На что похож край Вселенной?

6 Июня 2017 в 17:05, Илья Хель 45 386 просмотров 95

Есть порог, за который мы не можем выйти, есть вещи, которых мы никогда не узнаем. Но кое-что мы знаем, и у нас есть мощные инструменты: наука, воображение, анализ. 13,8 миллиарда лет назад Вселенная, какой мы ее знаем, родилась в горячем Большом Взрыве. Со временем пространство расширилось, материя прошла через гравитационное притяжение и получилось то, что получилось. Но всему, что мы видим, есть предел. На определенном расстоянии галактики исчезают, звезды меркнут и никакие сигналы далекой Вселенной увидеть нельзя. Что лежит за этим пределом? Если Вселенная ограничена в объеме, есть ли у нее граница? Достижима ли она? На что похож край Вселенной?

Чтобы ответить на этот вопрос, нужно начать с того, где мы находимся сейчас, и попытаться заглянуть так далеко, как сможем.

Вселенная полна звезд буквально у нас под боком. Но если пройти больше 100 000 световых лет, вы покинете Млечный Путь. За ним будет море галактик: возможно, два триллиона галактик в общей сложности можно найти в нашей наблюдаемой Вселенной. Они представлены в большом разнообразии типов, форм, размеров и масс. Но когда вы заглядываете все дальше и дальше, вы начинаете подмечать кое-что необычное: чем дальше галактика, тем вероятнее, что она будет меньше, легче и ее звезды будут голубоватыми.

Это обретает смысл в контексте того, что у Вселенной было начало: рождение. День рождения Вселенной — это Большой Взрыв. Галактика, которая относительно близка к нам, будет близка по возрасту к самой Вселенной. Но если мы смотрим на галактику за миллиарды световых лет, свет от нее должен был пройти миллиарды лет, чтобы достичь наших глаз. Галактика, свет которой будет идти к нам 13 миллиардов лет, будет возрастом меньше миллиарда лет, поэтому чем дальше мы смотрим, тем дальше назад во времени мы заглядываем.

Снимок выше представляет собой Hubble eXtreme Deep Field (XDF), самое глубокое изображение далекой Вселенной. На этом снимке тысячи галактик, находящихся на огромном расстоянии от нас и друг от друга. Но чего не увидишь обычным взглядом, так это того, что у каждой галактики есть ассоциированный с ней спектр, в котором облако газа поглощает свет определенной длины волны в зависимости от физики атома. По мере расширения Вселенной длины волн растягиваются, поэтому далекие галактики кажутся краснее, чем являются на самом деле. Эта физика позволяет нам определять расстояние до них, и когда мы определяем расстояния, самые далекие галактики оказываются самыми юными и маленькими.

Помимо галактик мы ожидаем найти там первые звезды, а затем ничего, кроме нейтрального газа, потому что Вселенной не хватало времени, чтобы сбить вещество в достаточно плотное состояние для формирования звезд. Миллионы лет назад излучение во Вселенной было настолько горячим, что нейтральные атомы не могли образоваться, и фотоны непрерывно отскакивали от заряженных частиц. Когда сформировались нейтральные атомы, свет просто тек по прямой вечно, не подвластный ничему, кроме расширения Вселенной. Открытие этого послесвечения — космического микроволнового фона — более 50 лет назад стало окончательным подтверждением Большого Взрыва.

Там, где мы сейчас, мы можем смотреть в любом направлении, которое выберем, и видеть там одну и ту же разворачивающуюся космическую историю. Сегодня, спустя 13,8 миллиарда лет после Большого Взрыва, мы имеем звезды и галактики в их нынешней форме. Раньше галактики были меньше, синее, моложе и менее развитыми. До них были первые звезды, а еще раньше — просто нейтральные атомы. До нейтральных атомов была ионизированная плазма, а еще раньше — свободные протоны и нейтроны, спонтанное создание материи и антиматерии, свободные кварки и глюоны, все нестабильные частицы Стандартной модели и, наконец, момент самого Большого Взрыва. Смотреть дальше в космос — значит, смотреть дальше назад во времени.

