Kas ir redzamais Visums un vai mēs varam redzēt visu Visumu vienlaikus? Kas ir aiz Visuma robežām Kas ir redzamais Visums.

Ja mūsu Visums neizvērstos un gaismas ātrums tiecas līdz bezgalībai, jautājumi "vai mēs varam redzēt visu Visumu?" vai "cik tālu mēs varam redzēt Visumu?" nebūtu jēgas. Mēs "dzīvotu" redzētu visu, kas notiek jebkurā kosmosa stūrī.

Bet, kā jūs zināt, gaismas ātrums ir ierobežots, un mūsu Visums paplašinās, un tas notiek ar paātrinājumu. Ja izplešanās ātrums nepārtraukti palielinās, tad no mums ar ātrumu, kas ir ātrāks par gaismu, izplūst apgabali, kurus, pēc loģikas, mēs neredzam. Bet kā tas ir iespējams? Vai tas nav pretrunā ar relativitātes teoriju? Šajā gadījumā nē: galu galā pati telpa paplašinās, un objekti tajā paliek subluminālie ātrumi. Skaidrības labad varat iedomāties mūsu Visumu balona formā, un pie balona pielīmēta poga spēlēs galaktikas lomu. Mēģiniet piepūst balonu: pogas galaktika sāks attālināties no jums līdz ar balona-Visuma telpas paplašināšanos, lai gan pogas galaktikas pašas ātrums paliks nulle.

Izrādās, ka ir jābūt apgabalam, kurā atrodas objekti, kas no mums izplūst ar ātrumu, kas mazāks par gaismas ātrumu, un kura starojumu mēs varam fiksēt savos teleskopos. Šo apgabalu sauc Habla sfēra... Tas beidzas ar robežu, kur attālo galaktiku noņemšanas ātrums sakritīs ar to fotonu kustības ātrumu, kas lido mūsu virzienā (t.i., gaismas ātrumu). Šī robeža tika nosaukta Daļiņu horizonts... Acīmredzot objektiem, kas atrodas aiz Daļiņu horizonta, ātrums būs lielāks par gaismas ātrumu, un to starojums nevar sasniegt mūs. Vai arī tā joprojām var būt?

Iedomāsimies, ka Galaxy X atradās Habla sfērā un izstaro gaismu, kas bez problēmām sasniedza Zemi. Taču Visuma paātrinātās izplešanās dēļ galaktika X ir izgājusi ārpus Daļiņu horizonta un jau attālinās no mums ar ātrumu, kas lielāks par gaismas ātrumu. Bet tā fotoni, kas izstaroti, atrodoties Habla sfērā, joprojām lido mūsu planētas virzienā, un mēs turpinām tos reģistrēt, t.i. mēs novērojam objektu, kas šobrīd attālinās no mums ar ātrumu, kas pārsniedz gaismas ātrumu.

Bet ko tad, ja galaktika Y nekad nebūtu bijusi Habla sfērā un tai uzreiz būtu superlumināls ātrums emisijas sākumā? Izrādās, ka mūsu Visuma daļu nekad nav apmeklējis neviens tā fotons. Bet tas nenozīmē, ka tas nenotiks arī turpmāk! Mēs nedrīkstam aizmirst, ka Habla sfēra arī izplešas (kopā ar visu Visumu), un tās izplešanās ir lielāka par ātrumu, ar kādu galaktikas Y fotons attālinās no mums (mēs atradām fotona noņemšanas ātrumu no galaktika Y, atņemot gaismas ātrumu no galaktikas Y bēgšanas ātruma). Ja šis nosacījums tiks izpildīts, kādu dienu Habla sfēra panāks šos fotonus, un mēs varēsim noteikt galaktiku Y. Šis process ir skaidri parādīts zemāk esošajā diagrammā.

Telpa, kas ietver Habla sfēra un Daļiņu horizonts tiek saukts Metagalaktika vai No redzamā Visuma.

Bet vai ir kaut kas ārpus metagalaktikas? Dažas kosmosa teorijas liecina par tā saukto klātbūtni Pasākumu horizonts... Iespējams, jūs jau esat dzirdējuši šo nosaukumu no melno caurumu apraksta. Tās darbības princips paliek nemainīgs: mēs nekad neredzēsim to, kas atrodas ārpus notikumu horizonta, jo objektiem, kas atrodas aiz notikumu horizonta, fotonu ātrums būs lielāks par Habla sfēras izplešanās ātrumu, tāpēc to gaisma vienmēr aizbēgs. no mums.

Bet, lai Notikumu horizonts pastāvētu, Visumam ir jāpaplašina ar paātrinājumu (kas atbilst mūsdienu priekšstatiem par pasaules kārtību). Galu galā visas galaktikas ap mums pārsniegs notikumu horizontu. Šķiet, ka laiks viņos ir apstājies. Mēs tos bezgalīgi redzēsim ārpus redzesloka, bet mēs nekad neredzēsim tos pilnībā apslēptus.

Tas ir interesanti: ja galaktiku vietā mēs caur teleskopu novērotu lielu pulksteni ar ciparnīcu, un, izejot no Event Horizon, tas rādītu rādītāju stāvokli pulksten 12:00, tad 11:59:59 tās palēninātos uz bezgala ilgu laiku, un attēls kļūtu izplūdušāks, jo ... mūs sasniegtu arvien mazāk fotonu.

Bet, ja zinātnieki kļūdās un nākotnē Visuma paplašināšanās sāks palēnināties, tad tas nekavējoties atceļ notikumu horizonta pastāvēšanu, jo jebkura objekta starojums agrāk vai vēlāk pārsniegs tā aizbēgšanas ātrumu. Jums vienkārši jāgaida simtiem miljardu gadu ...

Ilustrācija: depositphotos | Johans Svanepols

Ja atrodat kļūdu, lūdzu, atlasiet teksta daļu un nospiediet Ctrl + Enter.

Parasti, runājot par Visuma lielumu, viņi domā lokālais Visuma fragments (Visums), kas ir pieejams mūsu novērojumiem.

Šis ir tā sauktais novērojamais Visums – kosmosa reģions, kas mums redzams no Zemes.

Un tā kā Visuma vecums ir aptuveni 13,8 miljardi gadu, neatkarīgi no tā, kurā virzienā mēs skatāmies, mēs redzam gaismu, kas mūs sasniedza 13,8 miljardu gadu laikā.

Tātad, pamatojoties uz to, ir loģiski domāt, ka novērojamajam Visumam jābūt 13,8 x 2 = 27,6 miljardiem gaismas gadu.

Bet tas tā nav! Jo laika gaitā telpa paplašinās. Un tie attālie objekti, kas izstaroja gaismu pirms 13,8 miljardiem gadu, šajā laikā ir aizlidojuši vēl tālāk. Mūsdienās tie atrodas vairāk nekā 46,5 miljardu gaismas gadu attālumā. To divkāršošana ir 93 miljardi gaismas gadu.

Tādējādi novērojamā Visuma reālais diametrs ir 93 miljardi sv. gadiem.

Vizuāls (sfēras formā) novērojamā Visuma trīsdimensiju struktūras attēlojums, kas redzams no mūsu pozīcijas (apļa centra).

Baltas līnijas ir norādītas novērojamā Visuma robežas.
Gaismas plankumi- tās ir galaktiku kopu kopas - superkopas - lielākās zināmās struktūras kosmosā.
Mēroga josla: viens iedalījums augstāk ir 1 miljards gaismas gadu, zemāk ir 1 miljards parseku.
Mūsu māja (centrā)šeit saukts par Jaunavas superkopu, tā ir desmitiem tūkstošu galaktiku sistēma, ieskaitot mūsu pašu, Piena ceļu.

