Физик Дмитрий Горбунов о размере Вселенной, реликтовом излучении и кривизне пространства.
Обозримая Вселенная
- Может ли это быть бесконечным?
- Информация
- Поиск на BarCaffe
- Есть ли у Вселенной конец?
Есть ли «край» у Вселенной?
Большинство людей представляют его как обычный взрыв: когда все начинается с точки в горячем и очень плотном состоянии, а потом расширяется в стороны и остывает. В это время происходит удаление различных фрагментов-осколков друг от друга. Как выглядит Вселенная, которая началась бы с такого события? Физики дали пояснение: Взрыв должен начинаться в одном пункте. Эта точка взрыва и была бы центром Вселенной. Потом волна должна быстро расширяться во все стороны.
Обломки вещества двигались бы с разной скоростью. Самые быстрые сразу оказались бы снаружи. Чем дальше расстояние от центра взрыва, тем меньше там должно оказаться вещества. С течением времени плотность энергии везде становилась бы меньше, но дальше от центра она бы уменьшалась быстрее из-за рассеянности вещества на окраинах. Где бы в такой Вселенной ни находился тот, кто выжил после взрыва, он всегда бы смог отыскать его центр.
На просторах Вселенной: Freepick После взрыва в космосе внешний слой вещества двигался бы вовне быстрее остальных, становясь менее плотным, теряя энергию быстрее остальных слоев и демонстрируя разные свойства на разных расстояниях от центра. Также взрыв всегда куда-то расширяется, а не растягивает само пространство, раздвигая границы Вселенной. Нашей Вселенной такое описание не подходит. По наблюдениям ученых Вселенная выглядит так: Она одинакова на всех расстояниях: плотность и энергия далеко и близко равны. Объекты, которые на высокой скорости движутся далеко от нас, совсем не похожи на те, которые располагаются ближе и движутся медленнее.
Они выглядят моложе. На больших расстояниях объектов не становится меньше, наоборот, их количество растет. Поиски центра до сих пор не увенчались успехом. Более того, продолжает казаться, что в центре находимся именно мы.
Таким образом, не существует темной энергии, а расширение возникает из-за наличия границ, на которые производится давление виртуальных частиц. Теория ученых основана на моделях Рэндалл-Сундрума, в которых рассматривается пятимерное антидеситтеровское пространство АДС , обладающее отрицательной кривизной.
AДС является противоположностью пространства де Ситтера, описывающее свойства обычной Вселенной, обладающей положительной кривизной. Умозрительное растягивание АДС на двумерной плоскости увеличит размеры центральных областей и уменьшит области на краях. Элементарные частицы в модели Рэндалл-Сундрума располагаются на поверхностях, называемых бранами.
Поэтому Вселенная либо никуда не расширяется, либо же расширяется в дополнительное измерение. Вселенная таит в себе множество загадок. Что находится на краю Вселенной?
Телескоп ALMA способен заглянуть почти на край Вселенной, где он и обнаружил две сливающиеся эмбриональные галактики на расстоянии более 13 млрд световых лет от нас. Также на расстоянии 12,7 млрд световых лет от нас были обнаружены одни из первых галактик во Вселенной, которые в десятки раз больше Млечного пути.
Следовательно, такой конец Вселенной чисто теоретически пока не грозит. Из чего состоит темная материя и что такое темная энергия? Гипотеза о наличии темной материи была выведена еще в 1922 году, когда британский ученый Д. Джинс и его голландский коллега Я. Каптейн впервые употребили этот термин в своей работе, предположив, что большая часть вещества, заполняющего Вселенную, невидима. Несмотря на то что за прошедшее столетие наука продвинулась вперед, темная материя по-прежнему остается исключительно теорией.
