Почему Вселенная бесконечна?
Человек – очень маленькое по астрономическим меркам существо. Мы живём в огромной Вселенной, о размерах которой можем только догадываться. Но значит ли это, что Вселенная бесконечна? Или, быть может, она всё же имеет некий предел? Давайте попробуем разобраться.
«Вселенский» – значит, «очень большой»
Прежде всего, следует прояснить, что в данном конкретном тексте слово «Вселенная» будет восприниматься как осязаемый мир, в котором мы живём, и существование которого хоть как-то можем подтвердить. Правильнее в данном случае было бы говорить о Метагалактике или Наблюдаемой (Астрономической) Вселенной в отличие от гипотетической всеобъемлющей Вселенной (Мультивселенной) в полном смысле этого слова. Но об этом ниже.
Основная проблема в ответе на вопрос, конечна ли Вселенная, состоит в её (Вселенной) МАСШТАБНОСТИ и невозможности значительного расширения знаний о её размерах на текущем уровне развития технологий. Казалось бы, определить размеры нашего мира можно было бы с помощью наиболее удалённых его объектов через анализ космологического красного смещения. Под ним понимается понижение частот излучения космических объектов вследствие расширения Вселенной. Расширяющееся пространство как бы «растягивает» световую волну, наибольшая длина которой соответствует свету красного диапазона, отсюда и название. Казалось бы, лови это самое излучение, изучай и высчитывай расстояние – вот вам и край Вселенной! Вот только самое далёкое, зафиксированное человеком излучение космического объекта с красным смещением, «добиралось» до нас 13,4 млрд лет . Сегодня эта галактика (она получила название GN-z11 ) с учётом расширения космического пространства находится на расстоянии 32 млрд световых лет от нас.
Если бы мы могли двигаться со скоростью света, наибольшей известной человеку, мы бы летели к GN-z11 32 млрд лет и не нашли бы её в том месте, где искали, потому что она бы вместе с расширяющимся пространством «ушла» и продолжала бы «уходить» от нас. Её свет, дошедший до нас, был излучён всего(!) спустя 400 млн лет после Большого взрыва. То есть, глядя на эту галактику, мы смотрим в далёкое прошлое нашей Вселенной.
Так Вселенная конечна? Или нет?
Выше мы уже упомянули о том, что Вселенная расширяется, и происходит это с самого момента Большого взрыва. Поэтому очевидно, что использование излучения отдалённых объектов не приближает нас к осознанию размеров Вселенной. Тем не менее, сам факт расширения, думается, позволяет нам говорить о неком горизонте событий , отделяющим нашу Вселенную от чего-то, что ею не является.
В этой связи гораздо более полезным, на первый взгляд, кажется изучение реликтового излучения. Это тепловое микроволновое излучение остывающей плазмы (изначально её «сгустком», как считается, и была Вселенная) по краям расширяющегося пространства Вселенной. Расстояние до последнего источника этого излучения с учётом расширения пространства оценивается в 46 млрд световых лет , то есть известную нам Вселенную можно представить как шар диаметром 93 млрд световых лет с центром в Солнечной системе.
На «краю» Вселенной
Позволяют ли эти данные говорить о некоем «крае» Вселенной? Не совсем. Дело в том, что цифра в 93 млрд световых лет отражает только наблюдаемое нами удаление плазмы, в реальности она может быть значительно дальше, как за счёт погрешности в расчётах, так и объективных причин удалённости. Чем ближе к периферии, тем расширение пространства идёт быстрее, на «краях» оно происходит намного быстрее движения света. Очень вероятно, что излучение уже просто не может «обогнать» расширение Вселенной, а её «граница» представляет собой сплошное чёрное безмолвие. Так что, в некотором роде, теоретически, конечно, Вселенная конечна , но с учётом её размеров, расширения и человеческих возможностей, фактически, этим можно пренебречь .
То, что находится за «краем» Вселенной (если такое словосочетание вообще применимо) вряд ли поддаётся нашему сознанию. Если всё же даже гипотетически объект попадёт за «границу» Вселенной будет ли он существовать: пространство, время, материя – всё это категории нашей Вселенной, а возможно ли существовать там, где их нет? Или всё же там (опять же если можно так сказать, ведь никакого «там» может и не быть) не настолько иные законы, а возможно и параллельные миры?
Боимся, на этот вопрос в принципе нет однозначного ответа. Однако данные анализа того же реликтового излучения подкидывают поводы для дальнейших раздумий. Учёные из Лондона заметили в карте излучения несколько аномально холодных пятен, что может , по их мнению, свидетельствовать о соприкосновении нашей Вселенной с другими, параллельными мирами и подтверждать существование Мультивселенной! А что об этом думаете Вы?