Novērojamā Visuma mēroga vizuālāku attēlojumu sniedz šāds attēls:

Zemes izkārtojums novērotajā Visumā - astoņu karšu sērija

no kreisās puses uz labo augšējā rinda: Zeme - Saules sistēma - Tuvākās zvaigznes - Piena Ceļa galaktika, apakšējā rinda: Lokālā galaktiku grupa - Jaunavas kopa - Lokālais superkops - Novērojamais (novērojamais) Visums.

Lai labāk izjustu un saprastu, par kādiem kolosāliem, ar mūsu zemes priekšstatiem, mērogiem nesalīdzināmiem, ir runa, ir vērts paskatīties palielināts šīs ķēdes skats v mediju skatītājs .

Kā ir ar visu Visumu? Visa Visuma (Visuma, Metaversa) izmērs, domājams, ir daudz lielāks!

Bet, lūk, kāds ir viss šis Visums un kā tas ir sakārtots, tas mums joprojām ir noslēpums ...

Kā ir ar Visuma centru? Vērojamajam Visumam ir centrs – mēs esam! Mēs atrodamies novērojamā Visuma centrā, jo novērojamais Visums ir vienkārši kosmosa daļa, kas mums ir redzama no Zemes.

Un tāpat kā no augsta torņa mēs redzam apļveida laukumu, kura centrā ir pašā tornī, mēs redzam arī telpas apgabalu, kas centrēts no novērotāja. Patiesībā, precīzāk, katrs no mums ir sava novērojamā Visuma centrs.

Bet tas nenozīmē, ka mēs atrodamies visa Visuma centrā, tāpat kā tornis nekādā ziņā nav pasaules centrs, bet tikai centrs tam pasaules gabalam, kas no tā redzams - līdz horizontam. .

Tas pats ir ar novērojamo Visumu.

Kad mēs skatāmies debesīs, mēs redzam gaismu, kas ir lidojusi pret mums 13,8 miljardus gadu no vietām, kas atrodas jau 46,5 miljardu gaismas gadu attālumā.

Mēs neredzam to, kas atrodas aiz šī horizonta.

Naktī skatoties uz zvaigžņotajām debesīm, jūs neviļus uzdodat sev jautājumu: cik daudz zvaigžņu ir debesīs? Vai ir dzīve citur, kā tas viss parādījās un vai tam visam ir gals?

Lielākā daļa zinātnisko astronomu ir pārliecināti, ka Visums radās spēcīgākā sprādziena rezultātā pirms aptuveni 15 miljardiem gadu. Šis milzīgais sprādziens, ko parasti sauc par "Lielo sprādzienu" vai "Lielo triecienu", radās spēcīgas vielas saspiešanas rezultātā, izkliedēja karstas gāzes dažādos virzienos un radīja galaktikas, zvaigznes un planētas. Pat vismodernākās un jaunākās astronomiskās ierīces nespēj aptvert visu kosmosu. Taču mūsdienu tehnoloģijas spēj uztvert gaismu no zvaigznēm, kas atrodas 15 miljardu gaismas gadu attālumā no Zemes! Varbūt šīs zvaigznes jau sen ir pazudušas, tās ir dzimušas, novecojušas un mirušas, taču gaisma no tām ceļoja uz Zemi 15 miljardus gadu, un teleskops to joprojām redz.

Daudzu paaudžu un valstu zinātnieki mēģina ieteikt, aprēķināt mūsu Visuma lielumu, noteikt tā centru. Agrāk tika uzskatīts, ka Visuma centrs ir mūsu planēta Zeme. Koperniks pierādīja, ka tā ir Saule, taču līdz ar zināšanu attīstību un mūsu Piena Ceļa galaktikas atklāšanu kļuva skaidrs, ka ne mūsu planēta, ne pat Saule nav Visuma centrs. Ilgu laiku tika uzskatīts, ka bez Piena ceļa vairs nav galaktiku, taču tas tika noliegts.

Labi zināms zinātnisks fakts liecina, ka Visums nepārtraukti paplašinās un ka zvaigžņotās debesis, ko mēs novērojam, planētu struktūra, ko mēs redzam tagad, ir pilnīgi atšķirīga nekā pirms miljoniem gadu. Ja Visums aug, tad ir malas. Cita teorija saka, ka ārpus mūsu telpas robežām ir arī citi Visumi un pasaules.

Pirmais, kurš nolēma pamatot Visuma bezgalību, bija Isaks Ņūtons. Atklājis universālās gravitācijas likumu, viņš uzskatīja, ka, ja telpa būtu ierobežota, agrāk vai vēlāk visi viņas ķermeņi tiktu piesaistīti un apvienoti vienotā veselumā. Un tā kā tas nenotiek, tad Visumam nav robežu.

Šķiet, ka tas viss ir loģiski un acīmredzami, bet Alberts Einšteins tomēr spēja lauzt šos stereotipus. Viņš radīja savu Visuma modeli, pamatojoties uz savu relativitātes teoriju, saskaņā ar kuru Visums ir bezgalīgs laikā, bet ierobežots telpā. Viņš to salīdzināja ar trīsdimensiju sfēru vai, vienkāršiem vārdiem sakot, ar mūsu zemeslodi. Lai cik daudz ceļotājs ceļotu apkārt Zemei, viņš nekad nesasniegs tās malu. Tomēr tas nebūt nenozīmē, ka Zeme ir bezgalīga. Ceļotājs vienkārši atgriezīsies vietā, kur viņš sāka savu ceļojumu.

Tādā pašā veidā kosmosa klejotājs, startējis no mūsu planētas un uz zvaigžņu kuģa pārvarējis Visumu, var atgriezties atpakaļ uz Zemi. Tikai šoreiz klejotājs pārvietosies nevis pa sfēras divdimensiju virsmu, bet gan pa hipersfēras trīsdimensiju virsmu. Tas nozīmē, ka Visumam ir ierobežots tilpums un līdz ar to arī ierobežots zvaigžņu skaits un masa. Tomēr Visumam nav robežu vai centra. Einšteins uzskatīja, ka Visums ir statisks un tā lielums nekad nemainās.

Tomēr lielākajiem prātiem nav sveši maldi. 1927. gadā mūsu padomju fiziķis Aleksandrs Frīdmans šo modeli ievērojami paplašināja. Pēc viņa aprēķiniem, Visums nemaz nav statisks. Laika gaitā tas var paplašināties vai sarukt. Einšteins šādu labojumu uzreiz nepieņēma, taču līdz ar Habla teleskopa atklāšanu tika pierādīts Visuma izplešanās fakts, jo galaktikas izkliedētas, t.i. attālinājās viens no otra.

Tagad ir pierādīts, ka Visums izplešas ar paātrinājumu, ka tas ir piepildīts ar aukstu tumšo vielu un tā vecums ir 13,75 miljardi gadu. Zinot Visuma vecumu, jūs varat noteikt tā novērojamās zonas lielumu. Bet neaizmirstiet par pastāvīgu paplašināšanos.

