Dacă Universul nostru nu s-ar extinde, iar viteza luminii tinde spre infinit, întrebările „vedem întregul Univers?” sau „Cât de departe putem vedea universul?” nu ar avea sens. Am vedea „în direct” tot ce se întâmplă în orice colț al spațiului cosmic.

Dar, după cum știți, viteza luminii este finită, iar Universul nostru se extinde și o face cu accelerație. Dacă rata de expansiune este în continuă creștere, atunci există regiuni care scapă de noi la viteze superluminale, pe care, conform logicii, nu le putem vedea. Dar cum este posibil acest lucru? Nu contrazice acest lucru cu adevărat Teoria relativității? În acest caz, nu: până la urmă, spațiul în sine se extinde, dar obiectele din interiorul său rămân la viteze subluminii. Pentru claritate, vă puteți imagina Universul nostru sub forma unui balon, iar un buton lipit de balon va juca rolul unei galaxii. Încercați să umflați un balon: galaxia buton va începe să se îndepărteze de tine odată cu extinderea spațiului din universul balonului, deși viteza proprie a galaxiei buton va rămâne zero.

Se dovedește că trebuie să existe o regiune în care există obiecte care scapă din noi cu o viteză mai mică decât viteza luminii și ale căror radiații le putem detecta în telescoapele noastre. Această zonă se numește Sfera Hubble. Se termină la granița în care viteza de îndepărtare a galaxiilor îndepărtate va coincide cu viteza de mișcare a fotonilor lor care zboară în direcția noastră (adică, viteza luminii). Această graniță a fost numită Orizontul de particule. Este evident că obiectele situate dincolo de Orizontul Particulelor vor avea o viteză mai mare decât viteza luminii și radiația lor nu poate ajunge la noi. Sau mai e posibil?

Să ne imaginăm că Galaxy X se afla în Sfera Hubble și a emis lumină care a ajuns ușor pe Pământ. Dar din cauza expansiunii accelerate a Universului, Galaxy X a depășit orizontul particulelor și se îndepărtează deja de noi cu o viteză mai mare decât viteza luminii. Dar fotonii săi, emiși în Sfera Hubble, încă zboară în direcția planetei noastre și continuăm să-i detectăm, de exemplu. Observăm un obiect care în prezent se îndepărtează de noi cu o viteză care depășește viteza luminii.

Dar dacă galaxia Y nu a fost niciodată în Sfera Hubble și ar avea imediat viteză superluminală când a început radiația? Se dovedește că niciun foton al acestuia nu a vizitat vreodată partea noastră din Univers. Dar asta nu înseamnă că nu se va întâmpla în viitor! Nu trebuie să uităm că și Sfera Hubble se extinde (împreună cu întregul Univers), iar expansiunea sa este mai mare decât viteza cu care un foton al galaxiei Y se îndepărtează de noi (am găsit viteza de îndepărtare a unui foton de galaxia Y prin scăderea vitezei luminii din viteza de evacuare a galaxiei Y). Dacă această condiție este îndeplinită, într-o zi Sfera Hubble va ajunge din urmă cu acești fotoni și vom putea detecta galaxia Y. Acest proces este demonstrat clar în diagrama de mai jos.

Un spațiu care include Sfera HubbleȘi Orizontul particulelor, numit Metagalaxie sau Univers vizibil.

Dar există ceva dincolo de Metagalaxie? Unele teorii cosmice sugerează prezența așa-zisului Orizontul evenimentelor. Poate că ați auzit deja acest nume din descrierea găurilor negre. Principiul funcționării sale rămâne același: nu vom vedea niciodată ce se află dincolo de Orizontul de evenimente, deoarece obiectele situate dincolo de Orizontul de evenimente vor avea o viteză de evacuare a fotonilor mai mare decât viteza de expansiune a Sferei Hubble, astfel încât lumina lor va fugi întotdeauna. de la noi.

Dar pentru ca Orizontul de Evenimente să existe, Universul trebuie să se extindă într-un ritm accelerat (care este în concordanță cu ideile moderne despre ordinea mondială). În cele din urmă, toate galaxiile din jurul nostru vor depăși Orizontul Evenimentelor. Va părea că timpul s-a oprit în ei. Vom vedea cum depășesc la nesfârșit limitele vizibilității, dar nu le vom vedea niciodată complet ascunse.

