На самом деле мы живем внутри огромного космического пузыря во Вселенной
Что если Земля, Млечный Путь и все галактики рядом с нами заключены в относительно пустой пузырь? Этот сценарий может решить некоторые давние загадки природы Вселенной.
С нашей точки зрения, Вселенная может показаться относительно спокойным и статичным местом. Но астрономические наблюдения за прошедшее столетие показали, что она расширяется все более быстрыми темпами.
Мало того, что Вселенная раздувается — сама по себе недоуменная реальность, — но ученые также годами боролись за то, чтобы согласовать различные оценки скорости расширения наших космических границ.
Эта скорость известна как постоянная Хаббла, названная в честь астронома Эдвина Хаббла, и ученые считают, что она вызвана таинственными явлениями, называемыми темной материей и темной энергией.
Например, данные, полученные спутником Планка Европейского космического агентства, показывают постоянную частоту около 67,4 км/с на каждый миллион парсек (один парсек равен 3,26 световых года). Этот результат основан на измерениях космического микроволнового фона, самого старого наблюдаемого света во Вселенной. Но когда ученые используют измерения расстояний до сверхновых, которые значительно моложе CMB, результатом является более быстрое расширение — 73,5 км/с на миллион парсек.
Один из ответов может заключаться в том, что мы живем в местном «пузыре Хаббла», гигантской области в космосе, которая сравнительно менее плотна, чем остальная часть Вселенной, утверждает Лукас Ломбрайзер, физик-теоретик из Женевского университета.
Эта гипотеза существует более двух десятилетий, но Ломбрайзер основывался на предыдущих исследованиях, ограничивая возможные размеры и характеристики этого пузыря в статье, опубликованной в апрельском выпуске журнала Physics Letters B.
Ломбрайзер утверждает, что нет необходимости изобретать новую физику для объяснения расхождений между двумя константами Хаббла. Разница может быть вызвана переоценкой того, насколько плотен наш угол Вселенной относительно средней космической плотности вещества.
«Мы знаем, что близлежащая Вселенная сильно неоднородна», — пояснил Ломбрайзер. «Плотность частиц в Земле, в атмосфере или в пространстве между Землей и Луной или Солнцем очень различна».
Даже в гораздо больших масштабах такие изменения плотности возможны. В своей статье Ломбрайзер предполагает, что мы можем находиться в относительно пустой области, которая простирается вдоль радиуса 40 мегапарсек (примерно 125 миллионов световых лет) или общего диаметра 250 миллионов световых лет.
«Чтобы создать местную неплотную область, предполагаемую в моей статье, нам не нужно ничего особенного», — сказал Ломбрайзер. «Такие области относительно часто встречаются в космосе в стандартной космологической теории».
Если этот пузырь содержит примерно вдвое меньше вещества, чем в среднем во Вселенной, это может объяснить, почему мы продолжаем получать разные результаты для постоянной Хаббла. Ученые вычислили расстояния до сверхновых, чтобы оценить скорость расширения Вселенной, но эти цифры могут быть немного искажены, если мы переоценили количество вещества в наших окрестностях.
Поскольку значение, предоставленное спутником Планка, основано на наблюдениях микроволнового фона, действительно древнего источника излучения, он является более надежным источником общей скорости расширения.
Это все еще гипотеза, и потребуется больше моделей и наблюдений, чтобы определить, могут ли неравномерное распределение вещества по всей Вселенной объяснить несогласованность между наблюдаемыми константами Хаббла.
Новые области науки, такие как гравитационно-волновая астрономия, изучающая пульсации в ткани пространства-времени, могут помочь раскрыть тайну.
Источники: Фото: SMISH-BIRGE-THOMPSON/EYEEM VIA GETTY IMAGES. FLICKR/NASA. COMPOSITION BY JORDAN PEARSON
Источник
Наша вселенная мыльный пузырь?
Крах доминирующей теории о бесконечности вселенной. Она оказалась ограничена и довольна мала по размерам
Большинство астрономов мира было озадачено результатами микроволнового анизотропного зондирования, проводимого НАСА (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe, НАСА), которые вновь разожгли дебаты о конечности Вселенной. На прошлой неделе команда ученых объявила о своих результатах обработки наблюдений относительно размеров нашей Вселенной, которая по их мнению предстает относительно маленькой, замкнутой зеркальной системой, вызывающий иллюзорный эффект того, будто бы пространство простирается в бесконечность.
В центре дебатов – результаты наблюдений космического аппарата НАСА Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP), который был запущен в 2001 году. Его задачей было исследование остаточного радиационного фона во Вселенной, который как считают положил начало развития Вселенной.
Астрономы интересуются тем, насколько сильны различия амплитуды и размеров микроволновых колебаний фонового излучения, поскольку они показывают важную информацию о ранней Вселенной, и может рассказать нам о том, насколько большая Вселенная сегодня. Большинство астрономов раньше считала, что Вселенная бесконечна и плоская. Теперь же, после новых результатов наблюдений, их стереотипы были подвергнуты большому сомнению.