Tātad novērojamā Visuma lielums ir sadalīts divos veidos. Šķietamais izmērs, ko sauc arī par Habla rādiusu (13,75 miljardi gaismas gadu), par ko mēs runājām iepriekš. Un reālais izmērs, ko sauc par daļiņu horizontu (45,7 miljardi gaismas gadu). Tagad es paskaidrošu: noteikti, jūs esat dzirdējuši, ka, skatoties debesīs, mēs redzam citu zvaigžņu, planētu pagātni, nevis to, kas notiek tagad. Piemēram, skatoties uz Mēnesi, mēs redzam, kas tas bija pirms nedaudz vairāk kā sekundes, Sauli pirms vairāk nekā astoņām minūtēm, tuvākās zvaigznes – gadiem, galaktikas – pirms miljoniem gadu utt. Tas ir, no Visuma dzimšanas brīža nav fotona, t.i. gaismai nebūtu bijis laika ceļot vairāk nekā 13,75 miljardus gaismas gadu. Bet! Neaizmirstiet par Visuma paplašināšanās faktu. Tātad, kamēr tas nesasniegs novērotāju, topošā Visuma objekts, kas izstaro šo gaismu, būs 45,7 miljardu sv attālumā no mums. gadiem. Šis izmērs ir daļiņu horizonts, un tas ir novērojamā Visuma robeža.

Tomēr abi šie apvāršņi nepavisam neraksturo Visuma reālo izmēru. Tas paplašinās un, ja šī tendence turpināsies, tad visi tie objekti, kurus mēs tagad varam novērot, agri vai vēlu pazudīs no mūsu redzes lauka.

Šobrīd visattālākā astronomu novērotā gaisma ir mikroviļņu fona starojums. Tie ir seni elektromagnētiskie viļņi, kas radās Visuma pirmsākumos. Šie viļņi tiek atklāti, izmantojot ļoti jutīgas antenas un tieši kosmosā. Ielūkojoties reliktajā starojumā, zinātnieki redz Visumu tādu, kāds tas bija 380 tūkstošus gadu pēc Lielā sprādziena. Tajā brīdī Visums tik ļoti atdzisa, ka spēja izstarot brīvus fotonus, kurus mūsdienās tver ar radioteleskopu palīdzību. Tajos laikos Visumā nebija ne zvaigžņu, ne galaktiku, bet tikai nepārtraukts ūdeņraža, hēlija un nenozīmīga daudzuma citu elementu mākonis. No šajā mākonī novērotajām neviendabībām vēlāk veidosies galaktikas kopas.

Zinātnieki joprojām strīdas par to, vai Visumam ir patiesas, neievērojamas robežas. Tā vai citādi visi saplūst Visuma bezgalībā, taču viņi šo bezgalību interpretē pilnīgi atšķirīgi. Daži uzskata, ka Visums ir daudzdimensionāls, kur mūsu “lokālais” trīsdimensiju Visums ir tikai viens no tā slāņiem. Citi saka, ka Visums ir fraktāls – tas nozīmē, ka mūsu vietējais Visums var izrādīties kāda cita daļiņa. Neaizmirstiet par dažādiem Multiverse modeļiem, t.i. bezgalīgi daudzu citu Visumu esamība ārpus mūsu. Un ir daudz, daudz dažādu versiju, kuru skaitu ierobežo tikai cilvēka iztēle.

Vietnes portāls ir informācijas resurss, kurā var iegūt daudz noderīgu un interesantu zināšanu saistībā ar Kosmosu. Vispirms runāsim par mūsu un citiem Visumiem, par debess ķermeņiem, melnajiem caurumiem un parādībām kosmosa zarnās.

Visa pastāvošā kopums, matērija, atsevišķas daļiņas un telpa starp šīm daļiņām tiek saukta par Visumu. Pēc zinātnieku un astrologu domām, Visuma vecums ir aptuveni 14 miljardi gadu. Visuma redzamā daļa ir aptuveni 14 miljardu gaismas gadu liela. Un daži apgalvo, ka Visumam ir 90 miljardi gaismas gadu. Lielākai ērtībai šādu attālumu aprēķināšanā ir ierasts izmantot parsec vērtību. Viens parseks ir vienāds ar 3,2616 gaismas gadiem, kas nozīmē, ka parseks ir attālums, kurā Zemes orbītas vidējais rādiuss tiek skatīts vienas loka sekundes leņķī.

Apbruņojoties ar šiem indikatoriem, jūs varat aprēķināt kosmisko attālumu no viena objekta līdz otram. Piemēram, attālums no mūsu planētas līdz Mēnesim ir 300 000 km jeb 1 gaismas sekunde. Līdz ar to šis attālums līdz Saulei palielinās līdz 8,31 gaismas minūtei.

Visā vēsturē cilvēki ir mēģinājuši atrisināt mīklas, kas saistītas ar Kosmosu un Visumu. Portāla vietnes rakstos jūs varat uzzināt ne tikai par Visumu, bet arī par mūsdienu zinātniskajām pieejām tā pētīšanai. Viss materiāls ir balstīts uz vismodernākajām teorijām un faktiem.

Jāpiebilst, ka Visums ietver lielu skaitu dažādu cilvēkiem zināmu objektu. Visplašāk zināmās no tām ir planētas, zvaigznes, pavadoņi, melnie caurumi, asteroīdi un komētas. Par planētām šobrīd ir skaidrs visvairāk, jo mēs dzīvojam uz vienas no tām. Dažām planētām ir savi pavadoņi. Tātad Zemei ir savs satelīts - Mēness. Papildus mūsu planētai ir vēl 8, kas riņķo ap sauli.

Kosmosā ir daudz zvaigžņu, taču katra no tām nav līdzīga. Tiem ir dažādas temperatūras, izmēri un spilgtums. Tā kā visas zvaigznes ir atšķirīgas, tās tiek klasificētas šādi:

Baltie punduri;

Milži;

Supergianti;

neitronu zvaigznes;

kvazāri;

Pulsāri.

Blīvākā viela, ko mēs zinām, ir svins. Dažās planētās to vielu blīvums var būt tūkstošiem reižu lielāks nekā svina blīvums, kas zinātniekiem rada daudz jautājumu.

Visas planētas riņķo ap Sauli, bet tā arī nestāv uz vietas. Zvaigznes var pulcēties klasteros, kas, savukārt, riņķo arī ap mums vēl nezināmu centru. Šīs kopas sauc par galaktikām. Mūsu galaktiku sauc par Piena ceļu. Visi līdz šim veiktie pētījumi liecina, ka lielākā daļa galaktiku radītās vielas joprojām ir neredzama cilvēkiem. Šī iemesla dēļ to sauca par tumšo vielu.

Par interesantākajiem tiek uzskatīti galaktiku centri. Daži astronomi uzskata, ka iespējamais galaktikas centrs ir Melnais caurums. Šī ir unikāla parādība, kas izveidojusies zvaigznes evolūcijas rezultātā. Bet līdz šim tās visas ir tikai teorijas. Pagaidām nav iespējams veikt eksperimentus vai izpētīt šādas parādības.

Papildus galaktikām Visumā ir arī miglāji (starpzvaigžņu mākoņi, kas sastāv no gāzes, putekļiem un plazmas), relikts starojums, kas caurstrāvo visu Visuma telpu, un daudzi citi mazpazīstami un pat vispār nezināmi objekti.