Хотя ее существование и подтверждается расчетами, точных данных о составе этого таинственного «вещества» у ученых нет до сих пор. Что, если наша Вселенная — всего лишь симуляция? Кроме того, Илон Маск , например, считает, что для человечества было бы лучше, если бы мы на самом деле были созданы людьми будущего или инопланетной расой в качестве гигантской симуляции. В 2006 году профессор Сет Ллойд опубликовал хорошо принятую в научном мире книгу «Программируя Вселенную» , где говорится о том, что наша Вселенная — гигантский квантовый компьютер, а атомы и электроны не что иное, как биты информации. Кажется удивительным, что известные ученые всерьез рассматривают подобные сценарии, однако если вспомнить, что даже теория относительности Эйнштейна не исключает путешествия во времени, они перестают быть такими уж фантастичными. А что, если черных дыр не существует? Ученый предположил, что информация с «проглоченного» дырой объекта хранится в ней в виде голограммы.
Что находится за пределами нашей Вселенной: 5 теорий
С появлением системы мира Аристотеля — Птолемея, наконец, возникла возможность подойти и к решению вопроса о конечности или бесконечности Вселенной, исходя из научных представлений о мироздании. Да, да, именно научных! Разумеется, сегодня мы твердо знаем, что система мира, о которой идет речь, неверна. Авторы ее ошибочно полагали, что видимые с Земли суточные перемещения небесных светил — не что иное, как их истинные перемещения.
И тем не менее для своего времени предложенная ими система была вполне научной. С единой точки зрения она объясняла видимые движения небесных светил, более того, давала возможность вычислять их будущие положения на небе с точностью, удовлетворявшей потребности эпохи. Система Аристотеля — Птолемея на вопрос о бесконечности Вселенной отвечала следующим образом.
Если все небесные светила обращаются вокруг Земли, успевая совершить один оборот за сутки, следовательно, они должны двигаться с одинаковыми угловыми скоростями. Значит, чем дальше от Земли, тем длиннее окружность, которую планета или звезда должна в течение суток описать. И тем быстрее эта планета или звезда должна двигаться, чтобы ровно через сутки возвратиться в исходную точку.
Если существуют звезды, расположенные бесконечно далеко от Земли, то и мчаться они должны с бесконечно большими скоростями! Современная физика утверждает, что самой большой скоростью передачи физических взаимодействий или движения материальных объектов нашей Вселенной является скорость света в пустоте, равная 300 тысячам километров в секунду. Аристотель же не признавал существования реальных бесконечностей.
Бесконечность — то, что не может быть пройдено. Это процесс, который все время приводит к новому и новому… В самой природе нет бесконечного». Это означало, что в нарисованной им картине мира бесконечно удаленные небесные тела не могут существовать, да еще нестись с бесконечно большими скоростями.
Мир Аристотеля — заведомо конечный мир. Конечной осталась Вселенная и в гелиоцентрической системе Коперника — и у него мир ограничен «сферой неподвижных звезд». Ведь Коперник считал Солнце не только центром нашей планетной семьи, но и центром мироздания, а все небесные светила обращающимися вокруг него.
И Аристотель, и Птолемей, и Коперник считали вывод о конечности Вселенной неопровержимым. Однако дальнейшее развитие астрономии и физики убедительно продемонстрировало, что выводы наук о природе никогда нельзя считать абсолютными и окончательными. И опыт изучения геометрических свойств нашего мира — блестящий тому пример.
Правда, идеи Бруно не опирались на какие-либо физические или астрономические данные — они явились плодом чисто философских размышлений. В безграничности Вселенной Бруно видел возможность освобождения человеческого духа от всяческих запретов, сковывавших свободную мысль в мрачную эпоху средневековья. Для Бруно все подобные запреты невольно отождествлялись с «небесной твердью»… Кристальной сферы мнимую преграду, Поднявшись ввысь, я смело разбиваю, И в бесконечность мчусь, в другие дали, Кому на горе, а кому в отраду, — Я Млечный Путь внизу вам оставляю… — писал Бруно в одном из своих сонетов. Естественно-научное обоснование идеи Бруно получили лишь спустя почти столетие, когда великий английский физик Исаак Ньютон открыл закон всемирного тяготения.