Хотя это определяет нашу наблюдаемую Вселенную — с теоретической границей Большого Взрыва, расположенной в 46,1 светового года от нашего нынешнего положения — реальной границей космоса это не является. Вместо этого мы имеем просто границу во времени; есть предел тому, что мы можем видеть, поскольку скорость света позволила информации продвинуться только на это расстояние за 13,8 миллиарда лет. Это расстояние превышает 13,8 миллиарда световых лет, потому что ткань Вселенной расширилась (и продолжает расширяться), но все еще ограничена. Но как насчет того, что было до Большого Взрыва? Что вы увидели бы, если бы каким-то образом заглянули на крошечную долю секунды до того, как Вселенная оказалась на пике своей самой высокой энергии, горячей и плотной, полной материи, антиматерии и излучения?

Вы увидели бы, что существовало состояние космической инфляции: когда Вселенная расширялась очень быстро и в ней преобладала энергия, присущая самому пространству. Пространство расширялось экспоненциально в это время, когда оно было вытянуто плоским, когда оно имело везде одни и те же свойства, когда флуктуации квантовых полей, присущих пространству, пронизывали всю Вселенную. Когда инфляция завершилась, горячий Большой Взрыв наполнил Вселенную материей и излучением, породив ту часть Вселенной — наблюдаемую Вселенную — которую мы видим сегодня. 13,8 миллиарда лет спустя мы здесь.

Но стоит отметить, что нет ничего особенного в нашем месте, ни в пространстве, ни во времени. Тот факт, что мы можем видеть за 46 миллиардов лет, не делает эту границу или место чем-то особенным; это просто предел того, что мы можем видеть, сам по себе. Если бы мы могли каким-то образом сделать «снимок» всей Вселенной, выйти за пределы наблюдаемой части, мы увидели бы все то же самое, что имеет наша Вселенная. Мы увидели бы большую космическую паутину галактик, скоплений, нитей и космических пустот, выходящих далеко за пределы относительно небольшого региона, который мы можем видеть. Любой наблюдатель в любой области увидели бы точно такую же Вселенную, что и мы.

Отдельные детали будут, конечно, разными. Будет другая солнечная система, галактика, местная группа и так далее. Но Вселенная сама по себе не является ограниченной в объеме; ограничена только наблюдаемая часть. Именно граница во времени — Большой Взрыв — отделяет нас от всего остального. Мы можем подойти к этой границе только с применением телескопов (которые могут увидеть раннюю Вселенную) и теории. Пока мы не выясним, как обойти стремящийся вперед поток времени, это будет нашим единственным подходом, способом увидеть «край» Вселенной. Но космос безграничен.

На что похож край Вселенной?

Приложение
Hi-News.ru

Новости высоких технологий в приложении для iOS и Android.

95 комментариев

  1. philipeus

    Может не по теме
    Кто слышал что многие в инете теперь верят что земля плоская а не круглая
    Может кто грамотно объяснит (отправлено из iOS приложения Hi-News.ru)

    • pathetic

      Пхахах)) (отправлено из приложения Hi-News.ru)

    • Jack Fresco

      новый распиаренный тренд, люди безосновательно верят в то что космоса не существует, ночное небо и солнце это постановка (честно говоря не знаю как у них это в голове укладывается), и "на самом деле" Земля плоская, а "жидомассоны" или "рептилоиды" навязали всему человечеству что Земля круглая.
      Честно говоря пока писал этот комментарий задался вопросом, если государство заботиться о нас, то почему разрешает деятельность Рен-тв и ему подобных? На сигаретах ведь пишут "курение убивает", давайте еще заставим Рен-тв перед каждым выпуском псевдо документального фильма во весь экран табличку показывать "Данное шоу отупляет".

    • Kashtan

      Есть прикольная теория, что мы живём в чёрной дыре, и все ленная расширяется по тому что дыра, постоянно засасывает материю. А большой взрыв это была сингулярность чёрной дыры. (отправлено из iOS приложения Hi-News.ru)

      • ponchic

        Интересно

      • victor2017

        Я тоже думал об этом. Моя теория немного другая, что черные дыры сами по себе породители других вселенных и наша вселенная результат материала выброшенного из другой вселенной в нашу. Т.е. когда материя из другой вселенной всасывается в черную дыру, оно подвергается сильным гравитационным воздействиям что создает трение и высокие тепературы. В центре дыры пространство раздирается и весь этот энергетический "суп" с высокими температурами выплевывается в новое пространство с другой стороны черной дыры создавая новую вселенную!

    • granal

      "Общество плоской Земли считается одной из разновидностей дениализма — иррационального отрицания общепринятых фактов и научных данных[1][2]."
      (https://ru.wikipedia.org/wiki/Общество_плоской_Земли)
      Ключевое слово "иррационального".