Visuma ētera ķēde

Materiālo parādību simetrija un līdzsvars ir galvenais strukturālās organizācijas un mijiedarbības princips dabā. Turklāt visās formās: zvaigžņu plazmā un matērijā, pasaulē un atbrīvotajos ēteros. Visa šādu parādību būtība sastāv no to mijiedarbības un pārvērtībām, no kurām lielāko daļu attēlo neredzamais ēteris. To sauc arī par relikto starojumu. Tas ir mikroviļņu kosmiskais fona starojums ar temperatūru 2,7 K. Pastāv uzskats, ka tieši šis vibrējošais ēteris ir pamatprincips visam, kas piepilda Visumu. Ētera sadalījuma anizotropija ir saistīta ar tā kustības virzieniem un intensitāti dažādās neredzamās un redzamās telpas zonās. Visas izpētes un izpētes grūtības ir diezgan salīdzināmas ar grūtībām pētīt turbulentus procesus gāzēs, plazmās un vielu šķidrumos.

Kāpēc daudzi zinātnieki uzskata, ka Visums ir daudzdimensionāls?

Pēc eksperimentu veikšanas laboratorijās un pašā Kosmosā tika iegūti dati, no kuriem var pieņemt, ka dzīvojam Visumā, kurā jebkura objekta atrašanās vietu var raksturot ar laiku un trim telpiskām koordinātām. Šī iemesla dēļ rodas pieņēmums, ka Visums ir četrdimensionāls. Tomēr daži zinātnieki, izstrādājot teorijas par elementārdaļiņām un kvantu gravitāciju, var nonākt pie secinājuma, ka liela skaita dimensiju esamība ir vienkārši nepieciešama. Daži Visuma modeļi neizslēdz tik daudz kā 11 dimensijas.

Jāpiebilst, ka daudzdimensionāla Visuma pastāvēšana ir iespējama ar augstas enerģijas parādībām – melnajiem caurumiem, lielajiem sprādzieniem, busteriem. Tā vismaz ir viena no vadošo kosmologu idejām.

Paplašinošā Visuma modelis ir balstīts uz vispārējo relativitāti. Tika ierosināts adekvāti izskaidrot sarkanās nobīdes struktūru. Izplešanās sākās vienlaikus ar Lielo sprādzienu. Tās stāvokli ilustrē piepūstas gumijas bumbiņas virsma, uz kuras ir uzlikti punktiņi – ekstragalaktiski objekti. Kad šāds balons ir piepūsts, visi tā punkti attālinās viens no otra neatkarīgi no pozīcijas. Saskaņā ar teoriju Visums var bezgalīgi paplašināties vai sarukt.

Visuma barionu asimetrija

Visumā novēroto ievērojamo elementārdaļiņu skaita pieaugumu visā antidaļiņu skaitā sauc par bariona asimetriju. Barionos ietilpst neitroni, protoni un dažas citas īslaicīgas elementārdaļiņas. Šī nelīdzsvarotība notika iznīcināšanas laikmetā, proti, trīs sekundes pēc Lielā sprādziena. Līdz šim barionu un antibarionu skaits atbilda viens otram. Elementāro antidaļiņu un daļiņu masveida iznīcināšanas laikā lielākā daļa no tām apvienojās pāros un pazuda, tādējādi radot elektromagnētisko starojumu.

Age of the Universe portāla vietnē

Mūsdienu zinātnieki uzskata, ka mūsu Visums ir aptuveni 16 miljardus gadu vecs. Tiek lēsts, ka minimālais vecums ir 12–15 miljardi gadu. Minimāli atbaida no vecākajām zvaigznēm mūsu galaktikā. Viņas īsto vecumu var noteikt tikai ar Habla likuma palīdzību, taču īstais nenozīmē precīzu.

Redzamības horizonts

Sfēru ar vienādu attāluma rādiusu, ko gaisma pārvietojas visu Visuma pastāvēšanas laiku, sauc par tās redzamības horizontu. Horizonta pastāvēšana ir tieši proporcionāla Visuma izplešanās un saraušanās procesam. Saskaņā ar Frīdmaņa kosmoloģisko modeli, Visums sāka paplašināties no atsevišķa attāluma apmēram pirms 15-20 miljardiem gadu. Visu laiku gaisma pārvietojas paplašinošajā Visumā atlikušajā attālumā, proti, 109 gaismas gadus. Tāpēc katrs momenta t0 novērotājs pēc izplešanās procesa sākuma var novērot tikai nelielu daļu, ko ierobežo sfēra, kuras rādiuss tajā brīdī ir I. Tos ķermeņus un objektus, kas šobrīd atrodas ārpus šīs robežas, principa, nav novērojami. Gaismai, kas no tām atsitās, vienkārši nav laika sasniegt novērotāju. Tas nav iespējams pat tad, ja gaisma iznāca paplašināšanas procesa sākumā.

Absorbcijas un izkliedes dēļ agrīnajā Visumā, ņemot vērā lielo blīvumu, fotoni nevarēja izplatīties brīvā virzienā. Tāpēc novērotājs spēj fiksēt tikai to starojumu, kas parādījās starojumam caurspīdīgā Visuma laikmetā. Šo laikmetu nosaka laiks t "300 000 gadi, vielas blīvums r" 10-20 g/cm3 un ūdeņraža rekombinācijas moments. No iepriekš minētā izriet, ka jo tuvāk avots atrodas galaktikā, jo lielāka ir tā sarkanās nobīdes vērtība.

Lielais sprādziens

Visuma rašanās brīdi sauc par Lielo sprādzienu. Šī koncepcija ir balstīta uz faktu, ka sākotnēji bija punkts (singularitātes punkts), kurā bija visa enerģija un visa matērija. Par raksturlieluma pamatu tiek uzskatīts lielais vielas blīvums. Kas notika pirms šīs singularitātes, nav zināms.

Nav precīzas informācijas par notikumiem un apstākļiem, kas notikuši pirms mirkļa 5 * 10-44 sekundes (pirmā laika kvanta beigu brīdis) sākuma. Tā laikmeta fiziskajā ziņā var tikai pieņemt, ka tad temperatūra bija aptuveni 1,3 * 1032 grādi ar vielas blīvumu aptuveni 1096 kg / m 3. Šīs vērtības ir robeža esošo ideju pielietošanai. Tās parādās gravitācijas konstantes, gaismas ātruma, Bolcmana un Planka konstantes attiecības dēļ un tiek sauktas par "Planku".

Tie notikumi, kas saistīti ar 5 * 10-44 uz 10-36 sekundēm, atspoguļo "inflācijas Visuma" modeli. Brīdis 10-36 sekundes tiek saukts par "karstā Visuma" modeli.

Laika posmā no 1-3 līdz 100-120 sekundēm izveidojās hēlija kodoli un neliels skaits citu vieglo ķīmisko elementu kodolu. No šī brīža gāzē sāka noteikt ūdeņraža attiecību 78%, hēlija 22%. Pirms viena miljona gadu temperatūra Visumā sāka pazemināties līdz 3000-45000 K, sākās rekombinācijas laikmets. Pirms tam brīvie elektroni sāka apvienoties ar gaismas protoniem un atomu kodoliem. Sāka parādīties hēlija, ūdeņraža atomi un neliels skaits litija atomu. Viela kļuva caurspīdīga, un no tās tika atvienots starojums, kas joprojām tiek novērots.

