Что находится за границами вселенной
Место что находится за пределами Вселенной, границы Вселенной
Вопрос о том, что находится за пределами Вселенной, волнует умы не только ученых, но и людей, не связанных с наукой. Все те звезды, которые мы можем рассмотреть на ночном небе, — незначительная часть космического пространства. Астрономы до сих пор спорят по поводу границы Вселенной, ведь такие расстояния и масштабы непостижимы для понимания.
Выдвинуто много гипотез по поводу рубежей космоса. Но полностью опровергнуть или доказать ни одну из них невозможно – ведь человеческие технологии да и сами границы разума не в состоянии исследовать такие гигантские просторы. И пока научный мир бьется над этой неразрешимой задачей, мы разберем самые интересные и удивительные теории о том, где находится край Вселенной.
Метагалактика и объем Хаббла
Для начала выясним границы наблюдаемой Вселенной. Эта та часть космического пространства, откуда мы можем регистрировать излучение. При этом сами объекты, сигналы от которых мы получаем, могут уже находиться за границей этой области космоса. Просто излучению от этих небесных тел необходимо преодолеть огромные расстояния до нашей планеты.
Именно эта часть Универсума называется Метагалактикой. За самую удаленную точку этой области приняли поверхность последнего рассеяния реликтового излучения. Это тепловая энергия, которая высвободилась во время Большого взрыва и продолжает распространяться по всему космосу до наших дней. Таким образом, радиус Метагалактики составляет 46 млрд. световых лет. Что расположено за этим пределом Вселенной, выяснить пока невозможно. При этом в астрономии есть две противоположные точки зрения на счет Метагалактики. Часть исследователей считает, что Метагалактика – малая область космического пространства и за ее границами есть другие звездные скопления и системы. Другие же ученые утверждают, что это и есть вся Вселенная.
Другим понятием, описывающим границы наблюдаемого Универсума, является область Хаббла. Это часть Метагалактики, в которой расширение пространства происходит со скоростью меньшей, чем скорость света. Размеры области Хаббла составляют 13,8 млрд. световых лет. Это по возрасту сопоставимо с событиями Большого взрыва. Рано или поздно все наблюдаемые нами галактики выйдут за пределы объема Хаббла. Поэтому эту границу Вселенной нельзя считать конечной.
Мультивселенная
Итак, мы установили, что видимое космическое пространство имеет вполне определенные границы. Но что за пределами Вселенной? И вообще, может быть наше мироздание не единственное?
Согласно такому предположению, Универсум – всего лишь один из миров в их бесконечном множестве. Как пузыри, они формируются из плотного вещества первичной материи во время Большого взрыва. Каждый из них проходит свои стадии эволюции, а после умирает, сменяясь новыми мирами.
Сторонником теории Мультивселенной являлся известный британский физик-теоретик Стивен Хокинг.
Кроме него идею о параллельных мирах поддерживают другие исследователи космоса, такие как Брайан Грин, Нил Тайсон, Дэвид Дойч, Алан Гут.
Согласно много мировой интерпретации Эверрета в каждом таком «вселенском пузыре» действуют одни и те же законы природы и константные значения, но они пребывают в различных состояниях. При этом все параллельные миры живут и развиваются независимо друг от друга, лишь изредка соприкасаясь.
Теорию Мультивселенной нельзя назвать абсолютно научной. Скорее она философская, ведь ее нельзя доказать или опровергнуть путем научного эксперимента. Но, основываясь на этом предположении, можно сказать, что наша вселенная имеет границы и срок жизни.
Абсолютная пустота
Официально признано, что Универсум расширяется. Но установить, есть ли предел этому расширению пространства, не представляется возможным.
По предположениям некоторых физиков-теоретиков, у мироздания все-таки есть границы. За ними расположена абсолютная пустота или НИЧЕГО. В ней не действуют законы физики, она не проницаема для света и не осязаема. Пустота не имеет пространственных и временных рамок. Таким образом, мироздание представляет собой подобие шара, парящего в бесконечном пространстве, лишенном любых физических параметров.
