Что находится за пределами Вселенной
Что находится за пределами Вселенной? Этим вопросом задаются как ученые, так и обычные люди, интересующиеся тайнами мироздания. Та часть звездного неба, что доступна нам по ночам, является лишь небольшой частью огромного космического пространства. В научном сообществе все еще ведутся споры о том, где проходит граница Вселенной и есть ли она вообще.
Существует множество гипотез, рассуждающих о возможных пределах космоса. Но главная проблема каждой из них заключается в том, что их невозможно ни доказать, ни опровергнуть. Современные космические технологии не позволяют нам исследовать настолько огромное пространство. Поэтому научное сообщество продолжает выдвигать свои гипотезы о том, что находится на краю Вселенной и за ее пределами. С самыми популярными из них вы познакомитесь в этой статье.
Мультивселенная
Обозримая Вселенная
Прежде чем начать рассуждения о том, что находится за пределами Вселенной, необходимо понять, где эти самые пределы. Естественно, узнать о настоящих границах космического пространства мы не можем, но точно знаем, где заканчивается обозримая часть Вселенной – Метагалактика.
Наблюдаемый космос – это пространство, из которого наши технологии способны регистрировать рассеяние реликтового излучения. Те области, где оно заканчивается, и принято считать за границы обозримого космоса. Реликтовое излучение – это энергия, высвободившаяся во время Большого взрыва и распространяющаяся по Вселенной до сих пор. Примерный радиус Метагалактики составляет 46 миллиардов световых лет.
Обозримая Вселенная
Однако насчет обозримой Вселенной у ученых есть два противоположных мнения. Одни считают, что за пределами Метагалактики есть и другие системы, а мы наблюдаем лишь малую часть необъятного космоса. Другое мнение говорит о том, что это и есть вся Вселенная, и за ее пределами уже ничего нет.
Помимо Метагалактики, есть такое понятие, как область Хаббла. Так называют часть обозримого космоса, которую мы можем увидеть с помощью своих технологий. Она составляет примерно 13,8 миллиарда световых лет. Так как возраст Вселенной составляет примерно столько же, свет из ее более далеких областей до нас еще попросту не дошел. Область Хаббла рано или поздно расширится, увеличив количество наблюдаемых нами звездных систем.
Мультивселенная
С обозримыми границами Вселенной разобрались, но что же находится за их пределами? Если космическое пространство представляет собой ограниченную область, пусть и очень большую, то почему рядом с ней не может существовать других подобных территорий? Что если наша Вселенная не единственная в своем роде, а лишь одна из бесчисленного множества?
Мультивселенная
Гипотеза Мультивселенной говорит о том, что каждая отдельная Вселенная представляет собой нечто вроде пузыря, формирующегося из вещества во время Большого взрыва. Все миры рождаются, эволюционируют и в конечном итоге умирают, сменяясь новыми. Одним из наиболее известных сторонников данной гипотезы был Стивен Хокинг. Также ее поддерживают, пожалуй, самый известный популяризатор науки астрофизик Нил Деграсс Тайсон, один из первых людей в области квантовых вычислений Дэвид Дойч, Алан Харви Гут – первый физик, предложивший идею космической инфляции, и Брайан Рэндолф Грин – известный популяризатор теории струн.
Стивен Хокинг
В Мультивселенной существует бесконечное множество «пузырей», которые работают по одним и тем же законам природы, но находятся в разных состояниях. Параллельные Вселенные никак не зависят друг от друга и практически не взаимодействуют.
Эта гипотеза на данном этапе даже не совсем научная. Она предполагает, что может находиться за пределами Вселенной, но доказать или хотя бы попытаться экспериментально проверить не может. Поэтому пока это скорее философский вопрос, чем научный. Но, если предположение окажется правдой, это будет означать, что, помимо нашей, существует огромное количество Вселенных с конечными размерами и продолжительностью жизни.
Полное ничто
Космос постоянно расширяется. Это утверждение официально признано современным научным сообществом. Но даже ученые не могут сказать, будет ли это продолжаться вечно и до каких масштабов может увеличиться Вселенная.
Некоторые теоретики предполагают, что наш мир имеет свои границы, но за их пределами нет ничего. Согласно такой гипотезе, когда Вселенная заканчивается, остается лишь абсолютная пустота, полное ничего, в котором не действуют ни одни законы физики. Туда не доходит свет, его нельзя ощутить, увидеть, там нет времени и пространства. Гипотеза гласит, что космос представляет собой замкнутый шар, который парит в бесконечном ничего, к которому не применимы ни одни из знакомых нам физических параметров.
Теория абсолютной пустоты
Осознать и принять абсолютную пустоту довольно сложно для человеческого мозга. Даже если гипотеза верна, мы не сможем представить, как выглядит полное ничто. Черный фон? Белый? Матрица? Гадать можно долго, но вряд ли мы действительно сможем это представить.