Nākamie Visuma pastāvēšanas miljards gadu iezīmējās ar temperatūras pazemināšanos no 3000-45000 K līdz 300 K. Šo Visuma periodu zinātnieki nosauca par "tumšo laikmetu", jo vēl nav parādījušies elektromagnētiskā starojuma avoti. . Tajā pašā laika posmā sākotnējo gāzu maisījuma neviendabības tika sablīvētas gravitācijas spēku ietekmē. Simulējot šos procesus datorā, astronomi redzēja, ka tas neatgriezeniski noveda pie milzu zvaigžņu parādīšanās, kas miljoniem reižu pārsniedz Saules masu. Tik lielas masas dēļ šīs zvaigznes uzkarsa līdz neticami augstām temperatūrām un attīstījās desmitiem miljonu gadu laikā, pēc tam eksplodēja kā supernovas. Karsējot līdz augstām temperatūrām, šādu zvaigžņu virsmas radīja spēcīgas ultravioletā starojuma plūsmas. Tādējādi sākās reionizācijas periods. Plazma, kas izveidojās šādu parādību rezultātā, sāka spēcīgi izkliedēt elektromagnētisko starojumu savos spektrālajos īsviļņu diapazonos. Savā ziņā Visums sāka ienirt biezā miglā.

Šīs milzīgās zvaigznes kļuva par pirmajiem ķīmisko elementu avotiem Visumā, kas ir daudz smagāki par litiju. Sāka veidoties 2. paaudzes kosmosa objekti, kuros atradās šo atomu kodoli. Šīs zvaigznes sāka veidoties no smago atomu maisījumiem. Notika atkārtots vairuma starpgalaktisko un starpzvaigžņu gāzu atomu rekombinācijas veids, kas savukārt radīja jaunu elektromagnētiskā starojuma telpas caurspīdīgumu. Visums ir kļuvis tieši tas, ko mēs tagad varam novērot.

Vietnes portālā novērojamā Visuma struktūra

Novērotā daļa ir telpiski neviendabīga. Lielākā daļa galaktiku kopu un atsevišķu galaktiku veido šūnu vai šūnveida struktūru. Viņi veido šūnu sienas, kas ir pāris megaparseku biezas. Šīs šūnas sauc par "tukšumiem". Tiem raksturīgi lieli izmēri, desmitiem megaparseku, un tajā pašā laikā tajos nav vielas ar elektromagnētisko starojumu. Apmēram 50% no kopējā Visuma tilpuma ietilpst "tukšumu" daļā.

Vai zinājāt, ka mūsu novērotajam Visumam ir diezgan noteiktas robežas? Mēs esam pieraduši saistīt Visumu ar kaut ko bezgalīgu un nesaprotamu. Tomēr mūsdienu zinātne uz jautājumu par Visuma "bezgalību" piedāvā pavisam citu atbildi uz šādu "acīmredzamu" jautājumu.

Saskaņā ar mūsdienu koncepcijām novērojamā Visuma izmērs ir aptuveni 45,7 miljardi gaismas gadu (jeb 14,6 gigaparseki). Bet ko šie skaitļi nozīmē?

Pirmais jautājums, kas rodas parastam cilvēkam, ir tas, kā Visums vispār nevar būt bezgalīgs? Šķiet neapstrīdami, ka visa, kas pastāv mums apkārt, konteineram nevajadzētu būt robežām. Ja šīs robežas pastāv, kādas tās ir?

Pieņemsim, ka astronauts ir aizlidojis uz Visuma robežām. Ko viņš redzēs sev priekšā? Cieta siena? Uguns barjera? Un kas aiz tā slēpjas – tukšums? Cits Visums? Bet vai tukšums vai cits Visums var nozīmēt, ka esam uz Visuma robežas? Galu galā tas nenozīmē, ka nav "nekā". Tukšums un cits Visums arī ir "kaut kas". Bet Visums ir kaut kas tāds, kas satur pilnīgi visu "kaut ko".

Mēs nonākam pie absolūtas pretrunas. Izrādās, ka Visuma robežai no mums vajadzētu slēpt kaut ko, kam nevajadzētu būt. Vai arī Visuma robežai vajadzētu norobežot “visu” no “kaut kā”, bet arī šim “kaut kam” vajadzētu būt daļai no “visa”. Vispār pilnīgs absurds. Tad kā zinātnieki var pieprasīt mūsu Visuma ierobežojošo izmēru, masu un pat vecumu? Šīs vērtības, lai arī neiedomājami lielas, tomēr ir ierobežotas. Vai zinātne strīdas ar acīmredzamo? Lai to risinātu, vispirms izsekosim, kā cilvēki nonāca pie mūsdienu izpratnes par Visumu.

Robežu paplašināšana

Kopš neatminamiem laikiem cilvēks ir interesējies par to, kāda ir apkārtējā pasaule. Nav nepieciešams sniegt piemērus par trim vaļiem un citiem seno cilvēku mēģinājumiem izskaidrot Visumu. Kā likums, galu galā viss nonāca pie tā, ka visa pastāvošā pamats ir zemes debess. Pat senatnē un viduslaikos, kad astronomiem bija plašas zināšanas par likumiem, kas regulē planētu kustību pa "stacionāro" debess sfēru, Zeme palika par Visuma centru.

Protams, pat Senajā Grieķijā bija tie, kas uzskatīja, ka Zeme griežas ap Sauli. Bija tie, kas runāja par daudzajām pasaulēm un Visuma bezgalību. Taču konstruktīvs šo teoriju pamatojums radās tikai zinātniskās revolūcijas mijā.

16. gadsimtā poļu astronoms Nikolajs Koperniks veica pirmo lielo izrāvienu zināšanās par Visumu. Viņš stingri pierādīja, ka Zeme ir tikai viena no planētām, kas riņķo ap Sauli. Šāda sistēma ievērojami vienkāršoja izskaidrojumu tik sarežģītai un sarežģītai planētu kustībai debess sfērā. Stacionāras Zemes gadījumā astronomiem bija jāizgudro visdažādākās ģeniālas teorijas, lai izskaidrotu šo planētu uzvedību. No otras puses, ja Zemi uztver kā kustīgu, tad izskaidrojums šādām sarežģītām kustībām rodas dabiski. Tādā veidā astronomijā nostiprinājās jauna paradigma, ko sauc par "heliocentrismu".

Daudzas saules

Tomēr pat pēc tam astronomi turpināja ierobežot Visumu ar "fiksēto zvaigžņu sfēru". Līdz 19. gadsimtam viņi nevarēja novērtēt attālumu līdz zvaigznēm. Vairākus gadsimtus astronomi ir veltīgi mēģinājuši noteikt novirzes zvaigžņu pozīcijā attiecībā pret Zemes orbitālo kustību (ikgadējās paralakses). To laiku instrumenti neļāva veikt tik precīzus mērījumus.

Visbeidzot, 1837. gadā krievu-vācu astronoms Vasilijs Struve izmērīja paralaksi. Tas iezīmēja jaunu soli kosmosa mēroga izpratnē. Tagad zinātnieki varētu droši teikt, ka zvaigznes ir tālu līdzības ar Sauli. Un mūsu spīdeklis turpmāk nav visa centrs, bet līdzvērtīgs bezgalīgās zvaigžņu kopas "iemītnieks".

Astronomi ir nonākuši vēl tuvāk Visuma mēroga izpratnei, jo attālumi līdz zvaigznēm izrādījās patiesi milzīgi. Pat planētu orbītu izmēri salīdzinājumā ar to šķita nenozīmīgi. Tālāk bija jāsaprot, kā zvaigznes koncentrējas.

Daudzi Piena Ceļš

Slavenais filozofs Imanuels Kants jau 1755. gadā paredzēja mūsdienu izpratnes pamatus par Visuma liela mēroga uzbūvi. Viņš izvirzīja hipotēzi, ka Piena ceļš ir milzīga, rotējoša zvaigžņu kopa. Savukārt daudzi no novērotajiem miglājiem ir arī tālāki "piena ceļi" – galaktikas. Neskatoties uz to, līdz 20. gadsimtam astronomi ievēroja faktu, ka visi miglāji ir zvaigžņu veidošanās avoti un ir daļa no Piena ceļa.

