Što je izvan svemira? Uređaj svemira. Tajne kozmosa

Što je izvan svemira? Ovo je pitanje prekomplicirano za ljudsko razumijevanje. To je zbog činjenice da je prije svega potrebno odrediti njezine granice, a to je daleko od jednostavnog.

Uobičajeni odgovor uzima u obzir samo vidljivi Svemir. Prema njemu, dimenzije su određene brzinu svjetlosti jer je moguće vidjeti samo svjetlo koje emitira ili reflektira objekte u prostoru. Nemoguće je gledati dalje od najudaljenijeg svjetla koje putuje kroz životni vijek svemira.

Prostor nastavlja rasti, ali naravno. Njegova veličina se ponekad naziva Hubbleov volumen ili sfera. Osoba u Svemiru vjerojatno nikada neće moći saznati što je izvan njezinih granica. Dakle, za sva istraživanja ovo je jedini prostor s kojim ćete ikada morati stupiti u interakciju. Barem u bliskoj budućnosti.

veličina

Svatko zna da je svemir velik. Koliko milijuna svjetlosnih godina proširuje?

Astronomi pažljivo proučavaju kozmičko zračenje mikrovalne pozadine - poslijepaljenje Velikog praska. Traže vezu između onoga što se događa s jedne strane neba i onoga što je s druge strane. I dok nema dokaza da postoji nešto zajedničko. To znači da se za 13,8 milijardi godina Svemir ne ponavlja u bilo kojem smjeru. Toliko vremena je potrebno da svjetlo dosegne barem vidljivi rub ovog prostora.

Još uvijek nas brine pitanje što je izvan granica Svemira, koje se može promatrati. Astronomi priznaju da je prostor beskonačan. "Supstanca" u njoj (energija, galaksije, itd.) Raspoređena je na isti način kao u vidljivom Svemiru. Ako je to istina, onda se pojavljuju različite anomalije onoga što je na rubu.

Izvan Hubbleova volumena nalazi se ne samo više od različitih planeta. Tamo možete pronaći sve što može postojati. Ako odete dovoljno daleko, možete naći čak i drugi solarni sustav sa Zemljom koji je identičan u svim pogledima, osim što ste umjesto kravljeg jaja imali kašu za doručak. Ili uopće nije bilo doručka. Ili, recimo, rano si ustao i opljačkao banku.

Zapravo, kozmolozi vjeruju da ako dođete dovoljno daleko, možete pronaći još jednu Hubble sferu, koja je potpuno identična našoj. Većina znanstvenika vjeruje da nam poznati svemir ima granice. Ono što je izvan njihovih granica ostaje najveća tajna.

Kozmološko načelo

Ovaj koncept znači da bez obzira na mjesto i smjer promatrača, svatko vidi istu sliku Svemira. Naravno, to se ne odnosi na istraživanje u manjem opsegu. Takvu homogenost prostora uzrokuje jednakost svih njezinih točaka. Otkrivanje ovog fenomena moguće je samo u mjerilu klastera galaksija.

Nešto slično ovom konceptu prvi je predložio gospodin Isaac Newton 1687. A kasnije, u 20. stoljeću, isto je potvrđeno i opažanjima drugih znanstvenika. Logično, ako sve potječe iz jedne točke Velikog praska i zatim se proširi na Svemir, ono će ostati prilično homogeno.

Udaljenost na kojoj se može promatrati kozmološki princip kako bi se pronašla ta prividna ravnomjerna raspodjela materije traje oko 300 milijuna svjetlosnih godina od Zemlje.

Međutim, sve se promijenilo 1973. Tada je otkrivena anomalija koja krši kozmološki princip.

Veliki atraktor

Ogromna masena koncentracija otkrivena je na udaljenosti od 250 milijuna svjetlosnih godina, u blizini zviježđa Hydra i Centauri. Njegova je težina tako velika da se može usporediti s desecima tisuća masa Mliječnog puta. Ta se anomalija smatra galaktičkim superklustom.

Ovaj objekt se naziva Veliki atraktor. Njegova je gravitacijska sila toliko jaka da utječe na druge galaksije i njihove nakupine nekoliko stotina svjetlosnih godina. Dugo je ostao jedna od najvećih tajni kozmosa.

Godine 1990. otkriveno je da kretanje ogromnih nakupina galaksija, nazvanih Veliki atraktor, teži prema drugom području prostora - izvan ruba Svemira. Do sada se taj proces može vidjeti, iako je sama anomalija u “zoni izbjegavanja”.

Tamna energija

Prema Hubbleovom zakonu, sve galaksije se moraju kretati ravnomjerno jedna od druge, održavajući kozmološki princip. Međutim, 2008. godine pojavilo se novo otkriće.

Wilkinsonova mikrovalna anizotropna sonda (WMAP) otkrila je veliku skupinu klastera koja se kretala u jednom smjeru brzinom do 600 milja u sekundi. Svi su vodili prema malom području neba između zviježđa Kentaur i Jedra.