Acesta este interesant: dacă în loc de galaxii am observat un ceas mare cu cadran într-un telescop, iar plecarea orizontului de evenimente ar indica poziția acelui la 12:00, atunci acestea ar încetini la nesfârșit la 11:59:59, iar imaginea ar deveni mai neclară, deoarece . Din ce în ce mai puțini fotoni ar ajunge la noi.

Dar dacă oamenii de știință se înșală și, în viitor, expansiunea Universului începe să încetinească, atunci acest lucru va anula imediat existența Orizontului de Evenimente, deoarece radiația oricărui obiect își va depăși mai devreme sau mai târziu viteza de evacuare. Trebuie doar să aștepți sute de miliarde de ani...

Ilustrație: depozitphotos| JohanSwanepoel

Dacă găsiți o eroare, evidențiați o bucată de text și faceți clic Ctrl+Enter.

Știați că Universul pe care îl observăm are limite destul de clare? Suntem obișnuiți să asociem Universul cu ceva infinit și de neînțeles. Cu toate acestea, știința modernă, întrebată despre „infinitul” Universului, oferă un răspuns complet diferit la o astfel de întrebare „evidentă”.

Conform conceptelor moderne, dimensiunea Universului observabil este de aproximativ 45,7 miliarde de ani lumină (sau 14,6 gigaparsecs). Dar ce înseamnă aceste numere?

Prima întrebare care vine în minte unei persoane obișnuite este cum poate Universul să nu fie infinit? S-ar părea că este incontestabil că containerul a tot ceea ce există în jurul nostru ar trebui să nu aibă limite. Dacă aceste limite există, care sunt ele mai exact?

Să presupunem că un astronaut ajunge la granițele Universului. Ce va vedea în fața lui? Un zid solid? Bariera de incendiu? Și ce este în spatele ei - golul? Alt Univers? Dar golul sau alt Univers poate însemna că ne aflăm la granița universului? La urma urmei, asta nu înseamnă că nu există „nimic” acolo. Golul și un alt Univers sunt, de asemenea, „ceva”. Dar Universul este ceva care conține absolut totul „ceva”.

Ajungem la o contradicție absolută. Se pare că granița Universului trebuie să ne ascundă ceva care nu ar trebui să existe. Sau granița Universului ar trebui să îndepărteze „totul” de „ceva”, dar acest „ceva” ar trebui, de asemenea, să facă parte din „totul”. În general, absurditate totală. Atunci cum pot oamenii de știință să declare dimensiunea limită, masa și chiar vârsta Universului nostru? Aceste valori, deși neînchipuit de mari, sunt încă finite. Contestă știința cu evidentul? Pentru a înțelege acest lucru, să urmărim mai întâi cum au ajuns oamenii la înțelegerea noastră modernă a Universului.

Extinderea granițelor

Din timpuri imemoriale, oamenii au fost interesați de cum este lumea din jurul lor. Nu este nevoie să dăm exemple ale celor trei piloni și ale altor încercări ale anticilor de a explica universul. De regulă, în cele din urmă totul s-a rezumat la faptul că baza tuturor lucrurilor este suprafața pământului. Chiar și în vremurile antichității și Evul Mediu, când astronomii aveau cunoștințe extinse despre legile mișcării planetare de-a lungul sferei cerești „fixate”, Pământul a rămas centrul Universului.

Desigur, chiar și în Grecia Antică existau cei care credeau că Pământul se învârte în jurul Soarelui. Au fost cei care au vorbit despre multele lumi și despre infinitul Universului. Dar justificări constructive pentru aceste teorii au apărut abia la cotitura revoluției științifice.

În secolul al XVI-lea, astronomul polonez Nicolaus Copernic a făcut prima descoperire majoră în cunoașterea Universului. El a demonstrat ferm că Pământul este doar una dintre planetele care se învârt în jurul Soarelui. Un astfel de sistem a simplificat foarte mult explicația unei mișcări atât de complexe și complicate a planetelor din sfera cerească. În cazul unui Pământ staționar, astronomii au fost nevoiți să vină cu tot felul de teorii inteligente pentru a explica acest comportament al planetelor. Pe de altă parte, dacă Pământul este acceptat ca în mișcare, atunci o explicație pentru astfel de mișcări complicate vine de la sine. Astfel, o nouă paradigmă numită „heliocentrism” a luat loc în astronomie.

Mulți Sori

Cu toate acestea, chiar și după aceasta, astronomii au continuat să limiteze Universul la „sfera stelelor fixe”. Până în secolul al XIX-lea, ei nu au putut estima distanța până la stele. Timp de câteva secole, astronomii au încercat fără niciun rezultat să detecteze abaterile de poziție a stelelor în raport cu mișcarea orbitală a Pământului (paralaxe anuale). Instrumentele acelor vremuri nu permiteau măsurători atât de precise.