Такая теория очень сложна для восприятия. Человеческий разум не может до конца осознать возможность абсолютной пустоты, что находится за Вселенной.
Большая проекция
В последней работе Стивена Хокинга, опубликованной уже после его смерти, описана крайне интересная гипотеза. Основное ее утверждение заключается в том, что наша мироздание – это голограмма некой первичной плоскости. Она, в свою очередь, образовалась в результате Большого взрыва. И на самом деле, наш мир двумерный, а его объемность – лишь иллюзия. Пространственно-временные характеристики Универсума – это проекционное искажение плоскости первоздания.
К сожалению, доказать правдивость этой гипотезы невозможно. Просто потому что, если наша действительность двумерна, то все законы, рассчитанные на объемное пространство, в ней не работают. Недоказанными остаются и другие предположения о месте за пределами Вселенной. Поэтому из научных гипотез они переходят в разряд философских рассуждений. И вряд ли когда-нибудь человечество сможет докопаться до истины в этом вопросе.
Есть ли что-нибудь за пределами наблюдаемой Вселенной?
Вопрос о том, что находится за пределами Вселенной представители рода человеческого задавали себе не одно столетие. Но приблизительное понимание того, что представляет собой наш космический дом, появилось (по меркам той же Вселенной) совсем недавно. Сегодня мы знаем, что Вселенная родилась около 14 миллиардов лет назад в результате Большого взрыва и с тех пор расширяется с ускорением, параллельно остывая. Кажется, это противоречит здравому смыслу, но чтобы понять удивительные законы космоса и то, как они работают, умнейшие из нас трудились не одно поколение. Но знания, накопленные за эти годы, увы, по-прежнему не позволяют собрать головоломку воедино. Да, мы знаем, как выглядит наблюдаемая Вселенная – с помощью мощнейших телескопов ученые наносят на карту не только звезды, но миллиарды галактик и их скопления, заглядывая все дальше и дальше в прошлое, вплоть до Большого взрыва. Но могут ли они узнать, находится ли что-то за пределами нашей Вселенной? Есть ли что-нибудь там, куда не только невозможно отправить самые мощные инструменты, но и попросту заглянуть?
Перед вами цветной рентген-снимок Вселенной в ее самый обычный день: ускорение и распад материи, нагретой до сверхвысоких температур, обжигающий газ, ненасытные черные дыры и взрывы звезд.
Что мы знаем о Вселенной?
Чтобы ответить на вопрос о том, что находится за пределами вселенной, сначала нужно точно определить, что мы подразумеваем под «вселенной». Если вы воспринимаете это буквально как все вещи, которые могут существовать во всем пространстве и времени, то за пределами вселенной не может быть ничего. Даже если вы представляете, что вселенная имеет некоторый конечный размер, и представляете что-то вне этого объема, тогда все, что находится снаружи, также должно быть включено во вселенную.
Даже если вселенная представляет собой бесформенную, безымянную пустоту – абсолютное ничего – это все равно является чем-то и входит в список «всего существующего» — и, следовательно, по определению является частью вселенной. Если вселенная бесконечна по размеру, то беспокоиться об этой головоломке действительно не нужно. Вселенная, будучи всем, что есть, бесконечно велика и не имеет края, поэтому нет ничего «внешнего», о котором можно было бы говорить.
Часть наблюдаемой Вселенной, доступной для изучения современными астрономическими методами, называется Метагалактикой; она расширяется по мере совершенствования приборов.
С другой стороны, конечно, есть внешняя сторона нашего наблюдаемого участка Вселенной. Космос стар и свет распространяется быстро. Таким образом, за всю историю вселенной мы не получали свет от каждой отдельной галактики. В настоящее время ширина наблюдаемой Вселенной составляет около 90 миллиардов световых лет. И, по-видимому, за этой границей находятся миллиарды других случайных звезд и галактик.
Но есть ли что-то помимо этого?