Nema očiglednog razloga za to, i budući da je to bila neobjašnjiva pojava, zvala se "tamna energija". Uzrok je nešto izvan granica vidljivog svemira. Trenutno postoje samo nagađanja o njegovoj prirodi.

Ako su nakupine galaksija privučene ogromnom crnom rupom, tada bi njihovo kretanje trebalo ubrzati. Tamna energija ukazuje na konstantnu brzinu kozmičkih tijela u milijardama svjetlosnih godina.

Jedan od mogućih razloga za taj proces su masivne strukture koje su izvan svemira. Oni imaju veliki gravitacijski učinak. Unutar vidljivog svemira, ne postoje divovske strukture s dovoljno gravitacijske gravitacije koje bi pokrenule ovu pojavu. Ali to ne znači da ne bi mogli postojati izvan promatranog područja.

To bi značilo da uređaj svemira nije homogen. Što se samih struktura tiče, one mogu biti doslovno bilo koje, od agregata materije do energije na ljestvicama koje se teško mogu zamisliti. Moguće je čak i da su to vodiči. gravitacijske sile iz drugih svemira.

Beskonačni mjehurići

Govoriti o nečemu izvan Hubble-ove sfere nije posve točno, budući da još uvijek ima identičan Metagalaxy uređaj. "Nepoznato" ima iste fizičke zakone Svemira i konstante. Postoji verzija da je Veliki prasak uzrokovao pojavu mjehurića u strukturi prostora.

Odmah nakon toga, prije početka inflacije svemira, pojavila se neka vrsta "kozmičke pjene", koja postoji kao skup "mjehurića". Jedan od predmeta ove tvari iznenada se proširio i naposljetku postao svemir poznat danas.

Ali što je izašlo iz drugih mjehurića? Alexander Kashlinsky je voditelj NASA tima, organizacije koja je otkrila "tamnu energiju", kaže: "Ako se pomaknete dovoljno daleko, možete vidjeti strukturu koja je izvan mjehurića, izvan svemira. Ove strukture bi trebale uzrokovati kretanje. "

Tako se "tamna energija" percipira kao prvi dokaz postojanja drugog svemira, ili čak "multiverzuma".

Svaki mjehur je područje koje je prestalo da se proteže zajedno s ostatkom prostora. Svojim je posebnim zakonima oblikovala vlastiti Svemir.

U ovom scenariju, prostor je beskonačan i svaki mjehurić također nema granica. Čak i ako možete prekinuti granicu jedne od njih, prostor između njih se i dalje širi. Tijekom vremena neće biti moguće doći do sljedećeg mjehura. Takva je pojava još uvijek jedna od najvećih tajni kozmosa.

Crna rupa

Teorija koju je predložio fizičar Lee Smolin sugerira da svaki takav prostorni objekt u metagalaksnom uređaju uzrokuje stvaranje novog. Treba samo zamisliti koliko je crnih rupa u svemiru. Unutar svakog postoje fizički zakoni koji se razlikuju od onih prethodnika. Takva hipoteza prvi put je opisana 1992. godine u knjizi Život kozmosa.

Zvijezde diljem svijeta koje padaju u crne rupe smanjuju se na nevjerojatno veliku gustoću. U takvim uvjetima ovaj prostor eksplodira i širi se na svoj novi Svemir, različit od izvornika. Točka u kojoj vrijeme prestaje unutar crne rupe je početak Velikog praska nove metagalaksije.

Ekstremni uvjeti unutar uništene crne rupe dovode do malih slučajnih promjena osnovnih fizičkih sila i parametara u kćerkom svemiru. Svaki od njih ima različite karakteristike i pokazatelje od roditelja.

Postojanje zvijezda preduvjet je za formiranje života. To je zbog činjenice da se u njima stvaraju ugljik i druge složene molekule koje pružaju život. Stoga su za formiranje bića i svemira potrebni isti uvjeti.

Kritika kozmičke prirodne selekcije kao znanstvene hipoteze je odsutnost izravnih dokaza u ovoj fazi. No, treba imati na umu da u smislu vjerovanja nije ništa gore od predloženih znanstvenih alternativa. Nema dokaza o tome što je izvan svemira, bilo da je riječ o Multiverse, teoriji struna ili cikličkom prostoru.

Mnogi paralelni svemiri

Čini se da je ta ideja nešto što je malo relevantno za modernu teorijsku fiziku. Međutim, ideja o postojanju Multiverzuma dugo se smatrala znanstvenom mogućnošću, iako još uvijek potiče aktivne rasprave i destruktivne rasprave među fizičarima. Ova opcija u potpunosti uništava ideju koliko je svemira u prostoru.

Važno je imati na umu da Multiverse nije teorija, već posljedica suvremenog razumijevanja teorijske fizike. Ova razlika je ključna. Nitko nije odustao i rekao: "Neka to bude Multiverzum!" Ova ideja je izvedena iz trenutnih učenja kao što su kvantna mehanika i teorija struna.