    • zegelkranz

      это троллинг типа пастафарианства.
      по-моему прикинуть форму земли можно по старинным "лайфхакам" типа корабля медленно опускающегося за горизонт, формы длинных облаков, которые всегда дугообразные (очевидно же что они располагаюсь на одной высоте над поверхностью планеты просто повторяют форму последней), ну и личный осмотр через иллюминатор самолета, с высоты в 11-13тыс м. уже видна округлость, облетев хотя бы треть глобуса уже становится понятно что к чему.

  2. philipeus

    Более многословного и вразумительного ответа я не слышал
    (отправлено из iOS приложения Hi-News.ru)

  3. kirfoton

    Почему во всех подобных статьях пишут, что центр вселенной в любой точке ? Мы живём на краю галактики под названием Млечный путь. Почему нельзя сказать, где мы живём в масштабах вселенной ? Тоже на краю ? Или это учёные намекают, что наше пространство неевклидово и потому у него нету края, подобно тому как нету края на поверхности шара ? Так зачем намекать, что нельзя сказать открыто и указать , оно 5 - ти, шести, или может 60 - ти мерное ?

    • mr Vanya

      У бесконечности нет ни центра, ни края.
      Понятие ограниченной вселенной трактуется каждым со своей колокольни. И если с местоположением точки "центр" разногласий мало, про "край" вселенной будут ещё писать и писать. Много открытий нас ждёт впереди. :-)

      • kirfoton

        Вы хотите сказать, что бесконечно не только пространство, но и количество звёзд во вселенной ? А также масса и энергия вселенной тоже бесконечна ?

        • mr Vanya

          Чувствую подвох "Бесконечной массы не бывает!"
          Хотя "бесконечность" поделённая на "бесконечность" в пределе может быть и нулём.
          lim(x^3/exp(x)) при х стремящимся к бесконечности даёт ноль.

      • dima34

        Если был большой взрыв то центр есть (отправлено из iOS приложения Hi-News.ru)

    • pathetic

      В статье где круглый рисунок и следующий, довольно правильно описано происходящее. Мы находимся в центре современной Вселенной исходя из принципа изотропности пространства. (отправлено из приложения Hi-News.ru)

      • IronFenyx

        Ага и люая другая точка тоже является центром? Звучит бредово, но после ОТО/СТО нечему удивляться.

  4. a-ft0r

    Только, или наверное, после наступления компьютерной сингулярности, совершенная машина нам расскажет, что такое Вселенная, а сейчас мы понимаем ее не больше, чем средневековый дикарь современный компьютер. Да и предполагают, что мы чувствуем не более 5% окружающей нас материи, а остальные 95% нам не доступны.

  5. dmitry.nest

    Физических границ может не существовать, но вот те границы, где заканчиваются галактики - вполне возможно. И вообще вселенная похожа на человеческий мозг, если кто заметил. Нейронные связи. Может мы все как атомы в огромном мозгу? :D

  6. ibragimpasha81@mail.ru

    Я склоняюсь к виртуальному миру. Мы внутри голограммы. (отправлено из приложения Hi-News.ru)

    • bentel

      Что на данный момент модно, к тому молодые люди и склоняются. Потом еще что-нибудь придумают околонаучное.

    • Strike529

      Вот представь, что ты управляешь этой голограмой. Ты бы позволил существам, живущим в ней о чем то догадываться? Я бы нет. Всех догадывающихся просто бы стирал) (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  7. Baksov

    Не верю в это враньё. Не было никакой инфляции и тем более Большого взрыва. В этом я уверен.

    • Editor54

      А что же было? Теория БВ и инфляционная теория наиболее близки к наблюдаемым явлениям и достаточно прогнозоустойчивы. Это наука, а не догмат - может быть их допилят ещё (скорее всего). Вера здесь вообще не уместна.

      • Baksov

        А вы, видимо, верите в такие фантазии теоретиков: "всё вещество Вселенной обладало энергией порядка 1019 ГэВ и было сосредоточено в одной точке. Радиус этой точки имел значение ~10−35 м, плотность ~1097 кг/м3, а температура ~1032 К".
        Я не верю.

        • mr Vanya

          Причём "точка" тоже ничего не объясняет. Спроси что было до "точки" лет 200 триллионов назад и ничего вразумительного в ответ не услышишь.
          Сходная проблема у креационистов - если нечто создало нас, то кто создал это нечто?