Границы Вселенной
Космологи не уверены, является ли Вселенная бесконечно большой или просто чрезвычайно большой. Чтобы измерить Вселенную, астрономы вместо этого смотрят на ее кривизну. Геометрическая кривая в больших масштабах Вселенной говорит о ее общей форме. Если вселенная идеально геометрически плоская, то она может быть бесконечной. Если она изогнута, как поверхность Земли, то она имеет конечный объем.
Как пишет в статье для Space.com астрофизик Пол Саттер, текущие наблюдения и измерения кривизны Вселенной показывают, что она практически идеально плоская. Можно подумать, будто это означает, что вселенная бесконечна, но все не так просто. Даже в случае плоской вселенной космос не обязательно должен быть бесконечно большим.
«Возьмем, к примеру, поверхность цилиндра. Он геометрически плоский, потому что параллельные линии, нарисованные на поверхности, остаются параллельными (это одно из определений «плоскостности»), и все же он имеет конечный размер. То же самое можно сказать и о Вселенной: она может быть абсолютно плоской, но замкнутой в себе», – Пол Саттер, астрофизик из SUNY Stony Brook и Института Флэтирона в Нью-Йорке.
Перед вами галактика, обнаруженная на краю Вселенной.
Но даже если вселенная конечна, это не обязательно означает, что где-о есть ее край. Возможно, наша трехмерная вселенная встроена в какую-то более крупную многомерную конструкцию. Это совершенно нормально и действительно является частью некоторых экзотических моделей физики. Но в настоящее время у ученых нет абсолютно никакой возможности проверить это.
Неправильный вопрос?
Вселенную можно представить как гигантский шар, наполненный звездами, галактиками и всевозможными интересными астрофизическими объектами. То, как эти объекты выглядят снаружи, также несложно представить –вспомните знаменитые фотографии астронавтов из космоса – они часто смотрят на земной шар с безмятежной орбиты наверху. Но эта общая перспектива вряд ли нужна вселенной для существования, ведь она просто есть.
«Когда вы представляете вселенную в виде шара, плавающего посреди пустоты, вы разыгрываете над собой мысленный трюк, которого математика не требует», – пишет Саттер.
Многие физики всерьез рассматривают теорию Мультивселенной, согласно которой существует бесчисленное множество миров.
Вообще, учитывая накопленный массив данных о наблюдаемой Вселенной (и хорошенько поразмыслив), кажется, что вопрос о том, находится ли что-то за ее пределами попросту не имеет смысла. Это все равно, что спрашивать «Какой звук издает фиолетовый цвет?» Откровенно бессмысленный вопрос, потому что в нем мы пытаемся объединить две несвязанные концепции. А как вы думаете, находится ли что-то за пределами Вселенной и не бессмысленный ли это вопрос? Ответ будем ждать в нашем Telegram-чате, а также комментариях к этой статье.
Что находится за пределами Вселенной
Вопрос о том, что находится за пределами Вселенной, волнует умы не только ученых, но и людей, не связанных с наукой. Все те звезды, которые мы можем рассмотреть на ночном небе, — незначительная часть космического пространства. Астрономы до сих пор спорят по поводу границы Вселенной, ведь такие расстояния и масштабы непостижимы для понимания.
Выдвинуто много гипотез по поводу рубежей космоса. Но полностью опровергнуть или доказать ни одну из них невозможно – ведь человеческие технологии да и сами границы разума не в состоянии исследовать такие гигантские просторы. И пока научный мир бьется над этой неразрешимой задачей, мы разберем самые интересные и удивительные теории о том, где находится край Вселенной.
Метагалактика и объем Хаббла
Для начала выясним границы наблюдаемой Вселенной. Эта та часть космического пространства, откуда мы можем регистрировать излучение. При этом сами объекты, сигналы от которых мы получаем, могут уже находиться за границей этой области космоса. Просто излучению от этих небесных тел необходимо преодолеть огромные расстояния до нашей планеты.
