Бесконечна ли вселенная? Почему мы никогда не увидим ее границ
Необязательно быть фанатом американского ситкома «Теория Большого взрыва», чтобы иметь об этом представление. Суть же вопроса заключается в том, что все должно было начаться с грандиозного взрыва, «Big Bang», Большого взрыва. И с этого самого момента космос начал расширяться. Но бесконечна ли вселенная? К сожалению, на этот вопрос ответа пока нет. Астроном Кэти Мак попыталась найти этому вопросу объяснение. Автор исследования решила описать границы космоса в различных сценариях. Но и она не смогла найти окончательный и однозначный ответ.
Бесконечна ли вселенная? Астроном Кэти Мак попыталась найти этому ответ. © Getty Images / ArtEvent ET / СЕБАСТЬЯН КАУЛИЦКИ / НАУЧНАЯ ФОТОБИБЛИОТЕКА / Tristar Media [M]
Бесконечна ли вселенная? Простого ответа на этот вопрос не существует
Вселенная, которую мы можем наблюдать с помощью различных технологических устройств, ограничена областью в пределах нашего горизонта частиц. Эти наблюдения описывают самые далекие места, которые мы можем видеть, учитывая границы скорости света. Свету нужно время, чтобы продвигаться вперед. Далекие объекты, которые мы наблюдаем, находятся практически в далеком прошлом. Следовательно, должно существовать расстояние, знаменующее начало времен. И чтобы достичь этой точки, потребуется весь возраст вселенной. Но бесконечна ли вселенная?
Горизонт частиц определяет точку, которая находится дальше всего от нас и которую мы можем наблюдать. Возраст вселенной составляет уже примерно 13,8 миллиарда лет. То есть, чтобы добраться до этой точки, нам придется пройти 13,8 миллиарда световых лет. Или нет? Идеальной для исследования была бы статическая вселенная. Но наша вселенная все время расширяется, то есть движется в разные стороны. По оценкам, ее размер составляет уже 45 миллиардов световых лет. У внешнего края вселенной должно находиться космическое фоновое излучение. В непосредственной близости от нас располагаются древние галактики. Они удалены от нас в радиусе примерно 30 миллиардов световых лет. Но свет, который мы там наблюдаем, пришел в движение задолго до этого.
Расстояния во вселенной можно измерить
В расширяющейся вселенной существует и нечто другое, кроме скорости света: скорость рецессии. Это является причиной того, что свет не может догнать предшествующий свет. То есть нет ничего быстрее света. Но при этом не возникает никакого противоречия с этим тезисом, когда объекты расходятся в расширяющемся пространстве. Галактики удаляются с малой скоростью примерно до 14 миллиардов световых лет. Расстояния во вселенной измеряются с помощью так называемого коэффициента красного смещения.
● Объекты в радиусе Хаббла имеют коэффициент 1,5.
● Сверхновые наблюдались до сих пор с коэффициентом 4.
● Самая далекая видимая галактика имеет коэффициент 11.
● Космическое фоновое излучение имеет коэффициент красного смещения 1100.
Расширение нашего горизонта нас приближает
Но как мы можем видеть столь далекие объекты? И бесконечна ли тогда вселенная? Когда мы воспринимаем свет из космоса, он уже давно покинул свой первоначальный источник. А тогда вселенная могла быть намного меньше. То есть ее можно представить себе в виде беговой дорожке, движущейся быстрее нас. Если же она замедлится, то мы сможем наверстать упущенное. Когда расширение вселенной замедляется, мы можем видеть объекты, которые находятся невероятно далеко. То есть свет догоняет эти объекты. Так что они тоже могут попасть в радиус Хаббла. Таким образом, наши горизонты расширяются.
В теории это звучит неплохо, но есть еще фактор темной энергии. И это есть причина того, почему расширение вселенной не замедляется. Вот почему за последние пять миллиардов лет космос расширялся еще быстрее. То есть технически радиус Хаббла становится еще больше. Но видимые до этого объекты вытягиваются наружу, за его пределы. И они становятся для нас невидимыми.
Мы можем наблюдать образы из прошлого
Зная, что наша вселенная расширяется, мы предполагаем, что в прошлом она была меньше. Но бесконечна ли вселенная на самом деле? Некоторые объекты раньше были ближе к нам, а теперь они так далеко, что мы, возможно, больше никогда не сможем их увидеть. В нашей вселенной еще много загадок, и некоторые из них трудно объяснить. Обычно удаленные объекты кажутся нам меньше. Но во вселенной все оказывается иначе. По крайней мере, вблизи радиуса Хаббла. Все, что находится позади него, кажется больше, хотя и находится дальше. Это удобно для астрономов, поскольку они могут более внимательно исследовать далекие галактики.
Такое визуальное поведение этих объектов связано с тем, что они удаляются от нас быстрее света. То есть излучаемый ими свет оказывается к нам даже ближе них самих. И их можно с полным основанием называть образами из прошлого. Чем дальше в прошлое простираются эти снимки, тем меньшей была вселенная в то время. Но на самом ли деле это можно считать ответом на вопрос бесконечности вселенной? Увы, ни один из этих тезисов Кэти Мак так и не дает нам информации в этом отношении.
Источник
Бесконечна ли Вселенная: как найти край и что там, за неведомой чертой
Москва, 05.07.2021, 07:51:52, 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
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