În cele din urmă, în 1837, astronomul ruso-german Vasily Struve a măsurat paralaxa. Acesta a marcat un nou pas în înțelegerea dimensiunii spațiului. Acum, oamenii de știință ar putea spune cu siguranță că stelele sunt asemănări îndepărtate cu Soarele. Iar lumina noastră nu mai este centrul tuturor, ci un „rezident” egal al unui grup de stele nesfârșit.

Astronomii s-au apropiat și mai mult de a înțelege scara Universului, deoarece distanțele până la stele s-au dovedit a fi cu adevărat monstruoase. Chiar și dimensiunea orbitelor planetelor părea nesemnificativă în comparație. În continuare a fost necesar să înțelegem cum sunt concentrate stelele în .

Multe Căi Lactee

Celebrul filozof Immanuel Kant a anticipat bazele înțelegerii moderne a structurii pe scară largă a Universului încă din 1755. El a emis ipoteza că Calea Lactee este un uriaș grup de stele în rotație. La rândul lor, multe dintre nebuloasele observate sunt, de asemenea, „căile lactee” mai îndepărtate - galaxii. În ciuda acestui fapt, până în secolul al XX-lea, astronomii credeau că toate nebuloasele sunt surse de formare a stelelor și fac parte din Calea Lactee.

Situația s-a schimbat când astronomii au învățat să măsoare distanțele dintre galaxii folosind . Luminozitatea absolută a stelelor de acest tip depinde strict de perioada de variabilitate a acestora. Comparând luminozitatea lor absolută cu cea vizibilă, este posibil să se determine distanța până la ele cu mare precizie. Această metodă a fost dezvoltată la începutul secolului al XX-lea de Einar Hertzschrung și Harlow Scelpi. Datorită lui, astronomul sovietic Ernst Epic a determinat în 1922 distanța până la Andromeda, care s-a dovedit a fi cu un ordin de mărime mai mare decât dimensiunea Căii Lactee.

Edwin Hubble a continuat inițiativa lui Epic. Măsurând luminozitatea Cefeidelor din alte galaxii, el le-a măsurat distanța și a comparat-o cu deplasarea spre roșu din spectrele lor. Așa că în 1929 și-a dezvoltat faimoasa lege. Lucrarea sa a infirmat definitiv punctul de vedere conform căruia Calea Lactee este marginea Universului. Acum era una dintre multele galaxii care fuseseră odată considerate parte a ei. Ipoteza lui Kant a fost confirmată la aproape două secole de la dezvoltarea ei.

Ulterior, legătura descoperită de Hubble între distanța unei galaxii de la un observator în raport cu viteza de îndepărtare a acesteia de la acesta, a făcut posibilă realizarea unei imagini complete a structurii la scară largă a Universului. S-a dovedit că galaxiile erau doar o parte nesemnificativă a acesteia. S-au conectat în clustere, clustere în superclustere. La rândul lor, superclusterele formează cele mai mari structuri cunoscute din Univers - fire și pereți. Aceste structuri, adiacente supervidurilor uriașe (), constituie structura pe scară largă a Universului cunoscut în prezent.

Infinit aparent

Din cele de mai sus rezultă că, în doar câteva secole, știința a trecut treptat de la geocentrism la o înțelegere modernă a Universului. Totuși, acest lucru nu răspunde de ce limităm Universul astăzi. Până la urmă, până acum vorbeam doar despre scara spațiului, și nu despre însăși natura lui.

Primul care a decis să justifice infinitul Universului a fost Isaac Newton. După ce a descoperit legea gravitației universale, el a crezut că, dacă spațiul ar fi finit, toate corpurile sale s-ar contopi mai devreme sau mai târziu într-un singur întreg. Înaintea lui, dacă cineva a exprimat ideea de infinitatea Universului, a fost exclusiv filozofic. Fără nicio bază științifică. Un exemplu în acest sens este Giordano Bruno. Apropo, ca și Kant, el a fost cu multe secole înaintea științei. El a fost primul care a declarat că stelele sunt sori îndepărtați, iar planetele se învârt și ele în jurul lor.

S-ar părea că însuși faptul infinitului este destul de justificat și evident, dar punctele de cotitură ale științei secolului al XX-lea au zguduit acest „adevăr”.