Именно эта часть Универсума называется Метагалактикой. За самую удаленную точку этой области приняли поверхность последнего рассеяния реликтового излучения. Это тепловая энергия, которая высвободилась во время Большого взрыва и продолжает распространяться по всему космосу до наших дней. Таким образом, радиус Метагалактики составляет 46 млрд. световых лет. Что расположено за этим пределом Вселенной, выяснить пока невозможно. При этом в астрономии есть две противоположные точки зрения на счет Метагалактики. Часть исследователей считает, что Метагалактика – малая область космического пространства и за ее границами есть другие звездные скопления и системы. Другие же ученые утверждают, что это и есть вся Вселенная.
Другим понятием, описывающим границы наблюдаемого Универсума, является область Хаббла. Это часть Метагалактики, в которой расширение пространства происходит со скоростью меньшей, чем скорость света. Размеры области Хаббла составляют 13,8 млрд. световых лет. Это по возрасту сопоставимо с событиями Большого взрыва. Рано или поздно все наблюдаемые нами галактики выйдут за пределы объема Хаббла. Поэтому эту границу Вселенной нельзя считать конечной.
Мультивселенная
Итак, мы установили, что видимое космическое пространство имеет вполне определенные границы. Но что за пределами Вселенной? И вообще, может быть наше мироздание не единственное?
Согласно такому предположению, Универсум – всего лишь один из миров в их бесконечном множестве. Как пузыри, они формируются из плотного вещества первичной материи во время Большого взрыва. Каждый из них проходит свои стадии эволюции, а после умирает, сменяясь новыми мирами.
Сторонником теории Мультивселенной являлся известный британский физик-теоретик Стивен Хокинг. Кроме него идею о параллельных мирах поддерживают другие исследователи космоса, такие как Брайан Грин, Нил Тайсон, Дэвид Дойч, Алан Гут.
Согласно много мировой интерпретации Эверрета в каждом таком «вселенском пузыре» действуют одни и те же законы природы и константные значения, но они пребывают в различных состояниях. При этом все параллельные миры живут и развиваются независимо друг от друга, лишь изредка соприкасаясь.
Теорию Мультивселенной нельзя назвать абсолютно научной. Скорее она философская, ведь ее нельзя доказать или опровергнуть путем научного эксперимента. Но, основываясь на этом предположении, можно сказать, что наша вселенная имеет границы и срок жизни.
Абсолютная пустота
Официально признано, что Универсум расширяется. Но установить, есть ли предел этому расширению пространства, не представляется возможным.
По предположениям некоторых физиков-теоретиков, у мироздания все-таки есть границы. За ними расположена абсолютная пустота или НИЧЕГО. В ней не действуют законы физики, она не проницаема для света и не осязаема. Пустота не имеет пространственных и временных рамок. Таким образом, мироздание представляет собой подобие шара, парящего в бесконечном пространстве, лишенном любых физических параметров.
Такая теория очень сложна для восприятия. Человеческий разум не может до конца осознать возможность абсолютной пустоты, что находится за Вселенной.
Большая проекция
В последней работе Стивена Хокинга, опубликованной уже после его смерти, описана крайне интересная гипотеза. Основное ее утверждение заключается в том, что наша мироздание – это голограмма некой первичной плоскости. Она, в свою очередь, образовалась в результате Большого взрыва. И на самом деле, наш мир двумерный, а его объемность – лишь иллюзия. Пространственно-временные характеристики Универсума – это проекционное искажение плоскости первоздания.
К сожалению, доказать правдивость этой гипотезы невозможно. Просто потому что, если наша действительность двумерна, то все законы, рассчитанные на объемное пространство, в ней не работают. Недоказанными остаются и другие предположения о месте за пределами Вселенной. Поэтому из научных гипотез они переходят в разряд философских рассуждений. И вряд ли когда-нибудь человечество сможет докопаться до истины в этом вопросе.
Новое в блогах
Что скрывается за пределами видимой Вселенной?