Вселенная представлялась Ньютону пустым «вместилищем», где «плавают» притягивающие друг друга небесные тела. При этом из открытого им закона всемирного тяготения следовало, что любая конечная система материальных тел в результате взаимного притяжения должна рано или поздно собраться к одному общему центру. Однако ничего похожего в природе не наблюдается. Следовательно, общее число небесных тел во Вселенной должно быть бесконечно велико!
А так как бесчисленное множество небесных светил может «поместиться» лишь в неограниченном пространстве, то Вселенная, по Ньютону, должна быть бесконечной. Казалось, вопрос о геометрии мира наконец-то был решен — окончательно и бесповоротно. Был этот мир глубокой тьмой окутан. Да будет свет!
И вот явился Ньютон!.. Однако и на этот раз ясность оказалась обманчивой, а положение вещей куда более сложным, чем представлялось современникам и последователям великого основателя классической механики. В 1905 году в журнале «Анналы физики» появилось несколько статей тогда никому еще не известного технического эксперта патентного бюро в Берне Альберта Эйнштейна. В этих статьях была изложена разработанная им специальная теория относительности СТО — теория, ознаменовавшая собой величайший революционный переворот не только в физике, но и в естествознании вообще.
Новая теория не только позволяла рассчитывать явления, происходящие при очень высоких скоростях, близких к скорости света, она обосновала принципиально новый взгляд на мир, коренным образом отличающийся от представлений классической физики. А еще через 11 лет последовало продолжение. На страницах того же самого журнала «Анналы физики» была напечатана новая работа Эйнштейна «Общая теория относительности». Всего 50 страничек!
Но этот труд оказался вершиной научной мысли первой половины XX столетия. В этом исследовании были изложены совершенно новые, непривычные представления о пространстве, времени и тяготении… Вспомним вывод общей теории относительности о том, что пространство и время — это только формы существования материи, что пространство и время материя «создает» сама: нет материи — нет ни пространства, ни времени.
Существует ли граница у космоса? А если она расширяется, то во что?
Другими словами, что находится за пределами Вселенной? Определение этого «за пределами Вселенной» будет означать, что Вселенная имеет край. И здесь все становится сложнее, потому что ученые не уверены, существует ли такой край. Одна из форм вопроса выглядит так: «не могли бы мы пойти куда-нибудь, чтобы мы смогли посмотреть» за пределы «Вселенной», например, как заглянуть за край скалы или посмотреть в окно, чтобы увидеть что снаружи здания?
Космологический принцип утверждает, что распределение материи в любой части Вселенной выглядит примерно так же, как и в любой другой части, независимо от того, в каком направлении вы смотрите. С точки зрения ученых Вселенная изотропна. Космологический принцип отчасти является следствием идеи о том, что законы физики везде одинаковы. Одной из аналогий, часто используемых для описания этой бескрайней вселенной является поверхность воздушного шара.
Муравей на такой поверхности может идти в любом направлении, и это выглядело бы так, как будто поверхность была «неограниченной» — то есть муравей мог бы вернуться туда, где он начал, но не было бы конца пути. Так что даже если поверхность шара состоит из конечного числа квадратных единиц, у него нет края и границ так можно идти вечно в каком-то одном направлении. Кроме того, нет «центра», поэтому нет предпочтительной точки на сферической поверхности шара.
В том, чтобы не видеть... Скажите, ваше зрение простирается в пятимерье? А ведь, которые ученые, сразу признались, что математически оперировали в пятимерном пространстве. Но мы же вместе со вселенной четырехмерные объекты. Это, конечно, если верить господину Энштейну. Допустим, в нас и во вселенной нет пятимерья.
Объем Хаббла и Метагалактика
- Расширение космоса
- Что такое центр Вселенной и что там находится
- Понятие о границах Вселенной
- Есть ли край у Вселенной?