Situācija mainījās, kad astronomi iemācījās izmērīt attālumus starp galaktikām, izmantojot. Šāda veida zvaigžņu absolūtais spilgtums ir stingri atkarīgs no to mainīguma perioda. Salīdzinot to absolūto spožumu ar redzamo, ir iespējams ar augstu precizitāti noteikt attālumu līdz tiem. Šo metodi 20. gadsimta sākumā izstrādāja Einārs Hercrungs un Hārlovs Šelpijs. Pateicoties viņam, padomju astronoms Ernsts Epiks 1922. gadā noteica attālumu līdz Andromedai, kas izrādījās par kārtu lielāks nekā Piena Ceļa izmērs.

Edvīns Habls turpināja Epic centienus. Mērot cefeīdu spilgtumu citās galaktikās, viņš izmērīja attālumu līdz tām un salīdzināja to ar sarkano nobīdi to spektros. Tāpēc 1929. gadā viņš izstrādāja savu slaveno likumu. Viņa darbs ir galīgi atspēkojis iesakņojušos priekšstatu, ka Piena ceļš ir Visuma mala. Tagad tā bija viena no daudzajām galaktikām, kas kādreiz tika uzskatītas par tās neatņemamu sastāvdaļu. Kanta hipotēze tika apstiprināta gandrīz divus gadsimtus pēc tās izstrādes.

Pēc tam Habla atklātais savienojums starp galaktikas attālumu no novērotāja un tās noņemšanas ātrumu no novērotāja ļāva izveidot pilnīgu priekšstatu par Visuma liela mēroga struktūru. Izrādījās, ka galaktikas bija tikai nenozīmīga tā daļa. Tie savienojās klasteros, kopas - superkopās. Savukārt superkopas salocās vislielākajās zināmajās struktūrās Visumā – pavedienos un sienās. Šīs struktūras, kas atrodas blakus milzīgiem supertukšumiem (), veido pašlaik zināmā Visuma liela mēroga struktūru.

Šķietamā bezgalība

No iepriekš minētā izriet, ka tikai dažu gadsimtu laikā zinātne ir pakāpeniski pārgājusi no ģeocentrisma uz mūsdienu izpratni par Visumu. Tomēr tas nesniedz atbildi, kāpēc mēs mūsdienās ierobežojam Visumu. Galu galā līdz šim runa bija tikai par kosmosa mērogu, nevis par tā būtību.

Pirmais, kurš nolēma pamatot Visuma bezgalību, bija Īzaks Ņūtons. Atklājis universālās gravitācijas likumu, viņš uzskatīja, ka, ja telpa būtu ierobežota, visi viņas ķermeņi agrāk vai vēlāk saplūstu vienotā veselumā. Pirms viņa, ja kāds izteica domu par Visuma bezgalību, tas bija tikai filozofiski. Bez jebkāda zinātniska pamatojuma. Piemērs tam ir Džordāno Bruno. Starp citu, tāpat kā Kants, viņš par daudziem gadsimtiem apsteidza zinātni. Viņš bija pirmais, kurš paziņoja, ka zvaigznes ir tālas saules un ap tām riņķo planētas.

Šķiet, ka pats bezgalības fakts ir diezgan pamatots un acīmredzams, taču 20. gadsimta zinātnes pagrieziena punkti satricināja šo "patiesību".

Stacionārs visums

Pirmo nozīmīgo soli ceļā uz moderna Visuma modeļa izstrādi veica Alberts Einšteins. Slavenais fiziķis iepazīstināja ar savu stacionārā Visuma modeli 1917. gadā. Šis modelis tika balstīts uz vispārējo relativitātes teoriju, kuru viņš izstrādāja tajā pašā gadā. Saskaņā ar viņa modeli Visums ir bezgalīgs laikā un ierobežots telpā. Bet, kā minēts iepriekš, saskaņā ar Ņūtona domām, Visumam ar ierobežotu izmēru vajadzētu sabrukt. Lai to izdarītu, Einšteins ieviesa kosmoloģisko konstanti, kas kompensēja attālu objektu gravitācijas pievilcību.

Lai cik paradoksāli tas izklausītos, Einšteins neierobežoja Visuma ierobežotību. Viņaprāt, Visums ir slēgts hipersfēras apvalks. Analogija ir parastas trīsdimensiju sfēras virsma, piemēram, globuss vai Zeme. Lai cik daudz ceļotājs ceļotu apkārt Zemei, viņš nekad nesasniegs tās malu. Tomēr tas nebūt nenozīmē, ka Zeme ir bezgalīga. Ceļotājs vienkārši atgriezīsies vietā, kur viņš sāka savu ceļojumu.

Uz hipersfēras virsmas

Tāpat kosmosa klejotājs, uz zvaigžņu kuģa pārvarot Einšteina Visumu, var atgriezties uz Zemes. Tikai šoreiz klejotājs pārvietosies nevis pa sfēras divdimensiju virsmu, bet gan pa hipersfēras trīsdimensiju virsmu. Tas nozīmē, ka Visumam ir ierobežots tilpums un līdz ar to arī ierobežots zvaigžņu skaits un masa. Tomēr Visumam nav robežu vai centra.

Einšteins nonāca pie šādiem secinājumiem, savā slavenajā teorijā saistot telpu, laiku un gravitāciju. Pirms viņa šie jēdzieni tika uzskatīti par atsevišķiem, tāpēc Visuma telpa bija tīri eiklīda. Einšteins pierādīja, ka gravitācija pati par sevi ir telpas laika izliekums. Tas radikāli mainīja agrīnās idejas par Visuma būtību, kas balstījās uz klasisko Ņūtona mehāniku un Eiklīda ģeometriju.

Paplašinošs Visums

Pat pašam "jaunā Visuma" atklājējam maldi nebija sveši. Lai gan Einšteins ierobežoja Visumu kosmosā, viņš turpināja to uzskatīt par statisku. Saskaņā ar viņa modeli Visums bija un paliek mūžīgs, un tā lielums vienmēr paliek nemainīgs. 1922. gadā padomju fiziķis Aleksandrs Fridmans šo modeli ievērojami paplašināja. Pēc viņa aprēķiniem, Visums nemaz nav statisks. Laika gaitā tas var paplašināties vai sarukt. Zīmīgi, ka Frīdmens nonāca pie šāda modeļa, pamatojoties uz to pašu relativitātes teoriju. Viņš spēja pareizāk pielietot šo teoriju, apejot kosmoloģisko konstanti.

Alberts Einšteins šo "grozījumu" nepieņēma uzreiz. Iepriekš minētais Habla atklājums palīdzēja šim jaunajam modelim. Galaktiku izkliede neapstrīdami pierādīja Visuma paplašināšanās faktu. Tāpēc Einšteinam bija jāatzīst sava kļūda. Tagad Visumam bija noteikts vecums, kas ir stingri atkarīgs no Habla konstantes, kas raksturo tā izplešanās ātrumu.

Kosmoloģijas tālākā attīstība

Zinātniekiem cenšoties atrisināt šo problēmu, tika atklātas daudzas citas svarīgas Visuma sastāvdaļas un izstrādāti dažādi tā modeļi. Tātad 1948. gadā Džordžs Gamovs ieviesa hipotēzi "par karstu Visumu", kas vēlāk pārvērtās lielā sprādziena teorijā. 1965. gada atklājums apstiprināja viņa minējumus. Tagad astronomi varēja novērot gaismu, kas ir nolaidusies no brīža, kad Visums kļuva caurspīdīgs.