Univers staționar

Primul pas semnificativ către dezvoltarea unui model modern al Universului a fost făcut de Albert Einstein. Celebrul fizician și-a prezentat modelul de Univers staționar în 1917. Acest model se baza pe teoria generală a relativității, pe care o dezvoltase cu un an mai devreme. Conform modelului său, Universul este infinit în timp și finit în spațiu. Dar, după cum sa menționat mai devreme, potrivit lui Newton, un Univers cu o dimensiune finită trebuie să se prăbușească. Pentru a face acest lucru, Einstein a introdus o constantă cosmologică, care a compensat atracția gravitațională a obiectelor îndepărtate.

Oricât de paradoxal ar suna, Einstein nu a limitat însăși finitudinea Universului. În opinia sa, Universul este o înveliș închisă a unei hipersfere. O analogie este suprafața unei sfere tridimensionale obișnuite, de exemplu, un glob sau Pământul. Indiferent cât de mult călătorește un călător peste Pământ, el nu va ajunge niciodată la marginea acestuia. Totuși, asta nu înseamnă că Pământul este infinit. Călătorul se va întoarce pur și simplu la locul din care și-a început călătoria.

Pe suprafața hipersferei

În același mod, un rătăcitor spațial, care traversează Universul lui Einstein pe o navă, se poate întoarce înapoi pe Pământ. Numai că de această dată rătăcitorul se va deplasa nu de-a lungul suprafeței bidimensionale a unei sfere, ci de-a lungul suprafeței tridimensionale a unei hipersfere. Aceasta înseamnă că Universul are un volum finit și, prin urmare, un număr finit de stele și masă. Cu toate acestea, Universul nu are nici granițe, nici centru.

Einstein a ajuns la aceste concluzii conectând spațiul, timpul și gravitația în celebra sa teorie. Înainte de el, aceste concepte erau considerate separate, motiv pentru care spațiul Universului era pur euclidian. Einstein a demonstrat că gravitația în sine este o curbură a spațiului-timp. Acest lucru a schimbat radical ideile timpurii despre natura Universului, bazate pe mecanica newtoniană clasică și geometria euclidiană.

Univers în expansiune

Nici chiar descoperitorul „noului Univers” însuși nu era străin de iluzii. Deși Einstein a limitat Universul în spațiu, el a continuat să-l considere static. Conform modelului său, Universul a fost și rămâne etern, iar dimensiunea lui rămâne mereu aceeași. În 1922, fizicianul sovietic Alexander Friedman a extins semnificativ acest model. Conform calculelor sale, Universul nu este deloc static. Se poate extinde sau contracta în timp. Este de remarcat faptul că Friedman a ajuns la un astfel de model bazat pe aceeași teorie a relativității. A reușit să aplice mai corect această teorie, ocolind constanta cosmologică.

Albert Einstein nu a acceptat imediat acest „amendament”. Acest nou model a venit în ajutorul descoperirii Hubble menționate anterior. Recesiunea galaxiilor a dovedit incontestabil faptul expansiunii Universului. Așa că Einstein a trebuit să-și recunoască greșeala. Acum Universul avea o anumită vârstă, care depinde strict de constanta Hubble, care caracterizează rata de expansiune a acestuia.

Dezvoltarea în continuare a cosmologiei

Pe măsură ce oamenii de știință au încercat să rezolve această întrebare, au fost descoperite multe alte componente importante ale Universului și au fost dezvoltate diverse modele ale acestuia. Așa că în 1948, George Gamow a introdus ipoteza „Universului fierbinte”, care s-a transformat mai târziu în teoria big bang-ului. Descoperirea din 1965 i-a confirmat suspiciunile. Acum, astronomii au putut observa lumina care a venit din momentul în care Universul a devenit transparent.

Materia întunecată, prezisă în 1932 de Fritz Zwicky, a fost confirmată în 1975. Materia întunecată explică de fapt însăși existența galaxiilor, a clusterelor de galaxii și a structurii universale în sine. Așa au aflat oamenii de știință că cea mai mare parte a masei Universului este complet invizibilă.

În cele din urmă, în 1998, în timpul unui studiu al distanței până la, s-a descoperit că Universul se extinde într-un ritm accelerat. Acest ultim punct de cotitură în știință a dat naștere înțelegerii noastre moderne a naturii universului. Coeficientul cosmologic, introdus de Einstein și infirmat de Friedman, și-a găsit din nou locul în modelul Universului. Prezența unui coeficient cosmologic (constantă cosmologică) explică expansiunea accelerată a acestuia. Pentru a explica prezența unei constante cosmologice, a fost introdus conceptul de câmp ipotetic care conține cea mai mare parte a masei Universului.