- Новое открытие: Вселенная не бесконечна
- Калининградские ученые заявили, что у Вселенной есть границы
Есть ли границы у Вселенной
Российские ученые выдвинули теорию и ответили, есть ли границы Вселенной. рост сопряжен со временем жизни Вселенной, может через много миллиардов лет расширение закончится. рост сопряжен со временем жизни Вселенной, может через много миллиардов лет расширение закончится.
Что находится за пределами космоса?
| Центр Вселенной: что это и где он находится | Вселенная > Есть ли у Вселенной конец? У нас есть две дороги: Вселенная обладает границами или же их нет. |
| Что находится на краю Вселенной? - | Отчасти именно поэтому инфракрасные телескопы, такие как новейший флагман НАСА JWST, так важны для изучения ранней Вселенной: существует «граница», за которой мы не можем видеть на привычных нам длинах волн. |
Учёные нашли край Вселенной. Но пересечь его нельзя
Во-вторых, неизвестно, является ли Вселенная односвязной или многосвязной. Согласно стандартной модели расширения, Вселенная не имеет пространственных границ, но может быть пространственно конечна. Данные об объектах, которые находятся на границе видимой нами области, мы получаем при наблюдении микроволнового реликтового излучения, возникшего на ранних этапах формирования Вселенной. 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.
Интересные факты об устройстве Вселенной
Вселенных может быть множество. Есть ли границы у Вселенной? Сейчас стало модным утверждать, что всё имеет конец, границы, рамки. Границы есть у наблюдаемой части Вселенной.
Войти на сайт
Они перечислены в этой статье. С момента начала освоения космоса было выдвинуто множество теорий относительно его размера. На данной стадии своего развития наука не готова подтвердить ни одну из них, но знаний хватает, чтобы опровергнуть многие предположения. Возможно, когда-нибудь человечество получит точный ответ, сейчас мы можем лишь изучить самые интересные и правдоподобные теории.
Объем Хаббла и Метагалактика Наука отталкивалась от объема наблюдаемой Вселенной, то есть той части, излучение откуда может быть зафиксировано. Принимаются сигналы и из той части, которая скрыта от обзора, ее назвали Метагалактика. Ее самая отдаленная точка — это зона, в которой принимается поверхность излучения, освобожденного при Большом взрыве.
Таким образом был определен радиус Метагалактики, он составляет 46 миллиардов световых лет. Что находится дальше — неизвестно, и с этого момента начинаются расхождения во мнениях. Одни специалисты утверждают, что это лишь небольшая часть от общего пространства, другие — что за ее пределами ничего нет.
Есть другое понятие для описания границ наблюдаемого пространства, это объем, захватываемый Хабблом.
Границы Вселенной Квентин и Ленерс заинтересовались тем, какие размеры будут у Вселенной с учетом всех квантовых и макрофизических факторов, влияющих на устройство материи и характеристики ткани пространства-времени. Для получения подобных сведений космологи просчитали при помощи уже существующих космологических теорий базовые параметры Вселенной, в том числе кривизну пространства и доли темной материи и темной энергии. Эти значения ученые сравнили с данными, которые были получены зондом «Планк» и наземным экспериментом BICEP при изучении реликтового излучения — своеобразного «эха» Большого взрыва, а также с другими наблюдениями за свойствами мироздания. Расчеты показали, что «плоскую» кривизну пространства, а также текущую температуру космоса и некоторые другие его свойства можно объяснить только в том случае, если фаза сверхбыстрого расширения границ Вселенной длилась относительно недолго. По словам космологов, это говорит о том, что общий размер Вселенной сопоставим с ее обозримыми границами, которые мы способны увидеть при помощи любых телескопов и других наблюдательных систем.
