть несметное число звезд, вокруг которых крутится много планет. Но по теории Большого взрыва Вселенная не может быть бесконечной, так как в определенный момент она начала почему-то расширяться.
Проблема в том, что сегодняшним астрономам сложно исследовать возраст или границы Вселенной еще и потому, что информация доходит до нас слишком долго. Ведь самым быстрым является свет. Свечение от ближайших к нам звезд идет к нам сотни лет, а из других галактик еще дольше. Грубо говоря, за всю свою жизнь ни один ученый не успеет просто исследовать какую-то информацию, так как она удаляется. Но если Вселенная расширяется, то у нее где-то должна быть граница.
Где конец Вселенной
Многие ученые и исследователи в своих работах выдвигали разные теории касательно того, есть ли граница у Вселенной. Пока на 100% факт существования конца Вселенной не доказан, все теории и предположения имеют право на существование.
Ученые выдвигают гипотезы о том, что Вселенная когда-то может завершить свое существование из-за так называемой тепловой смерти. Давно уже замечено, что общая температура в космосе из года в год повышается. В далеком будущем это может привести к гибели Вселенной, а если что-то может погибнуть, то оно точно не может быть бесконечным.
Никто сегодня точно не может сказать, какой размер нашей Вселенной и где ее граница. В 1998 году многие ученые-астрофизики выдвинули гипотезы о том, что наша Вселенная расширяется. Из этого сделали вывод, что когда-то она была критически маленькой, а теперь невероятно огромная. Но до какого предела она может увеличиться и сколько это будет продолжаться?
Есть еще одна интересная теория о том, что наша Вселенная – это только маленькая часть мультивселенных, которая содержит в себе их огромное количество. Исследователи говорят, что таких вселенных и даже параллельных миров может быть нескончаемое количество. Кроме того, некоторые Вселенные могут умирать и возрождаться бесконечно.
Таким образом, на сегодняшний день никто в мире точно не может сказать, как выглядит граница нашей Вселенной и где она находится.
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
Гибель Вселенной — как и когда это будет происходить
Существует множество мнений на этот счет, но недавно физик-теоретик из Университета штата Иллинойс сделал важное заявление. Его расчеты говорят о том, что последним событием во Вселенной станут взрывы черных карликов. Сверхновые черные карлики приведут к так называемой «тепловой смерти». Но не волнуйтесь, к тому времени нас уже давно не будет, ведь Землю поглотит разросшееся до невиданных ранее масштабов Солнце.
Как зарождалась Вселенная — короткий экскурс
Принято считать, что точкой отсчета является Большой взрыв: около 13,7 миллиарда лет назад все вещество находилось в одной точке нулевого размера. Эта субстанция имела бесконечную плотность и температуру, после чего началось ее расширение.
Сперва появились элементарные частицы, которые дали жизнь протонам и нейтронам, которые в свою очередь стали основной ядер легких изотопов. До появления первых звезд с момента Большого взрыва прошло не менее 550 миллионов лет, затем они начали собираться в галактики.
Если говорить о Солнечной системе, то она начала формироваться только спустя 9 миллиардов лет после Большого взрыва. Фрагменты одного из газопылевых облаков в разных его частях начали сжиматься, формируя шарообразные объекты. Затем центральная часть зажглась, став Солнцем, а остальные элементы превратились в планеты. Сейчас Солнечная система находится в стабильном состоянии — когда этот баланс нарушится, сказать сложно.
К примеру, по подсчетам ученых, спустя 2,5 миллиарда лет от сегодняшнего дня Млечный путь и Галактика Андромеды столкнутся, но увидеть это мы не сможем. Почему? Примерно через миллиард лет наше светило совсем немного увеличится в размерах, но этого окажется достаточно, чтобы выжечь все живое на Земле.
Само Солнце просуществует еще миллиарды лет и постоянно расширяясь, расходуя запасы водородного топлива, в конце своего пути оно увеличится в 250 – 300 раз относительно нынешних габаритов. До схлопывания в белый карлик звезда успеет поглотить Землю — ориентировочно это событие произойдет через 7,5 млрд лет.
Настанет эпоха догорания, когда Солнце, уменьшившись в несколько раз, еще миллиарды лет будет выглядеть как крохотное белое светило. Постепенно остывая, оно превратится в черного карлика, но станет ли оно сверхновой? Пока точного ответа нет.
Источник
Как умрёт Вселенная
Вселенная — глобальный объект, который включает в себя время, космос и всё его содержимое: галактики, звёзды, планеты, их луны, все прочие тела, всю материю, всю энергию. Этот огромный и замечательный объект когда-то зародился. Как у всего хорошего, у Вселенной тоже есть свой конец. С прошлым и зарождением Вселенной учёные вроде как определились. А вот предсказания о конце Вселенной остаются набором теорий, которые выдают разный результат в зависимости от принимаемых значений нескольких постоянных.
