Бесконечна ли Вселенная: как найти край и что там, за неведомой чертой
Москва, 04.07.2021, 20:50:37, редакция FTimes.ru, автор Елена Вайло.
В последнее время все больше исследователей утверждают, что Вселенная не бесконечна и у нее есть границы, чему нашли доказательства. К тому же, по мнению ученых, у Вселенной есть форма.
Бесконечна ли Вселенная: мнение ученых
Конечно, высказывания о бесконечности Вселенной противоречат всем прежним моделям и мнению о нашем месте в огромном мире. Это подобно перевороту в сознании, который случился в 1543 году. Тогда Коперник открыл тайну Космоса и поведал людям, что Земля не является центром Вселенной.
В двадцатые годы прошлого века Эдвин Хаббл заметил отдаление галактик друг от друга и поэтому сделал вывод, что Вселенная имеет свою дату рождения, а именно: родилась она в результате Большого взрыва.
И вот снова теория, которая ломает все наши представления о Вселенной: оказывается, она не безгранична. Тогда возникает вопрос, где ее конец и что дальше?
Звезды подскажут…
Если мы говорим о бесконечности Вселенной, то подразумеваем ее бесконечность и в пространстве, и во времени. В таком случае над нами постоянно должно светить огромное количество немеркнущих никогда звезд. Но небесная тьма свидетельствует о том, что Космос не существовал вечно. Та же теория Большого взрыва противоречит идее вечности нашей Вселенной, подталкивая к пониманию, что всему есть начало и конец. То есть, Вселенная также имеет пределы.
По словам астрофизика Нила Корниша, самые далекие путешествия могут осуществляться на протяжении очень многих световых лет. Это является причиной того, что ученым приходят уже устаревшие данные. По мнению ученого, пространство Вселенной постоянно увеличивается, растет. Те звезды, которые мы видим, являются молодыми и близкими. Но есть звезды и далекие, расстояние до которых исчисляется тысячами лет. А к далеким галактикам от нас — миллиарды лет.
Более того, нам видны определенно не все галактики, а доступны лишь объекты в 13,7 миллиарда лет. И что дальше — никто не знает, — утверждает Нил Корниш.
Своеобразным барьером для нас и нашего осязания Вселенной является реликтовое излучение, которое образовалось в результате Большого взрыва. Это та часть, которую мы видим. Однако никто пока не может сказать, существуют ли за пределами этого реликтового излучения границы, или Вселенная продолжается вечно. Не помогут нам в этом даже самые мощные телескопы.
Микроволновой фон Вселенной
У Вселенной есть свой микроволновой фон, так называемая космическая музыка. И, хоть ученые не могут из-за реликтового излучения заглянуть в самые далекие уголки Космоса, но сумели определить достаточно узкий спектр его звуковых волн.
Это дало ученым повод утверждать, что Вселенная похожа по своим свойствам на музыкальный инструмент, который не способен вибрировать на длинных волнах. Это дает основание утверждать, что у нашей Вселенной все-таки есть конец, — утверждает ученый Жан Пьер Люмине.
За десять лет работы и тщательного изучения Вселенной о ее конечности сделали выводы и британские астрономы.
Теперь осталось только определиться с границами и формами Вселенной. Выявить это смогут, опять-таки, звуковые волны, — утверждает канадский физик Кейс Вестерн. Поэтому ученые планируют применить спектральный звуковой анализ Вселенной для определения ее формы. При этом исследователи утверждают, что на все эти выяснения может уйти очень много лет.
А уже сейчас тот же Жан Пьер Люмине утверждает, что форма Вселенной представляет собой форму футбольного мяча, в ней есть двенадцать симметрично расположенных поверхностей. В эту же теорию укладывается и принцип зеркальных отражений. Так, если бы существовал сверхмощный телескоп – он бы позволил увидеть одни и те же предметы, но с огромной разницей во времени.
Где конец, и что дальше?
Если у Вселенной все же есть конец, то что находится дальше? Конечность Вселенной является самым логичным объяснением движения галактик. Специалисты NASA, например, как-то наблюдали, как восемьсот отдаленных галактических скоплений в едином порыве направляются в одну сторону со скоростью в тысячу километров в секунду, как-будто их притягивал магнит. Этому вселенскому перемещению дали название «темного потока». Галактики стремятся к району, находящемуся от нас на расстоянии в три миллиарда лет. Есть предположение, что именно там находится масса, притягивающая космическую материю. А что же дальше?
Ученые утверждают, что наша Вселенная не единственная в своем роде, что есть несколько вселенных. И быть может, где-то существуют другие планеты, где есть жизнь, и есть другие звезды…
Источник
Конечна или бесконечна Вселенная?