Tumšā matērija, ko 1932. gadā paredzēja Frics Cvikijs, tika apstiprināta 1975. gadā. Tumšā matērija patiesībā izskaidro galaktiku, galaktiku kopu un paša Visuma pastāvēšanu kopumā. Tātad zinātnieki uzzināja, ka lielākā daļa Visuma masas ir pilnīgi neredzama.

Visbeidzot, 1998. gadā, pētot attālumu līdz, tika atklāts, ka Visums paplašinās ar paātrinājumu. Šis nākamais zinātnes pavērsiens radīja mūsdienu izpratni par Visuma būtību. Kosmoloģiskais koeficients, ko ieviesa Einšteins un atspēkoja Frīdmans, atkal atrada savu vietu Visuma modelī. Kosmoloģiskā koeficienta (kosmoloģiskās konstantes) klātbūtne izskaidro tā paātrināto izplešanos. Lai izskaidrotu kosmoloģiskās konstantes klātbūtni, tika ieviests jēdziens - hipotētisks lauks, kas satur lielāko daļu Visuma masas.

Pašreizējā izpratne par novērojamā Visuma lielumu

Pašreizējo Visuma modeli sauc arī par ΛCDM modeli. Burts "Λ" apzīmē kosmoloģiskās konstantes klātbūtni, kas izskaidro Visuma paātrināto izplešanos. "CDM" nozīmē, ka Visums ir piepildīts ar aukstu tumšo vielu. Jaunākie pētījumi liecina, ka Habla konstante ir aptuveni 71 (km/s) / Mpc, kas atbilst Visuma vecumam 13,75 miljardi gadu. Zinot Visuma vecumu, var novērtēt tā novērojamās zonas lielumu.

Saskaņā ar relativitātes teoriju informācija par jebkuru objektu nevar sasniegt novērotāju ar ātrumu, kas lielāks par gaismas ātrumu (299792458 m / s). Izrādās, ka novērotājs redz ne tikai objektu, bet arī tā pagātni. Jo tālāk objekts atrodas no tā, jo tālāk tas izskatās pagātnē. Piemēram, skatoties uz Mēnesi, mēs redzam, kas tas bija pirms nedaudz vairāk kā sekundes, Sauli pirms vairāk nekā astoņām minūtēm, tuvākās zvaigznes – gadiem, galaktikas – pirms miljoniem gadu utt. Einšteina stacionārajā modelī Visumam nav vecuma ierobežojuma, kas nozīmē, ka arī tā novērojamais apgabals ir neierobežots. Novērotājs, bruņojies ar arvien modernākiem astronomijas instrumentiem, novēros arvien tālākus un senākus objektus.

Mums ir atšķirīga aina ar mūsdienu Visuma modeli. Viņasprāt, Visumam ir vecums un līdz ar to arī novērošanas robeža. Tas nozīmē, ka kopš Visuma dzimšanas nevienam fotonam nebūtu bijis laika nobraukt attālumu, kas pārsniedz 13,75 miljardus gaismas gadu. Izrādās, ka varam apgalvot, ka novērojamo Visumu no novērotāja ierobežo sfērisks apgabals ar rādiusu 13,75 miljardu gaismas gadu. Tomēr tā nav gluži taisnība. Neaizmirstiet par Visuma telpas paplašināšanos. Kamēr fotons nesasniegs novērotāju, objekts, kas to izstaro, no mums atradīsies 45,7 miljardu sv attālumā. gadiem. Šis izmērs ir daļiņu horizonts, un tas ir novērojamā Visuma robeža.

Aiz horizonta

Tātad novērojamā Visuma lielums ir sadalīts divos veidos. Redzamais izmērs, saukts arī par Habla rādiusu (13,75 miljardi gaismas gadu). Un reālais izmērs, ko sauc par daļiņu horizontu (45,7 miljardi gaismas gadu). Principā abi šie apvāršņi nemaz neraksturo Visuma reālo izmēru. Pirmkārt, tie ir atkarīgi no novērotāja stāvokļa telpā. Otrkārt, tie laika gaitā mainās. ΛCDM modeļa gadījumā daļiņu horizonts izplešas ar ātrumu, kas lielāks par Habla horizontu. Uz jautājumu, vai šī tendence nākotnē mainīsies, mūsdienu zinātne nesniedz atbildi. Bet, ja pieņemam, ka Visums turpina paplašināties ar paātrinājumu, tad visi tie objekti, kurus mēs tagad redzam, agri vai vēlu pazudīs no mūsu "redzes lauka".

Šobrīd visattālākā astronomu novērotā gaisma ir mikroviļņu fona starojums. Ielūkojoties tajā, zinātnieki redz Visumu tādu, kāds tas bija 380 tūkstošus gadu pēc Lielā sprādziena. Tajā brīdī Visums tik ļoti atdzisa, ka spēja izstarot brīvus fotonus, kurus mūsdienās tver ar radioteleskopu palīdzību. Tajos laikos Visumā nebija ne zvaigžņu, ne galaktiku, bet tikai nepārtraukts ūdeņraža, hēlija un nenozīmīga daudzuma citu elementu mākonis. No šajā mākonī novērotajām neviendabībām vēlāk veidosies galaktikas kopas. Izrādās, ka tieši tie objekti, kas veidojas no reliktā starojuma neviendabībām, atrodas vistuvāk daļiņu horizontam.

Patiesas robežas

Tas, vai Visumam ir patiesas, neievērojamas robežas, joprojām ir pseidozinātnisku minējumu priekšmets. Tā vai citādi visi saplūst Visuma bezgalībā, taču viņi šo bezgalību interpretē pilnīgi atšķirīgi. Daži uzskata, ka Visums ir daudzdimensionāls, kur mūsu “lokālais” trīsdimensiju Visums ir tikai viens no tā slāņiem. Citi saka, ka Visums ir fraktāls – tas nozīmē, ka mūsu vietējais Visums var izrādīties kāda cita daļiņa. Neaizmirstiet par dažādajiem Multiverse modeļiem ar tā slēgtajiem, atvērtajiem, paralēlajiem Visumiem, tārpu caurumiem. Un ir daudz, daudz dažādu versiju, kuru skaitu ierobežo tikai cilvēka iztēle.

Bet, ja mēs ieslēdzam auksto reālismu vai vienkārši attālināmies no visām šīm hipotēzēm, tad varam pieņemt, ka mūsu Visums ir bezgalīgs viendabīgs visu zvaigžņu un galaktiku krātuve. Turklāt jebkurā ļoti tālā punktā, vai tie būtu miljardi gigaparseku no mums, visi apstākļi būs tieši tādi paši. Šajā brīdī būs tieši tāds pats daļiņu horizonts un Habla sfēra ar tādu pašu relikto starojumu to malās. Apkārt būs tādas pašas zvaigznes un galaktikas. Interesanti, ka tas nav pretrunā ar Visuma paplašināšanos. Galu galā izplešas ne tikai Visums, bet arī tā telpa. Fakts, ka lielā sprādziena brīdī Visums radās no viena punkta, liecina tikai par to, ka toreizējie bezgala mazie (praktiski nulles) izmēri tagad ir pārvērtušies par neiedomājami lieliem. Nākotnē mēs izmantosim šo hipotēzi, lai skaidri izprastu novērojamā Visuma mērogu.