Înțelegerea modernă a mărimii Universului observabil

Modelul modern al Universului este numit și modelul ΛCDM. Litera „Λ” înseamnă prezența unei constante cosmologice, ceea ce explică expansiunea accelerată a Universului. „CDM” înseamnă că Universul este umplut cu materie întunecată rece. Studii recente indică faptul că constanta Hubble este de aproximativ 71 (km/s)/Mpc, ceea ce corespunde vârstei Universului de 13,75 miliarde de ani. Cunoscând vârsta Universului, putem estima dimensiunea regiunii sale observabile.

Conform teoriei relativității, informațiile despre orice obiect nu pot ajunge la un observator cu o viteză mai mare decât viteza luminii (299.792.458 m/s). Se pare că observatorul vede nu doar un obiect, ci și trecutul său. Cu cât un obiect este mai departe de el, cu atât trecutul este mai îndepărtat. De exemplu, privind Luna, vedem așa cum a fost cu puțin mai mult de o secundă în urmă, Soarele - cu mai bine de opt minute în urmă, cele mai apropiate stele - ani, galaxii - cu milioane de ani în urmă etc. În modelul staționar al lui Einstein, Universul nu are limită de vârstă, ceea ce înseamnă că regiunea sa observabilă nu este, de asemenea, limitată de nimic. Observatorul, înarmat cu instrumente astronomice din ce în ce mai sofisticate, va observa obiecte din ce în ce mai îndepărtate și mai vechi.

Avem o imagine diferită cu modelul modern al Universului. Potrivit acesteia, Universul are o vârstă, și deci o limită de observație. Adică, de la nașterea Universului, niciun foton nu ar fi putut parcurge o distanță mai mare de 13,75 miliarde de ani lumină. Se pare că putem spune că Universul observabil este limitat de la observator la o regiune sferică cu o rază de 13,75 miliarde de ani lumină. Cu toate acestea, acest lucru nu este chiar adevărat. Nu trebuie să uităm de expansiunea spațiului Universului. Până când fotonul ajunge la observator, obiectul care l-a emis se va afla deja la 45,7 miliarde de ani lumină de noi. ani. Această dimensiune este orizontul particulelor, este granița Universului observabil.

Peste orizont

Deci, dimensiunea Universului observabil este împărțită în două tipuri. Dimensiunea aparentă, numită și raza Hubble (13,75 miliarde de ani lumină). Și dimensiunea reală, numită orizont de particule (45,7 miliarde de ani lumină). Important este că ambele aceste orizonturi nu caracterizează deloc dimensiunea reală a Universului. În primul rând, ele depind de poziția observatorului în spațiu. În al doilea rând, se schimbă în timp. În cazul modelului ΛCDM, orizontul de particule se extinde cu o viteză mai mare decât orizontul Hubble. Știința modernă nu răspunde la întrebarea dacă această tendință se va schimba în viitor. Dar dacă presupunem că Universul continuă să se extindă cu accelerație, atunci toate acele obiecte pe care le vedem acum vor dispărea mai devreme sau mai târziu din „câmpul nostru vizual”.

În prezent, cea mai îndepărtată lumină observată de astronomi este radiația cosmică de fond cu microunde. Privind în el, oamenii de știință văd Universul așa cum a fost la 380 de mii de ani după Big Bang. În acest moment, Universul s-a răcit suficient de mult încât a fost capabil să emită fotoni liberi, care sunt detectați astăzi cu ajutorul radiotelescoapelor. În acel moment, în Univers nu existau stele sau galaxii, ci doar un nor continuu de hidrogen, heliu și o cantitate nesemnificativă de alte elemente. Din neomogenitățile observate în acest nor, grupurile de galaxii se vor forma ulterior. Se pare că tocmai acele obiecte care se vor forma din neomogenități în radiația cosmică de fond cu microunde sunt situate cel mai aproape de orizontul particulelor.

Adevărate Granițe

Dacă Universul are granițe adevărate, neobservabile, este încă o chestiune de speculație pseudoștiințifică. Într-un fel sau altul, toată lumea este de acord asupra infinitului Universului, dar interpretează acest infinit în moduri complet diferite. Unii consideră Universul ca fiind multidimensional, unde Universul nostru tridimensional „local” este doar unul dintre straturile sale. Alții spun că Universul este fractal - ceea ce înseamnă că Universul nostru local poate fi o particulă a altuia. Nu ar trebui să uităm de diferitele modele ale Multiversului cu Universurile sale închise, deschise, paralele și găurile de vierme. Și există multe, multe versiuni diferite, al căror număr este limitat doar de imaginația umană.