          • Baksov

            Вот именно. Но надо, конечно, пытаться разобраться с этой проблемой. Иначе человек не был самим собой если бы не пытался разобраться в неразрешимых вопросах. Да и скучно жить без тайны.

        • pathetic

          А вы какой точки зрения придерживаетесь? По поводу возникновения сущего? (отправлено из приложения Hi-News.ru)

          • toge

            тема благодарная - строить гипотезы, писать статейки можно, окончательно ответить нет

        • Editor54

          Вы из разряда "верунов" - верю-неверю?

        • Guanzhou

          Водяной шарик получается при такой плотности (: (отправлено из iOS приложения Hi-News.ru)

    • rost

      Это не враньё, это теория. Вере в науке просто не место, вы видимо вообще не знакомы с таким понятием, как научный метод. Если вы говорите, что этого не было, так скажите же, почему этого не было, какие-то наблюдаемые факты опровергающие эту теорию пожалуйста.

  8. karlsonx88

    А ведь где-то сидят те самые на своих планетах и "читают" подобную статью на своих языках. А кто-то из них "пишет коммент")))) (отправлено из iOS приложения Hi-News.ru)

    • IronFenyx

      Так и есть. Только посмотри на картинку с галактиками. Это миллиарды миллиардов звезд. Наверняка где-то есть даже точная копия Земли с такими же человеками как и мы. И еще много-много-много в степени МНОГО такого, до чего мы еще не додумались и были бы сильно удивлены или напуганы! И всё это там, летает себе, а мы никогда это не увидим и не узнаем. Представляешь какой облом!

      • Jack Fresco

        Если ты о числе возможных квантовых состояний, то с математической точки зрения повторения всего где-то будут, с этим я согласен. А если о вероятности возникновения жизни, то тут человек не может дать объективную оценку. Мы знаем лишь один случай зарождения жизни во вселенной. Определить что нужно для формирования жизни мы просто не можем, пока в выборке всего один элемент.

  9. romale

    Большой взрыв это гипотеза, скорее всего запуск некой компьютерной симуляции. Мы купили телевизор с ЭЛТ и каждое включение это тоже большой взрыв. Обладая такими современными знаниями мы никто в масштабах Вселенной, делаем выводы. (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  10. kirfoton

    "Но Вселенная сама по себе не является ограниченной в объеме; ограничена только наблюдаемая часть."

    Это я прочитал и сразу возник вопрос : а сколько же в таком случае во всей вселенной (и видимой и за пределами видимости) звёзд ? И материи сколько и массы ? Масса вселенной тоже бесконечна ? Значит сначала вселенная имела вид точки, а теперь бесконечна да ещё и расширяется не понятно зачем :-) И не понятно куда . Бесконечность расширяется в бесконечность ?
    Интересно, Илья понимает всё это ? Жаль, что в таких случаях нельзя поговорить с авторами подобных статей - они где то там в университетах, в Америке, Японии или ещё где . Вопросы надо им задавать а не здесь сами себе задаем...

    • pathetic

      Вот отличное описание: http://sly2m.livejournal.com/605351.html (отправлено из приложения Hi-News.ru)

    • lost_z

      Конечна Вселенная или бесконечна - никто не знает. Есть 4 основных теоретических варианта пространства:
      1) Вселенная с положительной кривизной (поверхность трехмерной сферы), конечна.
      2) Вселенная с отрицательной кривизной, бесконечна.
      3) Вселенная с нулевой кривизной (евклидова), бесконечна.
      4) Вселенная с нулевой кривизной (поверхность трехмерного тора), конечна.

  11. botan

    Круговорот. Ничего нового. Я думаю мы кусочек одной большой Черной звезды которая просто не крутилась. Пока есть 1-свет это поток. 2 движение это поток . 3 тепло это тоже поток. (отправлено из приложения Hi-News.ru)

    • botan

      А граница это нет: света,нет движения частиц так как их разгоняет свет. Если нет движения то возникает потология космоса уменьшение количества частиц с сильным давлением и очень холодно. С другой стороны это сдерживает силу от нас. У меня только вопрос - отдаём ли мы энергию на горизот или это не возможно? (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  12. Skydreamer

    Еретики, вы не знаете, что вселенную создал Бог? @:-) (отправлено из приложения Hi-News.ru)

    • ElkTheSenior

      "Вселенная", а вместе с тем, и "Бог", - результат воображения больного человеческого Эго.