А если граница есть, то что за ней? Если эти границы существуют и Вселенная имеет ограниченный объём, то точного понимания, что за ними, у нас нет, и, скорее всего, никогда не будет. Но существует целый ряд теорий, объясняющих, что находится за пределами нашей Вселенной. То есть такое пространство вне нашей Вселенной, которое простирается бесконечно и, в котором наша Вселенная может расширяться вечно. А на расстоянии сотен миллиардов световых лет от нас могут быть другие вселенные, похожие на нашу. На этом моменте возникает вопрос: почему же мы тогда их не видим? Наиболее вероятным объяснением этого является то, что эти вселенные находятся настолько далеко, что к тому времени, когда их свет достигнет Земли, он может потерять столько энергии, что мы физически не сможем его заметить, или вообще наша Вселенная может погибнуть, если она не вечна, к тому времени, когда этот свет достигнет нас. Согласно другой теории: за пределами нашей расширяющейся Вселенной существует другая пространственно-временная вселенная, с большим количеством измерений, в которой наша Вселенная расширяется. Поскольку эта вселенная имеет высшее измерение, то мы не можем его увидеть, выявить или постичь. Одним словом, существует много похожих теорий о том, что же может быть за пределами нашей Вселенной, если эти пределы есть, и все они сводятся к тому, что за пределами либо другая, бОльшая вселенная, либо там абсолютное ничто, которое и описать то невозможно, ведь там отсутствует само пространство. Видимый край Вселенной?
We use cookies. С давних пор никакой другой вопрос так не волновал человеческую мысль, как вопрос о бесконечности, писал выдающийся математик и мыслитель XIX столетия Давид Гильберт. Бесконечное действует на разум столь побуждающе и плодотворно, как едва ли действует какая-либо другая идея… Великие мыслители древности пытались решить вопрос о геометрических свойствах Вселенной с помощью простых и, казалось бы, неопровержимых логических рассуждений. Допустим, говорили они, что у Вселенной есть край и человек добрался до этого края. Но стоит ему вытянуть руку, и она окажется за границей Вселенной. Значит, эта граница отодвинется на длину руки. Но подобную операцию можно повторить сколько угодно раз — следовательно, у Вселенной не может быть границ! Попытаемся представить себе пространство, простирающееся в любом направлении безгранично далеко. Задача далеко не простая! Но, пожалуй, еще труднее представить, что у пространства есть край, граница, предел. Если это так, тогда возникнет вопрос: а что находится дальше? Примерно так и рассуждали мудрецы древности. Рассуждали, опираясь на наши привычные, обыденные земные представления, на здравый смысл. Рассуждали, не сомневаясь в том, что эти представления справедливы везде и всегда. Но, увы, наш обыденный здравый смысл, без которого в своей повседневной жизни мы и шагу не могли бы ступить, может служить надежным советчиком не всегда и не во всех случаях. В этом убеждает нас многовековой опыт познания природы, повседневная практика научных исследований. Следующий шаг к пониманию геометрических свойств мироздания был сделан выдающимся древнегреческим мыслителем и философом Аристотелем, разработавшим стройное учение о мире, учение, которому суждено было господствовать в умах людей на протяжении полутора тысяч лет. В центре — неподвижная шарообразная Земля. А вокруг нее движутся Солнце, Луна, планеты и даже звезды. Усовершенствованное в дальнейшем александрийским математиком Клавдием Птолемеем, это учение получило название геоцентрического. С появлением системы мира Аристотеля — Птолемея, наконец, возникла возможность подойти и к решению вопроса о конечности или бесконечности Вселенной, исходя из научных представлений о мироздании. Да, да, именно научных!
Что находится за краем Вселенной?
Во-вторых, неизвестно, является ли Вселенная односвязной или многосвязной. Согласно стандартной модели расширения, Вселенная не имеет пространственных границ, но может быть пространственно конечна. Есть ли границы у Вселенной? Сейчас стало модным утверждать, что всё имеет конец, границы, рамки. Все это означает, что если есть конец Вселенной, люди вполне могут никогда не увидеть его, и есть реальная возможность того, что Вселенная сформирована так, что у нее не может быть границы для начала.