Надеемся, было интересно и познавательно, а главное максимально понятно! Подписывайтесь, ставьте лайк, пишите в комментариях, что бы Вам хотелось ещё узнать, или просто оставляйте своё мнение, ну и конечно же, читайте другие наши статьи!
Источник
Сколько измерений может иметь Вселенная? Где они, и почему мы их не видим?
Мир может выглядеть совершенно не так, как мы себе его представляем. Допустим, мы привыкли видеть всё окружающее в привычном нам цветовом спектре, и нам кажется, что мир именно такой, каким мы его созерцаем. Змеи видят всё совершенно в других красках благодаря инфракрасным рецепторам, находящимся в их голове, — тепловое излучение предметов человек увидит только с помощью специальных приборов, а змеи – собственными глазами. И у кого же из нас верное восприятие мира? Разумеется, и у человека, и у змеи, только вот если человек окажется в тёмной комнате один на один с мышью, то он её не заметит. Человек будет думать, что в комнате никого нет. А окажись в этой комнате змея вместо человека, она сразу же увидит тепловое излучение мыши, и, соответственно, голодной она, скорее всего, не останется. Поэтому, если мы чего-то не видим, это не означает, что этого чего-то нет. Возможно, дополнительные измерения во Вселенной находятся совершенно рядом с нами, как и та мышь, просто мы не ощущаем их, и, соответственно, даже не знаем, с чего начать их поиски.
Нам известны четыре измерения: три пространственных (длина, ширина, высота) и одно – временное. Это очень легко представить на простом примере: если вы хотите встретиться со своим другом, вы договоритесь с ним и о месте встречи, и о времени, ведь невозможно указать место, но не сказать, во сколько вы туда придёте, и наоборот – невозможно организовать встречу, оговорив время, но не сказав, где именно вы увидитесь. Но хочется опять вспомнить пример со змеёй: помимо наших ощущаемых четырёх измерений есть что-то ещё. Физики-теоретики полагают, что Вселенная может иметь, как минимум, около 10 измерений, и мы со своими четырьмя измерениями буквально «встроены» в неё, поэтому пока другие измерения нам не доступны!
Разберём всё по порядку.
У точки нет измерения – оно нулевое. У линии – одно, первое измерение – это длина. Если к этой линии пририсовать ещё одну, то получится второе измерение – ширина (вместе получается плоскость).
Если бы мир был двумерным, он был бы плоским (наверняка эта версия понравилась бы фанатам плоской Земли). Все, кто жили бы в двух измерениях, не смогли бы сойти со своих листов и выглядели бы как нарисованные герои в комиксах. Представить трёхмерный мир нам проще всего, так как мы живём в нём всю свою жизнь. С четвёртым, временным измерением, тоже всё вроде бы понятно на первый взгляд, а что дальше?
Иронично мы называем себя «муравьями» в сравнении с очень умными инопланетянами, которые по неведомым причинам не хотят с нами общаться. Что ж, следующим нашим героем будет муравей. Итак, представим, что у нас есть двумерное измерение – для этого прекрасно подойдёт плоская поверхность стола. На его поверхность мы начали выкладывать листы газеты. Когда на столе не останется свободного места, можно сказать, что двумерная поверхность стола исчерпана. На одном из газетных листов оказался муравей. Представим, что он плоский, двумерный, как герой комикса. Как отправить его в наше, третье измерение? Если мы положим на стол целую стопку газет, проделаем в этой стопке отверстие, то муравей сможет поползти вверх – так ему станет доступно третье измерение (высота).
Можно провести с нашим муравьём ещё один эксперимент: представим, что он ползёт по краю газеты. Если мы согнём газету по середине, то муравей мгновенно переместится с одного края газеты на другой. Таким образом, мы переместили муравья путём перегибания двумерного объекта из измерения более низкого порядка в измерение более высокого порядка, который и является нашим третьим измерением.
Итак, три измерения описываются тремя словами: длина, ширина, высота. А какое слово подобрать для четвёртого измерения? Время, протяжённость… Если мы представим себя, какими мы были 5 минут назад, и проведём линию между собой настоящим и собой в пятиминутной давности, то это и была бы линия в четвёртом измерении. Каким бы тогда выглядело наше тело в четвёртом измерении? Как длинная волнистая змея, в голове которой запечатлён был бы момент нашего рождения, а в хвосте – смерть? Возможно, но себя со стороны и никого другого мы не можем видеть подобным образом. Путешествия во времени получились бы возможными, если бы эта «змея» свернулась кольцами. Получается, что четвёртое измерение выглядит, как линия, идущая от прошлого к будущему. Нам, с одной стороны, понятно, что без четвёртого, временного измерения наша жизнь невозможна, и мы уже в этом убедились на примере с друзьями, которые пытаются договориться о встрече. Однако мы, подобно тому двумерному муравью из плоского мира, не можем в нём путешествовать. Муравью третье измерение станет доступно только с нашей помощью, а нам, получается, для доступа к другим измерениям, тоже нужны помощники? Выходит, что мы только поверхностно касаемся четвёртого измерения, но живём лишь в трёх, ведь если бы мы жили в четвёртом измерении, мы могли бы спокойно путешествовать во времени, повернуть, скажем, его вспять, чтобы исправить все свои ошибки. Фокусы со временем доступны лишь гравитации: она может его растягивать, останавливать, но даже этой великой силе не вернуть его назад.