Дело в том, что если бы Вселенная была бесконечной, то микроволновый фон должен иметь неограниченный диапазон волн в пространстве Вселенной. Но наблюдения WMAP показали наличие строго ограниченного набора фонового излучения.
Компьютерные обработки этих результатов наблюдений, которые моделировали рождение микроволнового фона, показали возможность наблюдений таких картин только в ситуации, когда наблюдались сотни отражений первичного излучения микроволнового фона от какого-то препятствия. Но это могло подразумевать, что сама Вселенная имеет ограниченные размеры, которые представляют собой замкнутую сферу в четырехмерном пространстве, не выпускающую свет.
Таким образом, Вселенная предстает с одной стороны бесконечной, поскольку в ней нет ни начала ни конца, а с другой – ограниченной сферой. В реальном пространстве мы этого никак не почувствуем, поскольку все трехмерное пространство лежит на плоскости этой сферы, и куда бы мы не летели, рано или поздно вернемся в исходную точку.
Отсюда следуют интересные выводы – что свет от одной галактики мог идти к Земле двумя различными маршрутами, поэтому одна и та же галактика может нам предстать в двух различных частях неба и в разные периоды времени ее существования.
Но что самое интересное – в одной из таких галактик мы можем рано или поздно найти нашу собственную и разглядеть самих себя со стороны, какой она была раньше – миллиарды лет назад. Для подтверждения этих выводов нужно будет искать и сравнивать однотипные галактики, чтобы выявить их идентичность.
Фактически Вселенная похожа на зал зеркал, многократно отражающих одно и тоже изображение внутри.
Крах доминирующей теории о бесконечности вселенной. Она оказалась ограничена и довольна мала по размерам
Соответственно размеры Вселенной нетрудно посчитать. Они оказались всего в 70 миллиардов световых лет в поперечнике. Но поскольку в физическом смысле поперечником нужно считать длину окружности сферы, то сама сфера Вселенной имеет радиус всего в 11 миллиардов световых лет.То есть наше пространство существует на некой поверхности мыльного пузыря, где можно путешествовать и могут распространяться взаимодействия между материей. А внутри пузыря ничего нет.
Расчеты показывают, что ключевая мера плотности вещества во Вселенной, которая управляет искривлением пространства в эту сферу, равна примерно 1.013. Полностью плоское пространство соответствовало бы плотности равной 1. Наблюдения микроволнового фонового излучения пока показывают оценки плотности где-нибудь между 1.00 и 1.04. Дальнейшие наблюдения WMAP и другими инструментами должны дать более точный ответ в течение следующих нескольких месяцев.
Добавьте «Правду.Ру» в свои источники в Яндекс.Новости или News.Google, либо Яндекс.Дзен
Быстрые новости в Telegram-канале Правды.Ру. Не забудьте подписаться, чтоб быть в курсе событий.
Источник
Вселенная лопнет как мыльный пузырь
Ученые собираются в ближайшие 10 лет исследовать свойства темной энергии, распирающей наш мир изнутри
Мы живем в очень интересное время, уверены астрофизики. В ближайшее десятилетие в космос будут запущены аппараты для изучения свойств темной энергии и темной материи, чтобы составить представление: что, собственно, представляет собой весь наш мир? Относительно недавно выяснилось, что видимая барионная материя, из которой состоят звезды, планеты, облака газа, пыль, элементарные частицы, и невидимая глазу темная материя составляют всего лишь 30% того, что есть во Вселенной. Все остальное — это темная энергия. И эта темная энергия отталкивает друг от друга целые галактики, распирает Вселенную изнутри, как мыльный пузырь или резиновый воздушный шарик. К чему это, в конце концов, приведет? И что было до Большого Взрыва, образовавшего нашу Вселенную?
Об этом рассказал Олег Верходанов, доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Специальной астрофизической обсерватории РАН Нижний Архыз.
Откуда берутся Вселенные?
Людей, которые думают не только о хлебе насущном, наверняка хоть раз в жизни интересовал вопрос: откуда взялась наша Вселенная? Уникальна ли она или таких миров еще полно? Ведь долгие века люди думали, что наша планета Земля — «пуп мира», и других таких планет просто нет. А сегодня открыто уже более 3000 экзопланет у других звезд. И некоторые экзопланеты по своим параметрам весьма напоминают нашу Землю. Что если и Вселенных миллиарды? Как они появляются и откуда? Какие гипотезы на это счет строит наука, и на чем они основаны?
Теперь холостяков уже ничто не заставит жениться
«СП»: — Итак, что было до Большого Взрыва?
— Большой Взрыв — это совсем не взрыв, — говорит астрофизик Олег Верходанов. — То, что мы называем Большим Взрывом, на самом деле — быстрое расширение самого пространства. Сейчас ученые в основном придерживаются гипотезы инфляционного расширения Вселенной, которая могла раздуться, как мыльный пузырь, в наш мир: в наше пространство и время из другого измерения.