Višestruka i kvantna fizika

Mnogi ljudi poznaju misaoni eksperiment "Schrödinger's Cat". Suština je u tome što je Erwin Schrödinger, austrijski fizičar teoretičar, ukazao na nesavršenost kvantne mehanike.

Znanstvenik predlaže podnošenje životinje koja je stavljena u zatvorenu kutiju. Ako ga otvorite, možete saznati jedno od dva stanja mačke. Ali dok je kutija zatvorena, životinja je ili živa ili mrtva. To dokazuje da ne postoji uvjet koji kombinira život i smrt.

Sve se to čini nemogućim samo zato što ljudska percepcija to ne može ostvariti.

Ali to je sasvim realno u skladu s čudnim pravilima kvantne mehanike. Prostor svih mogućnosti u njemu je ogroman. Matematički, kvantno mehaničko stanje je zbroj (ili superpozicija) svih mogućih stanja. U slučaju Schöödinger Kote, eksperiment je superpozicija “mrtvih” i “živih” pozicija.

Ali kako to protumačiti tako da ima bilo kakvo praktično značenje? Popularan je način razmišljati o svim tim mogućnostima na takav način da je jedino "objektivno istinito" stanje mačke - uočljivo. Međutim, može se također složiti da su te mogućnosti istinite i da sve postoje u različitim svemirima.

Teorija struna

Ovo je najperspektivnija prilika za kombiniranje kvantne mehanike i gravitacije. To je teško jer je sila sile jednako neopisiva na malom mjerilu kao i atomi i subatomske čestice u okviru kvantne mehanike.

Ali teorija struna, koja kaže da se sve temeljne čestice sastoje od monomernih elemenata, odjednom opisuje sve poznate sile prirode. To uključuje gravitaciju, elektromagnetizam i nuklearne sile.

Međutim, matematička teorija struna zahtijeva najmanje deset fizičkih mjerenja. Vidimo samo četiri dimenzije: visinu, širinu, dubinu i vrijeme. Stoga su dodatne dimenzije skrivene od nas.

Da bi se teorija mogla koristiti za objašnjavanje fizičkih pojava, ove dodatne studije su “zbijene” i premale u malom opsegu.

Problem ili značajka teorije struna je da postoji mnogo načina za stvaranje kompaktifikacije. Svaki od njih dovodi do stvaranja svemira s različitim fizičkim zakonima, kao što su različiti mase elektrona i konstantama gravitacije. Međutim, postoje i ozbiljni prigovori metodologiji kompaktizacije. Stoga problem nije potpuno riješen.

No, postavlja se očigledno pitanje: u kojoj od ovih mogućnosti živimo? Teorija nizova ne daje mehanizam za određivanje te teorije. To ga čini beskorisnim, jer ga nije moguće temeljito testirati. Istraživanje ruba svemira pretvorilo je tu pogrešku u značajku.

Posljedice Velikog praska

Tijekom najranijeg uređenja svemira došlo je razdoblje ubrzanog širenja, nazvanog inflacija. U početku je objašnjavala zašto je sfera Hubblea gotovo jednaka po temperaturi. Međutim, inflacija je također predvidjela spektar temperaturnih fluktuacija oko te ravnoteže, što je kasnije potvrđeno s nekoliko svemirskih letjelica.

Iako se o točnim detaljima teorije još uvijek žestoko raspravlja, inflacija je široko prihvaćena od fizičara. Međutim, posljedica te teorije je da u svemiru moraju postojati drugi objekti koji se još ubrzavaju. Zbog kvantnih fluktuacija prostora-vremena, neki njegovi dijelovi nikada ne dosežu krajnje stanje. To znači da će se prostor zauvijek širiti.

Ovaj mehanizam stvara beskonačan broj svemira. Kombinirajući ovo s Teorija struna, postoji vjerojatnost da svaka od njih ima drugačiju kompaktifikaciju dodatnih dimenzija i stoga ima različite fizikalne zakone svemira.

Prema poučavanju višestrukih spoznaja koje predviđa teorija struna i inflacija, svi svemiri žive u istom fizičkom prostoru i mogu se ukrštati. Oni se neizbježno moraju sudariti, ostavljajući tragove na kozmičkom nebu. Njihov karakter ima širok spektar - od hladnih ili vrućih točaka na kozmičkoj mikrovalnoj pozadini do anomalnih šupljina u distribuciji galaksija.

Budući da se sudar s drugim svemirima mora dogoditi u određenom smjeru, očekuje se da će svaka intervencija narušiti homogenost.

Neki znanstvenici ih traže kroz anomalije u kozmičkoj mikrovalnoj pozadini, u posljednjem sjaju Velikog praska. Druge su u gravitacijskim valovima, koji se razmazuju u prostoru i vremenu dok prolaze kroz masivne objekte. Ti valovi mogu izravno dokazati postojanje inflacije, što u konačnici pojačava podršku za teoriju o višestrukim kretanjima.