Есть два варианта: либо Вселенная конечна и обладает размером, либо бесконечна и тянется вечно. Оба варианта заставляют хорошенько задуматься. Насколько велика наша Вселенная? Все зависит от ответа на вышеуказанные вопросы. Пытались астрономы понять это? Конечно пытались. Можно сказать, они одержимы поиском ответов на эти вопросы, и благодаря их поискам мы строим чувствительные космические телескопы и спутники. Астрономы вглядываются в космический микроволновый фон, реликтовое излучение, оставшееся со времен Большого Взрыва. Каким образом можно проверить эту идею, просто наблюдая за небом?
Ученые пытались найти доказательства того, что особенности на одном конце неба связаны с особенностями на другом, вроде того, как края обертки на бутылке соединяются друг с другом. До сих пор не найдено никаких доказательств, что края неба могут быть связаны.
Если говорить по-человечески, это означает, что на протяжении 13,8 миллиарда световых лет во всех направлениях Вселенная не повторяется. Свет проходит туда-сюда-обратно через все 13,8 миллиарда световых лет и только потом покидает Вселенную. Расширение Вселенной отодвинуло границы покидания светом вселенной на 47,5 миллиарда лет. Можно сказать, наша Вселенная 93 миллиарда световых лет в поперечнике. И это минимум. Возможно, это число 100 миллиардов световых лет или даже триллион. Мы не знаем. Возможно, и не узнаем. Также Вселенная вполне может быть бесконечной.
Итак, представьте себе. В одном кубометре космоса (просто расставьте руки пошире) есть конечное число частиц, которое может существовать в этом регионе, и у этих частиц может быть конечное число конфигураций с учетом их спина, заряда, положения, скорости и т. д.
Тони Падилья из Numberphile подсчитал, что это число должно быть десять в десятой в семидесятой степени. Это настолько большое число, что его нельзя записать всеми карандашами во Вселенной. Если предположить, конечно, что другие формы жизни не изобрели вечные карандаши или не существует дополнительного измерения, заполненного сплошь карандашами. И все равно, наверное, карандашей не хватит.
В наблюдаемой Вселенной есть только 10^80 частиц. И этого намного меньше, чем возможных конфигураций материи в одном кубометре. Если Вселенная действительно бесконечна, то удаляясь от Земли вы в конце концов найдете место с точным дубликатом нашего кубометра космоса. И чем дальше, тем больше дубликатов.
Подумаешь, скажете вы. Одно облако водорода выглядит так же, как и другое. Но вы должны знать, что проходя по местам, которые будут выглядеть знакомыми все больше и больше, вы в конечном итоге дойдете до места, где найдете себя. А найти копию себя — это, пожалуй, самое странное, что может произойти в бесконечной Вселенной.
Ответить на вопрос, конечна или бесконечна Вселенная, крайне важно, потому что любой из ответов будет умопомрачительным. Пока астрономы не знают ответа. Но не теряют надежды.
Источник
Бесконечна ли Вселенная?
Не осталось четких или окончательных доказательств того, что Вселенная либо конечна, либо бесконечна, хотя есть некоторые интригующие аргументы и предлагаемые теории с обеих сторон. Однако самое замечательное в этой загадке заключается в том, что из-за природы Вселенной мы, возможно, никогда не сможем по-настоящему узнать ответ!
Когда вы в последний раз смотрели в усыпанное звездами небо за много километров от любого другого источника света? Когда тысячи звезд простираются над вами, рассеивая свой свет за миллионы или миллиарды километров от вас, это просто ошеломляет. Чем дольше вы вглядываетесь, тем больше звезд появляется, чем вы могли бы сосчитать, если бы потратили на это всю ночь! Однако любой, кто имеет смутное представление о нашей галактике и Вселенной, знает, что на самом деле в одном только Млечном Пути есть миллиарды звезд, что намного больше, чем несколько тысяч, которые мы можем видеть с Земли!
За пределами нашей галактики Млечный Путь находится более 150 миллиардов других галактик, каждая со своим огромным количеством звезд. Нашему релятивистскому мозгу практически невозможно понять эти числа, поэтому большинство людей думают о Вселенной как о бесконечно большой и бесконечной пустоте. В большинстве повседневных ситуаций это убеждение не имеет большого значения, но верно ли оно? Бесконечна вселенная или нет?
Сложный вопрос
Первоначальный ответ на вопрос, бесконечна ли вселенная или конечна. мы не знаем. Что мы знаем с уверенностью, так это то, что Большой взрыв произошел 13,8 миллиардов лет назад, что означает, что это возраст Вселенной. Однако из-за инфляции Вселенной, а также, по-видимому, ускоряющегося расширения каждого наблюдаемого уголка Вселенной, самый дальний свет, который мы смогли обнаружить, находится примерно в 46 миллиардах световых лет во всех направлениях. Это означает, что в настоящее время мы знаем, что Вселенная имеет по меньшей мере 92 миллиарда световых лет в поперечнике. Она может быть намного больше, но у нас нет способа узнать. Свет из — за этого вселенского «края» после Большого взрыва не успел достичь Земли или наших наблюдательных спутников в космосе.