Рождение и жизнь
Доминирующей теорией зарождения Вселенной в современной науке является Большой взрыв. Если экстраполировать видимое расширение Вселенной, 13,799 ± 0,021 миллиарда лет назад всё вещество находилось в одной точке нулевого размера с бесконечной плотностью и температурой. Затем началось расширение. Мало какие из последующих процессов находятся в пределах полного понимания современной физики.
За пикосекунды из кварк-глюонной плазмы зародились элементарные частицы. В дальнейшем из них образовались протоны и нейтроны, те в свою очередь дали ядра лёгких изотопов. Пока лишь ядра — до атомов веществу далеко.
Спустя 70 тысяч лет от начальной точки вещество начинает доминировать над излучением. Примерно с 380 тысяч лет после Большого взрыва электроны и ядра впервые образуют нейтральные атомы. Звёзд ещё не существует. Самые первые образуются с 550 миллионов лет после Большого взрыва. Звёзды собираются в галактики. Последних гравитационное взаимодействие формирует в скопления.
Согласно небулярной гипотезе, через ≈9 миллиардов лет после Большого взрыва (или ≈4,6 миллиардов лет назад) из одного газопылевого облака начало формироваться то, что позже станет Солнечной системой. Фрагмент облака сжался в шар по центру, окружающие его части тоже сжимались и вращались быстрее, формируя характерный диск. Из шара зажглась наша звезда, в холодных краях в сгущениях материи образовывались планеты.
В этом кратком описании нас интересует возможность предсказать, сколько Солнце ещё может просуществовать. Через 13,799 миллиардов лет после того, как всё началось, у нас есть голубая от океанов Земля, жизнь и бесплатная порнография по сетям передачи данных. Удобный нам порядок жизни будет существовать долго, но лишь по человеческим меркам.
Через 2,4 миллиарда лет от настоящего момента Млечный путь и Галактика Андромеды столкнутся. С Земли это наблюдать будет некому. Жизнь на нашей планете вымрет через примерно миллиард лет — Солнце будет давать слишком много тепла, и океаны просто испарятся. Сама звезда просуществует долго.
Жизненный цикл Солнца.
Через миллиарды лет Солнце уже будет красным гигантом, давно израсходовавшим свои запасы водородного топлива. Оно расширится в примерно 250 раз. Некоторые исследования показывают, что до схлапывания в белый карлик Солнце всё же захватит Землю, поскольку орбита планеты опустится ниже. Впрочем, это неважно — через 7,6 миллиардов лет, когда это произойдёт, на нашей планете уже не будет ничего живого. Солнце будет светить ещё миллиарды лет, но куда тусклее. В конце концов оно превратится в чёрного карлика. Ещё через миллиарды лет гравитация других звёзд отберёт оставшиеся планеты. Солнечная система прекратит существование.
В ближайшие сотни миллионов лет о гибели Земли беспокоиться не нужно — в этот период Солнечная система устойчива. Выгорание топлива ближайшей звезды через миллиарды лет невозможно назвать даже проблемами. У современного человечества есть настоящие задачи, которые грозят значительным ухудшением качества жизни. Их много: от перестающих работать антибиотиков из-за появления супербактерий до глобального изменения климата из-за выброса парниковых газов. Наконец, есть банальная опасность развязать термоядерную войну или уничтожить самих себя каким-либо ещё образом.
Возможно, наши потомки сдвинут орбиту Земли или вовсе переселятся с неё. Возможно, Земля переживёт этот процесс без лишней помощи. Но какие проблемы будут стоять перед постчеловечеством, которое покинет «колыбель цивилизации»? Что ожидает другие, внеземные формы жизни? Вопрос конечной судьбы Вселенной стоит на границе современной космологической науки.
Cжатие
Вселенная расширяется, галактики разбегаются друг от друга. Быть может, скорость расширения замедлится, дойдёт до нуля, а затем пойдёт в обратном направлении. Вселенная может начать сжиматься, постепенно схлопываясь в черные дыры. И эти чёрные дыры сольются в одну. Эта гипотеза носит название «Большое сжатие».
В законе Хаббла состояние расширения Вселенной определяется её плотностью. Если плотность ниже критической, то Вселенная продолжит увеличиваться в размерах и остывать. Если плотность Вселенной выше, то гравитационная сила постепенно остановит разбегание и направит его вспять. Вселенная будет сжиматься.
Коллапс будет отличаться от изначального расширения. Огромные скопления галактик сблизятся, затем начнут сливаться целые галактики. В какой-то момент звёзды подойдут друг к другу настолько близко, что дойдёт до частых столкновений. Звёзды не смогут рассеивать вырабатываемое тепло и начнут взрываться, оставляя горячий неоднородный газ. Из-за растущей температуры его атомы распадутся на элементарные частицы, которые будут поглощены срастающимися чёрными дырами. Гипотеза не указывает, каков будет финал.
Существует ещё одна гипотеза-продолжение — Большой отскок. Простая формулировка гласит, что Вселенная испытывает циклы Больших взрывов и Больших сжатий. Возможно, и эта Вселенная возникла в результате распада предыдущей. Это означает, что мы живём в одну из точек бесконечного цикла сжатий и взрывов. Впрочем, их нумерация не имеет смысла из-за прохождения точки сингулярности. Некоторые теории утверждают, что результатом Большого сжатия станет то же состояние, с которого всё началось. Произойдёт ещё один Большой Взрыв. Цикл будет бесконечно продолжаться.