Что скрывается за пределами видимой Вселенной?
Долгие века считалось, что Вселенная является единственной в своём роде. У неё нет начала и конца, она бесконечна и заполняет собой всё и вся. Но, всё же, у некоторых были сомнения на этот счёт, мыслители и учёные задумывались о существовании параллельных, других миров. Однако, в 1929 году, когда американский астроном Эдвин Хаббл доказал расширение Вселенной на примере галактик, удаляющихся друг от друга, стало окончательно ясно, что у Вселенной есть граница, ибо, в таком случае, что тогда расширяется и куда?
Современная наука не может сказать, где находится граница Вселенной, и, таким образом, есть ли у неё предел подобно тому, как мореплаватель смотрит на водное пространство вокруг корабля и не может сказать наверняка, где же конец этой водной глади. Но зато мы точно знаем, что у Вселенной было начало, а раз есть начало, значит, гипотетически, есть и конец, и пока эта граница находится на расстоянии 93 миллиардов световых лет – это граница видимой Вселенной, столько, сколько позволяет нам увидеть наша техника.
Глаз человека под микроскопом и Крабовидная туманность. Здесь подозрительно много сходств
Граница наблюдаемой Вселенной – это космологический горизонт, объекты на котором имеют бесконечное красное смещение, то есть они отдаляются не переставая. В этих необъятных 93 миллиардах световых лет открыто более 100 миллиардов галактик. Свет, испущенный самыми далёкими объектами, добирался до нас около 13, 4 миллиардов лет (отбрасываем начальную эпоху Тёмных веков). Свет от самой далёкой галактики GN-Z11 шёл до нас примерно 13, 4 млрд лет, но из-за расширения Вселенной расстояние до неё составляет около 32 млрд световых лет. Это и есть тот самый пример, когда скорость её удаления превышает скорость света засчёт расширения самого пространства. Возможно, она находится неподалёку от края Вселенной.
Так выглядит GN-Z11
За границей видимой нами Вселенной могут находиться гипотетические миры, возникающие в результате фазовых переходов физического вакуума, или же объекты, которые формируются из неоднородностей реликтового излучения, расположенных ближе всего к горизонту частиц. Это несколько напоминает полноводную реку с множеством притоков.
Что находится за границей видимой Вселенной – не знает никто. Кто-то считает, что Вселенная расширяется внутри некоего энергетического поля. Кто-то предполагает, что Вселенная похожа на расширяющийся мыльный пузырь, а за его оболочкой может быть множество других таких же пузырей-вселенных, где могут быть такие же законы физики, как и у нас, а могут быть и другие. Но, судя по тому, как почти одинаково устроены макромир и микромир, возможно, в других вселенных действительно те же самые законы, что и у нас. Кто-то предполагает, что наш мир многомерный, и наша четырёхмерная Вселенная – лишь один из его слоёв. А кто-то и вовсе считает Вселенную бесконечной матрёшкой, и мы – всего лишь являемся частью гигантского чьего-то организма.
Так или иначе, чтобы добраться до границы видимой Вселенной, у человека уйдёт 46 миллиардов лет, даже если он сможет обмануть Теорию относительности с её главным постулатом о том, что никто не может догнать фотон, а уж тем более двигаться быстрее его. И всё равно точка, к которому он летел 46 млрд лет со скоростью света, снова отдалится от него на такое же расстояние. Здесь уже нет границы материков: она словно постоянно убегает от пытающегося её нагнать человека. Единственный способ нам узнать, что находится за границей – это путешествия с помощью пространственно-временных тоннелей вроде кротовых нор, позволяющих мгновенно перемещаться во Вселенной, минуя эти невероятные расстояния. Но всё же если наша раса, именуемая гордым словом человек, всегда добиралась до границ, быть может, мы и в этом случае тоже когда-нибудь доберёмся до новых рубежей? Или нам так и не суждено будет узнать замысел Творца?Источник: «Аuriel Astro»
Опубликовано 29 августа 2021 Комментариев 0 | Прочтений 810
Что находится на краю Вселенной?