Голограмма
Последний труд Стивена Хокинга, который был издан уже после смерти ученого, содержит одно очень занятное предположение. Оно говорит о том, что наша Вселенная может оказаться всего лишь голограммой какой-то первичной плоскости. Большой взрыв привел к появлению той самой плоскости, а наш мир – ее двумерная проекция. Именно двумерная, а 3D – это просто иллюзия. Все наше пространство-время и законы физики тоже представляют собой проекцию, искажение реальности.
Гипотеза довольно сложная, и ее даже понять тяжело, не то что доказать. Если вдруг она окажется правдой, это будет означать, что все законы природы, работающие в трехмерном мире, на самом деле так не работают и являются лишь искажением. Если за пределами нашей Вселенной лежит первичная плоскость, то мы даже представить себе не сможем, как в ней все устроено. Наряду с абсолютной пустотой и Мультивселенной эта теория, как и сотни других, являются больше философскими, чем научными. А что на самом деле находится за пределами Вселенной мы вряд ли когда-нибудь узнаем.
Источник
Формула света
Новая картина Мироздания
1. Полёт за пределы Вселенной
1. Принцип Маха
Я учился на 2-м курсе Новосибирского государственного университета. Мы только что закончили изучение специальной теории относительности и приступили к квантовой механике.
Часто с однокурсниками обсуждали различные квантовые парадоксы. Периодически какая-нибудь интересная проблема захватывала меня, и я мог «выпасть» из учебного процесса на пару дней, но не больше. А тут «выпал» на неделю с лишним. Меня увлекла проблема, связанная с принципом Маха.
Об этом принципе я узнал, ещё когда учился в школе. Прочитал тогда книгу известного научно-популярного писателя Мартина Гарднера «Теория относительности для миллионов». Он смог очень доходчиво донести до меня интригующую проблему: влияют или нет удалённые звёзды и галактики, заполняющие Вселенную, на физические законы.
После первого же знакомства с принципом Маха было ощущение, что он верен. Казалось очевидным, что огромные массы, заполняющие Вселенную, влияют на движение тел. А если убрать все галактики и звёзды, то на вращающейся карусели не будут действовать центробежные силы.
Проблема, связанная с принципом Маха, с одной стороны, очень проста. Нужно вылететь за пределы Вселенной и посмотреть, как будут там двигаться пробные тела. С другой стороны, эта проблема не решаема, так как вылететь за пределы Вселенной НЕВОЗМОЖНО. И это сильно интриговало. Периодически я размышлял над принципом Маха, без какой-либо мысли его решить. И вот как-то раз, в апреле 1984 года увлёкся им сильнее обычного. Я загорелся вылететь (мысленно!) за пределы Вселенной и провести там опыты с пробными телами.
2. Никто и не узнает
В физматшколе на уроках физики учителя нам говорили, что нельзя рисовать Вселенную в виде круга. Ведь Вселенная – это всё, что есть в мире. Нельзя посмотреть на неё со стороны. А о том, чтобы вылететь за её пределы, и речи не было. То есть, я знал, что вылететь за пределы Вселенной, даже мысленно, это ненаучно. И студент физического факультета делать это не должен.
Но мне очень хотелось. Подумал: «Быстренько слетаю, никто не заметит и не узнает». В общем, после небольших колебаний я дал сам себе «зелёный свет». После чего вылетел из Вселенной (мысленно!) и даже удалился от неё на большое расстояние.
Но избавиться от воздействия Вселенной долго не получалось. Я знал, что вот в том направлении находится маленькая точка, и это – Вселенная. И все мои пробные тела двигались равномерно и прямолинейно относительно этой точки. Потребовалось немало усилий, чтобы стереть из памяти даже воспоминания о Вселенной. И вот после этого я начал проводить эксперименты с пробными телами.
Согласно Первому закону Ньютона, тело, на которое не действуют силы, движется равномерно и прямолинейно. Согласно принципу Маха, такое тело движется равномерно и прямолинейно относительно звёзд и галактик. Звёзды и галактики своей массой как бы удерживают тело в состоянии равномерного и прямолинейного движения. А если убрать все массы или вылететь за пределы Вселенной, то пробные тела «не будут знать», относительно чего им двигаться равномерно и прямолинейно.
Как же они будут двигаться?
3. В роли Барона Мюнхгаузена
В конце концов, я понял, что каждое тело будет двигаться «как ему заблагорассудится», а, точнее, совершенно случайным образом. Никакого порядка в движении пробных тел (маленьких тел, которые ни на что не влияют) не будет. Ещё через некоторое время понял, что измерять в таких условиях время и расстояние невозможно. Можно сказать, что у каждого пробного тела имеется своё время, а общего единого времени для всех пробных тел нет. И, наконец, догадался, что пробные тела, двигаясь за пределами Вселенной, не будут подчиняться НИКАКИМ законам.