Для наглядности вообразим некий двухмерный мир, пусть он представляет из себя плоскую пластиковую пленку. Мы начинаем пленку подогревать, и она начинает пузыриться. Каждый пузырек выделяется из двумерной пленки и с продолжающимся разогревом расширяется и выдувается в другое (в данном примере — в третье) измерение. Также могло произойти с нашим трехмерным миром — он раздулся из другого пространства.
Многие ученые считают Большим Взрывом именно эпоху разогрева, когда Вселенная была очень плотной и горячей, как плазма. Тогда до этой эпохи была негорячая стадия нашей Вселенной при уже начавшемся расширении, значит мир к тому времени уже появился.
Но смысл вопроса, наверное, касается другого — что было до появления нашей Вселенной и что привело к ее рождению.
Мы не знаем пока ответа на этот вопрос. Но можно сказать, что раз случившись, такое может происходить постоянно. Одна из современных теорий говорит, что инфляция происходит всегда и везде. Например, когда вы читаете этот текст, от вас во множестве отпочковываются и раздуваются новые вселенные в другие измерения, а вы этого даже не замечаете. Вселенные могут быть стабильны (как например наша), а могут сразу схлопываться. Все зависит от начальных условий.
«СП»: — По одной из гипотез, я слышала, «мыльные пузыри» Вселенных могут просачиваться сквозь гигантские черные дыры. И значит, также сквозь черные дыры может «утекать» вещество в другие, параллельные Вселенные?
— Да, есть и такая гипотеза, что в черных дырах может существовать «проход» в параллельные Вселенные. Пока непонятно, как это проверить. Но версия красивая. Представьте только: весь Мир напоминает огромное дерево, как Древо мира в Скандинавских мифах, на «ветвях» которого вместо листьев — «пузыри» множества Вселенных.
Что будет с нашей Вселенной?
«СП»: — На чем основана современная космология? На чем вообще строятся подобные теории?
— На основе изучений реликтового излучения, которое появилось примерно через 10 секунд после образования нашей Вселенной в результате аннигиляции частиц вещества и антивещества. Вещества в нашем мире оказалось больше, чем антивещества. Почему так, никто не знает пока. Первый, кто это сможет объяснить, получит Нобелевскую премию. Но этот факт задал физические параметры нашего мира. На сегодняшний день миссией «Planka» проделана огромная работа: систематизированы данные множества наблюдений за квазарами и составлена карта Вселенной, какой она была миллиарды лет назад. Из этого был сделан вывод: Вселенная расширяется. И расширяется она с ускорением. Но расширяться с ускорением она начала не сразу. А, согласно расчетам, примерно через 400 миллионов лет после Большого Взрыва. Именно тогда, считается, во Вселенной начала действовать сила темной энергии. Мы еще слишком мало знаем о темной энергии, чтобы объяснить: что это такое, почему эта сила возникла не сразу, почему именно тогда, что там такого случилось…
«СП»: — И к чему это приведет? Нашу Вселенную просто разорвет, как мыльный пузырь?
— Если темная энергия — это сила, которая действует постоянно и неизменно, то да. Нашу Вселенную разнесет в клочья примерно через 30 миллиардов лет. Это подсчитано. Сейчас наша Вселенная вдвое увеличивает свой размер за 12 миллиардов лет. Это объясняет ответ на такой детский вопрос: «Почему небо ночью темное?». Ведь если Вселенная вечная и бесконечная, то даже при отсутствии солнечного света наш глаз должен был бы упираться в звезду в любой точке небосвода, также, как в лесу наш взгляд везде видит деревья. И тогда ночной тьмы просто не было бы. Сегодня мы знаем, что галактики удаляются друг от друга с фантастической скоростью.
Сверхтяжелая ракета затянет российский бюджет в черную дыру
Но есть и другие гипотезы смерти нашей Вселенной. Подчеркну: нашей. Поскольку в других Вселенных могут действовать другие физические законы. Есть гипотеза, что Вселенная просто остынет до такой степени, что будет представлять собой мертвый холодный мир. Есть также гипотеза, что все вещество из нашей Вселенной постепенно провалится в черные дыры, т.е. — даст старт новой Вселенной в другом измерении. Есть также самая, на мой взгляд, интересная гипотеза, что наша Вселенная переродится в нечто совершенно иное: в ней начнут действовать другие законы физики.
Читайте новости «Свободной Прессы» в Google.News и Яндекс.Новостях, а так же подписывайтесь на наши каналы в Яндекс.Дзен, Telegram и MediaMetrics.
Чубайс на фоне новых идей покажется «добрым волшебником»
Модуль «Наука» станет ядром новой национальной орбитальной станции?
Официальные археологи узрели в приборном поиске главного врага, но при этом хранят упорное молчание по поводу уничтожения памятников истории
Источник