Вопрос также осложняется представлениями большинства людей о том, что такое вселенная на самом деле и как она образовалась. Многие люди думают о Большом Взрыве, происходящем в совершенно пустой пустоте, вакууме без энергии или материи, когда внезапно началось массивное расширение, извергающее материю и энергию с невообразимой скоростью, что в конечном итоге привело к образованию всех известных нам сегодня скоплений галактик, туманностей, звезд, планет и лун.
Однако это упрощенный взгляд на Большой взрыв, который в значительной степени был отвергнут экспертами. Ключ к пониманию предельной загадки Вселенной (Большой взрыв) заключается в том, что он начался не с одной точки, которая повлияла на остальную часть «пространства». Все пространство было вовлечено в Большой взрыв, который ранее был сжат с почти бесконечной плотностью.
В первые мгновения Вселенной после Большого взрыва объем и плотность материи были несколько однородны, но как только началось охлаждение и дифференциация на атомы, области накопления массы и области пустого пространства стали более определенными. Вся энергия и материя начали расширяться, удаляясь со скоростью света от всего остального; точно так же расширялось и пустое пространство между объектами (часто быстрее скорости света).
Иллюстрация расширения вселенной после большого взрыва.
Вот почему мы можем обнаружить свет на расстоянии 46 миллиардов световых лет (в том числе благодаря гравитационному линзированию), хотя наша Вселенная существует в своем нынешнем виде всего 13,8 миллиарда лет.
Это говорит о том, что во Вселенной существует «внешнее», как если бы теоретически можно было выйти наружу и затем наблюдать снаружи системы. Однако у нас нет никаких доказательств того, что такое «внешнее» существует, что является сильным аргументом в пользу теории бесконечной вселенной.
Может ли это быть бесконечным?
Мысль о том, что все сущее «бесконечно», опять же, очень трудна для человеческого ума. Наше существование изначально определяется границами и ограничениями, поэтому “бесконечное” число возможностей немыслимо. Однако если вселенная бесконечна, то существует вероятность (пусть и небольшая), что точно такое же расположение атомов и молекул существует и в других местах. Экстраполируя это дальше, можно было бы также найти место, где те же самые структуры атомов и молекул образовали бы другую Землю, с жизнью, которая развивалась бы таким же образом, а это означало бы, что где-то еще в этой бесконечной вселенной существовал бы другой «ты».
Это может звучать как научная фантастика, но это та область, где должны проводиться дискуссии о «бесконечном». Хотя эти, казалось бы, диковинные мысленные эксперименты кажутся невозможными, у нас нет возможности должным образом опровергнуть их.
Некоторые теоретики и астрофизики, включая Эйнштейна, пытались определить «форму» Вселенной, особенно после того, как Эйнштейн предположил, что время и пространство могут искривляться или даже складываться. Одна из наиболее популярных теорий этой универсальной формы — «замкнутая петля». Представьте себе это с точки зрения нашей собственной планеты; Вплоть до нескольких веков назад люди верили, что мир плоский, так как они могли видеть только горизонт, и не могли наблюдать кривизну планеты, чтобы распознать ее как сферу.
В более крупном масштабе, когда мы смотрим на Вселенную, она кажется плоской, почти как лист бумаги, и нет никакой заметной кривизны. Тем не менее мы продолжаем наблюдать «противоположные» стороны Вселенной, надеясь, что сможем распознать закономерности сходства, подобные тому, что наблюдается на нашей планете, где человек в конечном итоге достиг бы своего первоначального местоположения, если бы он шел в одном направлении достаточно долго.
Несмотря на то, что в настоящее время мы не можем увидеть кривизну Вселенной, было высказано предположение, что если бы Вселенная была по крайней мере в 250 раз больше, чем наша наблюдаемая в настоящее время Вселенная, она потенциально все еще могла бы изгибаться назад (где-то за пределами нашей способности видеть). Хотя это сделало бы объем Вселенной в миллиарды раз больше, чем мы видим сейчас, это возможно. Учитывая это теоретическое ограничение, Вселенная все равно будет считаться конечной.
Дискуссии о Большом взрыве, размере и форме Вселенной, потенциале мультивселенных, темной энергии, темной материи и десятках других загадочных тем продолжают увлекать и очаровывать экспертов, которые проводят свою жизнь, глядя на звезды. Ученые и академики любят твердые ответы и измеримые величины, но когда вы говорите о самом большом возможном масштабе (всей Вселенной), такие окончательные ответы часто неуловимы или невозможно когда-либо доказать. В то время как охота за истиной толкает вперед, человеку, возможно, придется смириться с тем, что некоторые тайны не предназначены для того, чтобы быть разгаданными.
Источник