      Мир субъективен. Объективные дискуссии, относительно субъективного мира, - бесконечны. Оттого и не скучаем.

      • pathetic

        Субъективное видение мира попахивает шизофренией. Ведь объективность ох как сложно оспорить. (отправлено из приложения Hi-News.ru)

        • Skydreamer

          Как говорится, нет наблюдателя - нет объективности (отправлено из приложения Hi-News.ru)

          • pathetic

            Это называется метафизикой. (отправлено из приложения Hi-News.ru)

            • IronFenyx

              Но замечание фундаментально! Любое наблюдение - субъективизм. А вдруг все мы шизики и видим не то что есть на самом деле, а то что выдумали? Все утверждения об абсолютной объективности чего-либо - ложь! Реальность, конечно, объективна. но наше восприятие её и тем более понимание воспринятого - всегда субъективно и другим быть не может по определению! Не метафизика, а философия.

              • pathetic

                Правильное понимание субъективности заключается в том, чтобы не оправдывать, а исключать всякие субъективизм, всякое изъятие чего бы то ни было в качестве субъективного из всеобщей объективной закономерности всех процессов и явлений в мире. (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  13. Heatwaver
  14. espro

    Какие у вас всех уродливые аватарки...

  15. rasvet

    Интересно, это авторская статья или её кто-нибудь редактировал? Столько фактических заблуждений, что даже становится интересно - это специально, что бы люди задумывались или просто так получается..

  16. amd212

    Взрыв был, но локальный. В бесконечной вселенной такие взрывы случаются каждые миллион лет на триллион парсеков. Через много много лет прилетим к другой материальной массе, там все дружно сконцентрируемся и рванём по новой. Так было(дет) вечно.

    • dossvd

      Если так, то были бы заметны искажения в расширении вселенной, а это не так

    • amd212

      Вы на яхте вышли в Тихий океан в районе сан Диего. У вас штиль. На мысе Горн страшная буря, яхты давит об скалы как гнилые орехи. Способны-ли вы обнаружить искажения волн в океане?
      Сколько живёт фотон? 20, 40, 60 миллиардов лет или он рассыпается значительно раньше?
      О каких искажениях или расширениях можно говорить если мы сами спокойно и "искажаемся и расширяемся" (возможно) даже не замечая этого?

  17. virdgil

    её моё, живём, да и живём, зачем такие вопросы, лучше бы думали, как улучшить жизнь на земле

  18. taraM

    Если был взрыв - должны быть и границы! (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  19. IronFenyx

    Никто не заметил, а в статье ушибка! Нейтральные атомы как раз поглащают свет и потому и были "тёмные века" - плазма остыла, ионы рекомбинировали в атомы и молекулы и свет не проходил. Затем зажглись первые звезды и возникла Реионизация газа, в результате чего космос снова стал прозрачным. Уж "46 световых лет" (вместо миллиардов) я даже не считаю. Но статья поверхностная, так школьного уровня. Есть получше.

  20. nim_cch

    Какова вероятность что находимся в центре Вселенной? Почему мы во все стороны видим равное расстояние? Не значит ли это что большого взрыва не было а Вселенная существует или вечность или около того.

    • pathetic

      Форма Вселенной не известна до сих пор. Геометрия пространства предполагает плоскую Вселенную с конечным объемом, но бесконечным размером, как поверхность сферы. Мы находимся на острие стрелы времени и одновременно в центре, т.к. пространство изотропно. Представить форму умозрительно не представляется возможным, лишь с помощью математических форм. Вселенная с существующими физическими законами однозначно раньше была гораздо меньше и мы знаем когда. А вот то, из чего образовалась Вселенная, служит пока объектом домыслов. (отправлено из приложения Hi-News.ru)

      • nim_cch

        Все это не важно, почему мы находимся в ее центре? Не потому ли, что у Вселенной нет центра, а этот эффект образуется из-за повсеместного раздувания пространства. Это радиус избегания, мы не можем увидеть, что за ним т.к. пространство на таких масштабах раздувается быстрее скорости света. Пока свет пролетает 1 световой год, образуется 10 световых лет нового пространства. Следовательно Вселенная гораздо больше наблюдаемой, а это автоматически ставит вопрос о возрасте вселенной. Такая картина больше похожа на фрактальное пространство и материю.

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.