Где же пятое измерение? Точка – это нулевое измерение, которое является началом отсчёта, и в пятом измерении мир опять станет точкой. Если бы мы научились управлять временем, то были бы открыты для нас параллельные миры – это те миры, которые появились благодаря тем же условиям, что и наш мир, но их история развивалась бы по-другому. Здесь уже будут вступать в игру квантовые эффекты. Частицы могут вести себя совершенно по-разному, они могут рождаться и исчезать (интересный вопрос – куда?). У всех событий есть множество различных вероятностей. Допустим, в этой Вселенной вы решили стать врачом, однако у вас был вариант быть профессиональным спортсменом. В другой вселенной вы делаете иной выбор, и ваша жизнь разворачивается совсем иначе. Предполагается, что именно в пятом измерении «сгибается» четырёхмерное пространство-время, подобно той самой газете, по которой ползал муравей, чтобы сблизить две какие-то точки на прямой. Без этого сгиба муравей бы из одного края газеты очень долго добирался бы в другой, а при помощи сгиба перемещение происходит мгновенно. Что может искривлять пространство-время? Чёрные дыры, обладающие огромной массой и плотностью. Возможно, именно они и есть те нулевые точки, которые переместят нас в другие измерения.
Если пятое измерение – это точка, то шестое – это опять плоскость, на которой будут расположены новые миры, начавшиеся с тех же условий, что и наш. Если бы мы жили в шестом измерении, мы могли бы отправиться в любой мир, выбрать новое будущее, так как количество миров с различным ходом истории неограниченно. Будущее — это не «палка», а целый «веник» из возможных вариантов развития событий. Здорово было бы попасть в шестое измерение, правда? Ведь там можно самому решить, где родиться, кем и в какую эпоху.
Седьмое измерение — это новая прямая, которая состоит из шестимерных «точек», можно сказать, что это уже «бусы» из параллельных миров, нанизанные на одну линию. Восьмое измерение собирает эти «прямые» в одну «плоскость». А девятое можно сравнить с книгой, которая уместила в себя все «листы» восьмого измерения. Это совокупность всех историй всех вселенных со всеми законами физики и всеми начальными условиями.
Опять точка. Десятое измерение уже представить себе никто не может. Возможно оно – всё и вся, свёрнутое в крошечные струны, которые повсюду вокруг нас спрятаны в кварках. Чтобы представить себе десятое измерение, нам нужна новая прямая. Только вот новая точка на этой прямой невозможна, так как девятое измерение уже покрывает всё, что только можно себе представить, и даже то, что и представить трудно. Получается, девятое измерение — это не очередная отправная точка, а финальная — по крайней мере, для нашей фантазии. Если действительно существует всего девять измерений, а мы толком и в четвёртое не можем выбраться, то мы чем-то похожи на того самого двумерного муравья, который без посторонней помощи не может попасть в третье измерение… У кого же есть ключ к другим измерениям?
Источник
Вселенная. Где она заканчивается
Веками человечество постигает загадки вселенной, которые нам удается открывать по кусочкам, собирая мировой пазл. Одними из несобранных пазлов являются различные теории о конечности или бесконечности космических масштабов. Сегодня я вам расскажу, что же находится на краю нашей вселенной. С вами канал “Все обо всем” .
Начало.
Примерно 14 миллиардов лет назад возникла наша вселенная. В этот момент она начала расширяться с постоянным ускорением , вместе с распространяющимся светом. Космологи пришли к выводу путем математических расчетов, что самые старые фотоны, которые мы можем наблюдать на сегодняшний день, примерно прошли расстояние в 45-47 миллиардов световых лет от Большого Взрыва . Это означает, что наблюдаемая вселенная имеет ширину около 93 миллиардов световых лет.
Скорее всего у вас возникло несколько вопросов. Как может вселенная иметь 93 миллиарда световых лет в диаметре, если ей всего 14 миллиардов лет? Разве свет мог пройти такое расстояние? Очевидным будет ответ “нет”, поскольку свету будет недостаточно собственной скорости для преодоления такого расстояния. Как же это объяснить?