В 2019 году это обычная эмоция — желать по четыре-пять раз на дню отправиться не то, чтобы в космос, но на самый край света, как можно дальше, чтобы избавиться от дурного наваждения или плохой погоды, задерживающегося поезда или тесных брюк, таких заурядных на Земле вещей. Но что будет ждать вас на этой космологической границе? Что это вообще такое — край света, край Вселенной — что мы там увидим? Это граница или бесконечность вообще?
Давайте спросим у ученых.
Что находится на краю света
Шон Кэрролл, профессор физики Калифорнийского технологического института
«Насколько мы знаем, у Вселенной нет границ. У наблюдаемой Вселенной есть край — предел того, что мы можем увидеть. Это связано с тем, что свет движется с конечной скоростью (один световой год в год), поэтому, когда мы смотрим на далекие вещи, мы вглядываемся назад во времени. В самом конце мы видим, что происходило почти 14 миллиардов лет, остаточное излучение Большого Взрыва. Это космический микроволновый фон, который окружает нас со всех стороны. Но это не физическая «граница», если уж так посудить.
Поскольку мы можем видеть лишь настолько далеко, мы не знаем, на что похожи вещи за пределами нашей наблюдаемой Вселенной. Та вселенная, которую мы видим, довольно однородна в больших масштабах и, возможно, так будет продолжаться буквально всегда. В качестве альтернативы вселенная могла бы свернуться в сферу или тор. Если это так, вселенная будет ограничена по общему размеру, но все равно не будет иметь границы, точно так же, как круг не имеет начала или конца.
Также возможно, что вселенная неоднородна за пределами того, что мы можем видеть, и что условия сильно отличаются от места к месту. Эту возможность представляет космологическая мультивселенная. Мы не знаем, существует ли мультивселенная в принципе, но поскольку не видим ни то, ни другое, разумно было бы сохранять непредвзятость».
Джо Данкли, профессор физики и астрофизических наук в Принстонском университете
«Да все то же самое!
Окей, на самом деле мы не считаем, что у вселенной есть граница или край. Мы думаем, что она либо продолжается бесконечно во всех направлениях, либо оборачивается вокруг себя, так что она не является бесконечно большой, но все равно не имеет краев. Представьте поверхность пончика: у нее нет границ. Может быть, вся вселенная такая (но в трех измерениях — у поверхности пончика всего два измерения). Это значит, что вы можете отправиться на космическом корабле в любом направлении, и если будете путешествовать достаточно долго, вернетесь туда, откуда начали. Нет края.
Но есть также то, что мы называем наблюдаемой вселенной, которая является частью пространства, которую мы можем реально видеть. Край этого места находится там, откуда свету не хватило времени, чтобы добраться до нас с начала существования вселенной. Мы можем увидеть только такой край, а за ним, вероятно, будет все то же самое, что мы видим вокруг: сверхскопления галактик, в каждой из которых миллиарды звезд и планет».
Поверхность последнего рассеяния
Джесси Шелтон, доцент кафедры физики и астрономии Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн
«Все зависит от того, что вы подразумеваете под краем вселенной. Поскольку скорость света ограничена, чем дальше и дальше в космос мы смотрим, тем дальше и дальше назад во времени мы заглядываем — даже когда смотрим на соседнюю галактику Андромеду, мы видим не то, что происходит сейчас, а что происходило два с половиной миллиона лет назад, когда звезды Андромеды излучали свет, попавший в наши телескопы только сейчас. Самый старый свет, который мы можем увидеть, пришел из самых дальних глубин, поэтому, в некотором смысле, край вселенной — это самый древний свет, который нас достиг. В нашей вселенной это космический микроволновый фон — едва заметное, продолжительное послесвечение Большого Взрыва, которое отмечает момент, когда Вселенная остыла достаточно, чтобы позволить сформироваться атомам. Это называется поверхностью последнего рассеяния, поскольку отмечает место, где фотоны перестали прыгать между электронами в горячей, ионизированной плазме и начали вытекать через прозрачное пространство, на миллиарды световых лет в нашу сторону. Таким образом, можно сказать, что край вселенной — это поверхность последнего рассеяния.