Vizuāls attēlojums

Dažādi avoti nodrošina visu veidu vizuālos modeļus, kas ļauj cilvēkiem saprast Visuma mērogu. Tomēr mums nepietiek, lai apzinātos, cik liels ir kosmoss. Ir svarīgi saprast, kā patiesībā izpaužas tādi jēdzieni kā Habla horizonts un daļiņu horizonts. Lai to izdarītu, soli pa solim iedomāsimies mūsu modeli.

Aizmirsīsim, ka mūsdienu zinātne nezina par Visuma "svešo" reģionu. Atmetot multiversuma, fraktāļu Visuma un citu tā "atveidojumu" versijas, iedomājieties, ka tas ir vienkārši bezgalīgs. Kā minēts iepriekš, tas nav pretrunā ar viņas telpas paplašināšanu. Protams, mēs ņemsim vērā faktu, ka tā Habla sfēra un daļiņu sfēra ir attiecīgi 13,75 un 45,7 miljardi gaismas gadu.

Visuma mērogs

Nospied pogu START un atklāj jaunu, nezināmu pasauli!
Sākumā mēģināsim saprast, cik liels ir universālais mērogs. Ja esat apceļojis mūsu planētu, tad varat iedomāties, cik liela mums ir Zeme. Tagad iedomāsimies mūsu planētu kā griķu graudu, kas riņķo ap arbūzu – Sauli, kas ir uz pusi mazāka par futbola laukumu. Šajā gadījumā Neptūna orbīta atbildīs mazas pilsētas lielumam, laukums līdz Mēnesim, Saules ietekmes robežas apgabals ar Marsu. Izrādās, ka mūsu Saules sistēma ir tikpat lielāka par Zemi, cik Marss ir lielāks par griķiem! Bet tas ir tikai sākums.

Tagad iedomāsimies, ka šie griķi būs mūsu sistēma, kuras izmērs ir aptuveni vienāds ar vienu parseku. Tad Piena ceļš būs divu futbola stadionu lielumā. Tomēr arī ar to mums nepietiks. Mums būs jāsamazina Piena ceļš līdz centimetra izmēram. Tas nedaudz atgādinās kafijas putas, kas ietītas virpulī kafijas melnās starpgalaktikas telpas vidū. Divdesmit centimetru attālumā no tā atrodas tā pati spirālveida "drupata" - Andromedas miglājs. Ap tiem atradīsies mazu galaktiku bars no mūsu vietējās kopas. Mūsu Visuma šķietamais izmērs būs 9,2 kilometri. Mēs esam nonākuši pie izpratnes par Universālajām dimensijām.

Universālā burbuļa iekšpusē

Tomēr mums nepietiek, lai saprastu pašu mērogu. Ir svarīgi izprast Visuma dinamiku. Iedomājieties sevi kā milžus, kuriem Piena Ceļa diametrs ir centimetrs. Kā tikko tika minēts, mēs atradīsim sevi sfērā ar rādiusu 4,57 un diametru 9,24 kilometri. Iedomāsimies, ka spējam lidināties šajā sfērā, ceļot, pārvarot veselus megaparsekus sekundē. Ko mēs redzēsim, ja mūsu Visums ir bezgalīgs?

Protams, pirms mums būs bezgalīgs skaits visu veidu galaktiku. Eliptiska, spirālveida, neregulāra. Daži apgabali būs mudž no tiem, citi būs tukši. Galvenā iezīme būs tāda, ka vizuāli viņi visi būs nekustīgi, kamēr mēs esam nekustīgi. Bet, tiklīdz mēs spēsim soli, galaktikas pašas sāks kustēties. Piemēram, ja mēs spēsim saskatīt mikroskopisko Saules sistēmu centimetru Piena ceļā, mēs varēsim novērot tās attīstību. Attālinoties 600 metrus no mūsu galaktikas, mēs redzēsim Saules protozvaigzni un protoplanetāro disku veidošanās brīdī. Tuvojoties tai, mēs redzēsim, kā parādās Zeme, rodas dzīvība un parādās cilvēks. Tādā pašā veidā mēs redzēsim, kā galaktikas mutē un pārvietojas, mums attālinoties vai tuvojoties tām.

Tāpēc, jo tālākās galaktikas mēs skatīsimies, jo senākas tās mums būs. Tātad visattālākās galaktikas atradīsies tālāk par 1300 metriem no mums, un 1380 metru pagriezienā mēs redzēsim relikto starojumu. Tiesa, šis attālums mums būs iedomāts. Tomēr, tuvojoties relikvijas starojumam, mēs redzēsim interesantu ainu. Protams, mēs novērosim, kā galaktikas veidosies un attīstīsies no sākotnējā ūdeņraža mākoņa. Kad sasniegsim kādu no šīm izveidotajām galaktikām, sapratīsim, ka esam pārvarējuši nevis 1,375 kilometrus, bet gan visus 4,57.

Mērogošana

Rezultātā mēs vēl vairāk palielināsim izmērus. Tagad mēs varam ievietot veselus tukšumus un sienas. Tas mūs ieliks diezgan mazā burbulī, no kura nav iespējams izkļūt. Ne tikai attālums līdz objektiem burbuļa malā palielināsies, tuvojoties tiem, bet arī pati mala bezgalīgi dreifēs. Šī ir visa novērojamā Visuma lieluma būtība.

Neatkarīgi no tā, cik liels ir Visums, novērotājam tas vienmēr paliks ierobežots burbulis. Novērotājs vienmēr atradīsies šī burbuļa centrā, patiesībā viņš ir tā centrs. Mēģinot nokļūt līdz jebkuram objektam burbuļa malā, novērotājs pārvietos tā centru. Tuvojoties objektam, šis objekts virzīsies arvien tālāk no burbuļa malas un tajā pašā laikā mainīsies. Piemēram, no bezveidīga ūdeņraža mākoņa tas pārvērtīsies par pilnvērtīgu galaktiku vai tālāk par galaktiku kopu. Turklāt ceļš uz šo objektu palielināsies, tuvojoties tam, jo ​​mainīsies pati apkārtējā telpa. Kad mēs nonāksim pie šī objekta, mēs to pārvietosim tikai no burbuļa malas uz centru. Visuma malā mirgos arī relikts starojums.

Ja pieņemam, ka Visums turpinās paplašināties ar paātrinātu ātrumu, tad, atrodoties burbuļa centrā un vijas laiku miljardiem, triljoniem un vēl augstākiem gadiem uz priekšu, mēs pamanīsim vēl interesantāku ainu. Lai gan arī mūsu burbulis pieaugs, tā mutējošās sastāvdaļas attālināsies no mums vēl ātrāk, atstājot šī burbuļa malu, līdz katra Visuma daļiņa klīst izkliedēta savā vientuļajā burbulī bez iespējas mijiedarboties ar citām daļiņām.

Tātad mūsdienu zinātnei nav informācijas par to, kādi ir Visuma reālie izmēri un vai tam ir robežas. Taču mēs noteikti zinām, ka novērotajam Visumam ir redzama un patiesa robeža, ko sauc attiecīgi par Habla rādiusu (13,75 miljardi gaismas gadu) un daļiņu rādiusu (45,7 miljardi gaismas gadu). Šīs robežas ir pilnībā atkarīgas no novērotāja stāvokļa telpā un laika gaitā paplašinās. Ja Habla rādiuss stingri izplešas ar gaismas ātrumu, tad daļiņu horizonta paplašināšanās tiek paātrināta. Jautājums par to, vai daļiņu horizonta paātrinājums turpināsies un pāriet uz kompresiju, paliek atklāts.