Но последние экспериментальные наблюдения дальних сверхновых как объектов стандартной светимости и составление карты реликтового излучения показывают, что расширение не замедляется, а лишь ускоряется.
Расширение
Большой разрыв предполагает, что когда-то в будущем вся материя Вселенной, звезды и галактики, субатомные частицы, само пространство и время будут разорваны скоростью расширения. Сценарий этой смерти гласит, что за 60 миллионов лет до финала распадётся Млечный путь, за три месяца расстроится работа Солнечной системы. За полчаса до Большого разрыва разрушится Земля (или похожая планета), за одну наносекунду начнут разрушаться атомы. Согласно гипотезе, всё это произойдёт лишь через 22 миллиарда лет, уже после угасания Солнца в белый карлик.
Однако наиболее популярной теорией остаётся постоянное расширение и следующая из этого Тепловая смерть.
За миллиарды лет звёзды выгорят. Из их останков родятся белые карлики, нейтронные звёзды и чёрные дыры. Через 150 миллиардов лет от текущего момента при том же ускорении разбегания галактик все галактики за пределами Местной группы выйдут за космологический горизонт. События в Местной группе никак не смогут влиять на события в удалённых галактиках, и наоборот. При наблюдении удалённой галактики время будет замедляться, а затем просто остановится. Другими словами, через 150 миллиардов лет наблюдатель в Местной группе никогда не увидит событий в удалённых галактиках. Более не будут возможны ни полёты к ним, ни какие-либо формы связи.
Через 800 миллиардов лет светимость Местной группы заметно снизится. Стареющие звёзды будут выдавать всё меньше света, красные карлики будут вымирать в белые. Через 2 триллиона лет от текущего момента из-за красного смещения удалённые галактики будет невозможно как-либо обнаружить: даже длина волн их гамма-лучей будет выше, чем размер наблюдаемой вселенной.
Через 100 триллионов лет закончится формирование звёзд, в космосе будут тускло светить их остатки. После того, как потухнет последняя звезда, космос изредка будут озарять вспышки слияний двух белых карликов. Через 10 15 лет планеты либо упадут на остатки своих бывших звёзд, либо уйдут к другим телам. Похожим образом через 10 19 —10 20 лет объекты покинут галактики. Небольшая часть объектов упадёт в сверхмассивную чёрную дыру.
Дальнейшее развитие зависит от того, стабилен протон или нет. Некоторые эксперименты утверждают, что минимальный период полураспада протона составляет 10 34 лет. Если это действительно так, через 10 40 лет во Вселенной останутся почти лишь только лептоны и фотоны. Исчезнут остатки звёзд, останутся лишь чёрные дыры. Возможно, процесс гибели нуклонов займёт больше времени.
Через 10 100 лет от текущего момента чёрные дыры испарятся излучением Хокинга. Наконец, Вселенная будет почти полностью пуста. В ней будут летать фотоны, нейтрино, электроны и позитроны, изредка сталкиваясь.
Если протоны стабильны, то через 10 1500 холодным слиянием и квантовым туннелированием лёгкие ядра превратятся в атомы железа 56 Fe. Элементы тяжелее этого изотопа распадутся с излучением альфа-частиц. Через 10 10 26 лет квантовое туннелирование превратит большие объекты в чёрные дыры. Возможно, железные звёзды превратятся в нейтронные через 10 10 76 лет от настоящего момента.
Есть вероятность, через 10 10 10 56 лет квантовые флуктуации зародят новый Большой взрыв. Хотя в этом вакууме может зародиться даже разумное существо: приблизительная оценка времени зарождения Больцмановского мозга — раз в 10 10 50 лет.
Есть и другие, более экзотические гипотезы. К примеру, в 2010 году учёные предсказали, что через пять миллиардов лет время закончится. Это событие трудно будет увидеть или как-то предсказать, его обещают внезапным. Пространство может кончиться из-за схлапывания ложного вакуума в истинный, в более энергетически низкое состояние, что, возможно, повлечёт полное разрушение объектов Вселенной.
Все эти гипотезы разработаны для текущих реалий простого уравнения состояния для тёмной энергии. Как и следует из имени, о тёмной энергии известно мало. Если верна инфляционная модель Вселенной, то в первые моменты после Большого взрыва существовали другие формы тёмной энергии. Возможно, уравнение состояния поменяется. Изменятся выводы, которые можно сделать из него. Трудно предсказать, что мы узнаем о тёмной энергии, если она получила развитие лишь в конце прошлого века.
Но во всех случаях гибель Вселенной — очень далёкое по меркам человечества явление. Если рассматривать её с масштаба продолжительности жизни одного человека, это слишком глобальное событие, чтобы о нём беспокоиться.
Только зарегистрированные пользователи могут участвовать в опросе. Войдите, пожалуйста.
Источник