Некоторое время я не хотел в это верить. Потому что в таком случае ввести принцип Маха в физику было бы невозможно. Мы знаем (примерно), какие законы действуют в нашей Вселенной. Я хотел выяснить, какие законы действуют за пределами Вселенной. А затем построить непрерывный переход одних законов в другие. Но оказалось, за пределами Вселенной нет законов. А соединить логическим путём строгие законы и их отсутствие невозможно. Невозможно построить строгий логический переход из области, где нет логики, в область, где она есть.
Я вспомнил Барона Мюнхгаузена. Как-то раз он взял сам себя за волосы и вытащил из болота вместе с лошадью. Согласно законам физики подобное невозможно. А мне надо было вытащить логику из ее отсутствия.
Как только я осознал, что задача принципиально не решается, то сильно расстроился, но продолжил свои исследования просто потому, что это было очень интересно.
4. Исчезновение Времени
Дальше – хуже. Пространство и Время «поплыли», стали исчезать прямо на глазах. Затем снова появлялись буквально из ниоткуда. Это меня поражало больше всего.
Вот пробные тела летают за пределами Вселенной. В их движении нет никакого порядка. Мы не можем измерять ни промежутки времени, ни расстояния. Ничего этого нет. Вот пробных тел становится больше: пока никаких изменений. Но вот когда их становится так много, что их масса сравнима с массой нашей Вселенной, то вдруг неожиданно, непонятно откуда появляются пространство и время.
Я снова и снова наблюдал, как из небытия появляются пространство и время, но ничего не понимал. И вдруг меня осенило: когда тел становится достаточно много, они своим воздействием ограничивают свободу друг друга. Чем меньше свободы, тем больше порядка. Когда в движении тел появляется порядок, рождается пространство и время. Пространство и время – это другая сторона Порядка. Есть порядок – есть пространство и время. Получается, что сама материя, создавая порядок, создаёт пространство и время.
В университете мы изучали диалектический материализм. В этом учении утверждалось, что пространство материально, в том смысле, что не может существовать без материи. Это утверждение, на мой взгляд, выглядело правдоподобным. Но было неясно, куда денется пространство, если исчезнет материя. Теперь всё стало ясно. Если не будет материи, пространство и время разрушатся. Образно говоря, они превратятся в Хаос.
Источник
Может ли человек долететь до края Вселенной?
В первой части мы поговорили о том, почему в ближайшее время человечество не сможет покинуть границ солнечной системы. А именно, мы рассмотрели одну из возможных проблем освоения космоса – скорость . Все дело в маленьких скоростях современных космических аппаратов. Но что, если однажды человечество сможет развить околосветовую скорость? Будет ли этого достаточно для дальних космических путешествий? На сколько далеко сможет улететь человек от родной Земли? А если и не сам человек, то хотя бы запущенный им непилотируемый космический аппарат. Сможем ли мы покорять другие галактики? А возможно мы сможем однажды добраться до края Вселенной?! Давайте узнаем.
Чисто гипотетически, представим, что мы можем путешествовать в космическом пространстве со скоростью 99,9% от световой. Мы бы стартовали с Земли, и наша скорость примерно была бы равна 1.079.251.769 км\ч. Читателю это может показаться огромной скорость. Бесспорно, так оно и есть, однако в масштабах Вселенной такая скорость окажется мучительно медленной, почти черепашьей. Пока мы бы находились в пределах солнечной системы все было бы прекрасно, но как только мы бы захотели отправить космический аппарат в другую галактику… Но обо всем по порядку.
Как быстро мы бы долетели до Луны?
Всего за 1.28 секунды! Вспомним из предыдущей статьи , что американским астронавтам потребовалось целых 76 часов, чтобы добраться до лунной орбиты.
Начало хорошее, однако, сколько времени у нас уйдет на то, чтобы долететь с около световой скоростью до Плутона? Ответ – 5 часов и 35 минут. Не так уж и страшно. Я бы даже сказал неплохо — порой чтобы добраться до дома отстоять в пробках приходится немногим меньше.
Настало время покинуть солнечную систему!
Направимся мы к ближайшей к нам звезде, после Солнца, — Проксима Центавра. Она расположена примерно в 4,244 светового года от Земли. Это в 270 тыс. раз больше расстояния от Земли до Солнца. На околосветовой скорости мы доберемся до места назначения за 4 года и 3 месяца.
Чтобы жизнь не казалось медом давайте посмотрим, как далеко лететь до центра нашей галактики. И тут впервые цифра кажется ужасающей — до центра Млечного Пути мы долетим за 30.000 лет. А за «каких-то» 2,5 миллиона лет на околосветовой скорости мы долетим до ближайшей к нам Галактики Андромеды. 340 миллионов лет потребуется, чтобы долететь до крупного скопления галактик — Скопление Волос Вероники. И наконец, чтобы добраться до края наблюдаемой нами Вселенной, нам потребовалось бы 46,5 миллиардов лет!
Так как скорость света является пределом скорости, с которой может двигаться материальный объект в пространстве единственной надеждой остаются – гипотетические кротовые норы и гипотетические варп-двигатели, с помощью которых, опять же чисто гипотетически, объекты могут перемещаться в пространстве быстрее скорости света.
Источник