За то время, которое вам потребовалось, чтобы прочитать предыдущий абзац, фотон света, покидающий солнце, прошел около 6 миллионов километров . Свету, который покидает нашу вторую ближайшую звезду — Проксима Центавру, требуется чуть более четырех лет , чтобы достичь Земли, и поэтому мы можем определить это расстояние как четыре световых года. Таким образом, если бы вы посмотрели на Проксима Центавру, вы бы увидели звезду какой она была 4 года назад.
Мы видим все вещи во вселенной такими, какими они были в прошлом , независимо от того, находятся ли они на другой стороне комнаты или на другом конце Галактики. Чтобы развить эту концепцию дальше, ближайшая к нам галактика — Андромеда, которая настолько велика, что вы можете видеть ее миллиарды звезд в ночном небе невооруженным глазом. Однако все эти звезды находятся примерно в 2,5 миллионах световых лет от нас, это означает, что вы видите Андромеду такой, какой она была 2,5 миллиона лет назад.
Как добраться до края вселенной?
Согласно специальной теории относительности, близкие друг к другу объекты не могут двигаться относительно друг друга быстрее скорости света , однако такого закона не существует для тех объектов, которые чрезвычайно удалены друг от друга и между ними пространство само расширяется . Простыми словами, пространство между объектами расширяется, заставляя их улетать друг от друга с огромной скоростью.
Эта теория означает, что мы могли бы достичь края наблюдаемой вселенной только в том случае, если бы разработали один из методов, который позволит нам:
- Путешествовать быстрее скорости света, что на данный момент невозможно.
- Выйти за пределы пространства-времени, используя червоточины или порталы, что на данный момент также невозможно.
Согласно теории космической инфляции, размер всей вселенной в 10^23 раза больше, чем размер наблюдаемой нами вселенной. Это большая часть невидимой из-за света вселенной, который до нас еще не дошел . Теперь перед нами возникают вопросы: что же мы не видим? Что находится за пределами наблюдаемой вселенной? Поскольку мы не можем увидеть или измерить саму вселенную, мы не знаем, что лежит за ее пределами. Однако у нас есть несколько теорий относительно того, что существует за условными границами.
Теория 1. Граница вселенной.
Предположим, что существует невидимая или, например, кирпичная стена. А что же тогда на другой стороне? Если же за этой стеной что-то находится, то стена — это еще не конец вселенной , но в случае если за стеной ничего нет, то стена теряет свой смысл.
Подобная граница может существовать и в пространстве , но у нас нет доказательств ее существования. Если такая граница существует, то она находится далеко за пределами наблюдаемой вселенной.
Теория 2. Мультивселенная или параллельные миры.
Большинство ученых придерживаются теории о бесконечности вселенной. Это означает, что, если данная теория верна, то где-то там, есть еще один человек, который похож на вас . Он лишь слегка отличается всеми возможными способами, он может быть выше вас из-за того, что занимается спортом или вообще умер, поперхнувшись инопланетной картошкой. Возможно ваш двойник прямо сейчас читает эту статью . В одной из своих статей я описал возможность существования параллельных вселенных “Параллельные вселенные. Как их создают” .
Эта идея кажется непостижимой, но как говорится “В бесконечной вселенной возможно все” . Теория о мультивселенных описывает все эти вселенные, находящиеся рядом друг с другом в пустом пространстве, которых ничто не связывает. Каждая из них содержит другую реальность , как пузырь. Некоторые люди полагают, что вы могли бы перейти в другую реальность, пройдя через червоточину или черную дыру.
Теория 3. Вселенная внутри черной дыры.
Черные дыры — это объекты, которые возникают, когда умирающие звезды коллапсируют под собственной массой, образуя невероятно плотную сингулярность. Эти космические объекты искривляют само пространство-время до такой степени, что ничто не может избежать их гравитационного притяжения за пределами горизонта событий. Подробно о черных дырах я рассказал в своей статье “Черные дыры. Монстры вселенной” .
Теории о черных дырах описывают горизонт событий как точку, в которой пространство-время изгибается быстрее скорости света , поэтому свет не может выйти. Ему не хватает собственной скорости, чтобы достичь края. То же самое происходит и с нашей вселенной. Расширение самой вселенной пространства-времени намного быстрее скорости света. Это также может означать, что каждая черная дыра в нашей вселенной может содержать другие вселенные, каждая из этих черных дыр также может содержать вселенную , очень похожую на нашу и скорее всего за пределами нашей вселенной находится гораздо большая вселенная .
Поскольку вселенная расширяется быстрее скорости света , мы никогда не сможем достичь границы или увидеть ее. То, что находится дальше видимой вселенной, может остаться тайной даже после исчезновения человечества.
А какой теории придерживаетесь вы, может быть у вас свой взгляд на мир?
Если вам понравилась статья и вы хотите отблагодарить автора, то не забудьте поставить лайк и подписаться на канал
Источник