Что находится на краю вселенной прямо сейчас? Ну, мы не знаем — и не можем узнать, нам пришлось бы ждать, пока свет, испущенный там сейчас и идущий к нам, пролетит много миллиардов лет в будущем, но поскольку вселенная расширяется все быстрее и быстрее, мы вряд ли увидим новый край вселенной. Можем лишь догадываться. На крупных масштабах наша вселенная выглядит по большей части одинаковой, куда ни глянь. Велики шансы, что если бы вы оказались на краю наблюдаемой вселенной сегодня, вы увидели бы вселенную, которая плюс-минус похожа на нашу собственную: галактики, больше и малые, во всех направлениях. Я думаю, что край вселенной сейчас это попросту еще больше вселенной: больше галактик, больше планет, больше живых существ, задающихся таким же вопросом».
Вселенная не плоская
Майкл Троксель, доцент физики в Университете Дьюка
«Несмотря на то, что Вселенная, вероятно, бесконечна в размерах, на самом деле существует не один практический «край».
Мы думаем, что Вселенная на самом деле бесконечно — и у нее нет границ. Если бы Вселенная была «плоской» (как лист бумаги), как показали наши тесты с точностью до процента, или «открытой» (как седло), то она действительно бесконечна. Если она «закрыта», как баскетбольный мяч, то она не бесконечна. Однако, если вы зайдете достаточно далеко в одном направлении, вы в конечном итоге окажетесь там, откуда начали: представьте, что вы движетесь на поверхности шара. Как однажды сказал хоббит по имени Бильбо: «Убегает дорога вперед и вперед…». Снова и снова.
Подписывайтесь на наш канал в Яндекс Дзен. Там можно найти много всего интересного, чего нет даже на нашем сайте.
У Вселенной есть «край» для нас — даже два. Это связано с частью общей теории относительности, которая гласит, что все вещи (включая свет) во Вселенной имеют ограничение скорости — 299 792 458 м/с — и этот предел скорости сохраняется всюду. Наши измерения также говорят нам, что Вселенная расширяется во всех направлениях, причем расширяется все быстрее и быстрее. Это значит, что когда мы наблюдаем объект, который очень далеко от нас, свету от этого объекта нужно время, чтобы добраться до нас (расстояние, деленное на скорость света). Хитрость заключается в том, что поскольку пространство расширяется, пока свет идет к нам, расстояние, которое должен пройти свет, также увеличивается с течением времени на пути к нам.
Итак, первое, что вы могли бы спросить: на каком самом дальнем расстоянии мы могли бы наблюдать свет от объекта, если бы он был испущен в самом начале существования Вселенной (которой около 13,7 миллиарда лет). Оказывается, это расстояние — 47 миллиардов световых лет (световой год примерно в 63 241 раз больше расстояния между Землей и Солнцем), и называется космологическим горизонтом. Можно поставить вопрос несколько иначе. Если бы мы отправили сообщение со скоростью света, на каком расстоянии мы могли бы его получить? Это еще интереснее, потому что скорость расширения Вселенной в будущем возрастает.
Оказывается, что даже если это послание будет лететь вечно, оно сможет добраться только до тех, кто находится сейчас на расстоянии 16 миллиардов световых лет от нас. Это называется «горизонт космических событий». Однако самая дальняя планета, которую мы могли наблюдать, находится в 25 тысячах световых лет, поэтому мы все равно могли бы поприветствовать всех, кто живет в этой Вселенной на сегодняшний момент. А вот самое дальнее расстояние, на котором наши нынешние телескопы могли бы различить галактику, составляет около 13,3 миллиарда световых лет, поэтому мы не видим, что находится на краю вселенной. Никто не знает, что находится на обоих краях».
Эбигейл Вирегг, доцент Института космологической физики им. Кавила при Чикагском университете
«Используя телескопы на Земле, мы смотрим на свет, исходящий из отдаленных мест Вселенной. Чем дальше находится источник света, тем больше времени требуется, чтобы этот свет попал сюда. Поэтому, когда вы смотрите на отдаленные места, вы смотрите на то, на что были похожи эти места, когда был рожден увиденный вами свет — а не на то, как эти места выглядят сегодня. Вы можете продолжать смотреть дальше и дальше, что будет соответствовать продвижению дальше и дальше назад во времени, пока не увидите нечто, что существовало спустя несколько тысячелетий после Большого Взрыва. До этого вселенная была настолько горячей и плотной (задолго до того, как появились звезды и галактики!), что любой свет во вселенной ни за что не мог зацепиться, его нельзя увидеть современными телескопами. Это и есть край «наблюдаемой вселенной» — горизонт — потому что за ним ничего не разглядеть. Время идет, этот горизонт меняется. Если бы вы могли посмотреть на Вселенную с другой планеты, вы вероятно увидели бы то же самое, что видим мы на Земле: ваш собственный горизонт, ограниченный временем, которое прошло с момента Большого Взрыва, скоростью света и расширением вселенной.
Космический корабль SpaceShip будет вмешать до 100 пассажиров, но до конца Вселенной он точно не долетит.
Как выглядит то место, которое соответствует земному горизонту? Мы не знаем, потому что можем увидеть это место таким, каким оно было сразу после Большого Взрыва, а не каким оно стало сегодня. Но все измерения показывают, что вся видимая вселенная, включая край наблюдаемой вселенной, выглядит примерно одинаково, так же, как и наша локальная вселенная сегодня: со звездами, галактиками, скоплениями галактик и огромным пустым пространством.
Мы также думаем, что вселенная намного больше той части вселенной, которую мы сегодня можем увидеть с Земли, и что у самой вселенной нет «края» как такового. Это просто расширяющееся пространство-время».
У вселенной нет границ
Артур Косовский, профессор физики Питтсбургского университета
«Одним из самых фундаментальных свойств вселенной является ее возраст, который, согласно различным измерениям, мы сегодня определяем как 13,7 миллиарда лет. Поскольку мы также знаем, что свет распространяется с постоянной скоростью, это означает, что луч света, который появился в ранние времени, прошел к сегодняшнему дню определенное расстояние (назовем это «расстоянием до горизонта» или «расстоянием Хаббла»). Поскольку ничто не может двигаться быстрее скорости света, расстояние Хаббла будет самым дальним расстоянием, которое мы когда-либо сможем наблюдать в принципе (если не обнаружим какой-либо способ обойти теорию относительности).
Чтобы не пропустить ничего интересного из мира высоких технологий, подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram. Там вы узнаете много нового.
У нас есть источник света, идущий к нам почти с расстояния Хаббла: космическое микроволновое фоновое излучение. Мы знаем, что у вселенной не существует «края» на расстоянии до источника микроволнового излучения, которое находится почти на целой дистанции Хаббла от нас. Поэтому мы обычно предполагаем, что вселенная намного больше, чем нам собственный наблюдаемый объем Хаббла, и что настоящий край, который может существовать, находится намного дальше, чем мы когда-либо могли наблюдать. Возможно, это неверно: возможно, край вселенной находится сразу за дистанцией Хаббла от нас, а за ним — морские чудища. Но поскольку вся наблюдаемая нами вселенная везде относительно одинакова и однородна, такой поворот был бы очень странным.
Боюсь, у нас никогда не будет хорошего ответа на этот вопрос. У Вселенной может вообще не быть края, а если он и есть, то будет достаточно далеко, чтобы мы его никогда не увидели. Нам остается постигать лишь ту часть Вселенной, которую мы действительно можем наблюдать».
А у вас есть предположения, что находится на краю Вселенной? Расскажите в нашем чате в Телеграме.