Dar dacă activăm realismul rece sau pur și simplu ne dăm înapoi de la toate aceste ipoteze, atunci putem presupune că Universul nostru este un container omogen infinit al tuturor stelelor și galaxiilor. Mai mult, în orice punct foarte îndepărtat, fie că este vorba de miliarde de gigaparsec de la noi, toate condițiile vor fi exact aceleași. În acest moment, orizontul particulelor și sfera Hubble vor fi exact aceleași, cu aceeași radiație relictă la marginea lor. Vor fi aceleași stele și galaxii în jur. Interesant, acest lucru nu contrazice expansiunea Universului. La urma urmei, nu doar Universul se extinde, ci spațiul său însuși. Faptul că în momentul Big Bang-ului Universul a apărut dintr-un punct înseamnă doar că dimensiunile infinit de mici (practic zero) care erau atunci s-au transformat acum în unele neimaginat de mari. În viitor, vom folosi tocmai această ipoteză pentru a înțelege clar amploarea Universului observabil.

Reprezentare vizuala

Diverse surse oferă tot felul de modele vizuale care permit oamenilor să înțeleagă scara Universului. Cu toate acestea, nu este suficient să realizăm cât de mare este cosmosul. Este important să ne imaginăm cum se manifestă de fapt concepte precum orizontul Hubble și orizontul particulelor. Pentru a face acest lucru, să ne imaginăm modelul pas cu pas.

Să uităm că știința modernă nu știe despre regiunea „străină” a Universului. Renunțând la versiunile multiversurilor, a Universului fractal și a celorlalte „variete” ale sale, să ne imaginăm că este pur și simplu infinit. După cum sa menționat mai devreme, acest lucru nu contrazice extinderea spațiului său. Desigur, luăm în considerare faptul că sfera sa Hubble și sfera de particule sunt de 13,75 și, respectiv, 45,7 miliarde de ani lumină.

Scara Universului

Apăsați butonul START și descoperiți o lume nouă, necunoscută!
În primul rând, să încercăm să înțelegem cât de mare este scara universală. Dacă ați călătorit în jurul planetei noastre, vă puteți imagina cât de mare este Pământul pentru noi. Acum imaginați-vă planeta noastră ca un bob de hrișcă care se mișcă pe orbită în jurul unui pepene verde - Soare de mărimea unei jumătăți de teren de fotbal. În acest caz, orbita lui Neptun va corespunde mărimii unui oraș mic, zona va corespunde Lunii, iar zona limitei de influență a Soarelui va corespunde lui Marte. Se dovedește că Sistemul nostru Solar este la fel de mare decât Pământul pe cât este Marte mai mare decât hrișca! Dar acesta este doar începutul.

Acum să ne imaginăm că această hrișcă va fi sistemul nostru, a cărui dimensiune este aproximativ egală cu un parsec. Atunci Calea Lactee va avea dimensiunea a două stadioane de fotbal. Cu toate acestea, acest lucru nu va fi suficient pentru noi. Calea Lactee va trebui, de asemenea, redusă la dimensiunea în centimetri. Va semăna oarecum cu spuma de cafea învelită într-un vârtej în mijlocul spațiului intergalactic negru ca cafea. La douăzeci de centimetri de ea există aceeași „fărâmitură” spirală - Nebuloasa Andromeda. În jurul lor va fi un roi de galaxii mici ale Clusterului nostru Local. Dimensiunea aparentă a Universului nostru va fi de 9,2 kilometri. Am ajuns la o înțelegere a dimensiunilor Universale.

În interiorul bulei universale

Cu toate acestea, nu este suficient să înțelegem scara în sine. Este important să realizăm Universul în dinamică. Să ne imaginăm ca niște giganți, pentru care Calea Lactee are un diametru de centimetru. După cum am menționat tocmai acum, ne vom găsi în interiorul unei mingi cu o rază de 4,57 și un diametru de 9,24 kilometri. Să ne imaginăm că suntem capabili să plutim în interiorul acestei mingi, să călătorim, acoperind megaparsec întregi într-o secundă. Ce vom vedea dacă Universul nostru este infinit?

Desigur, nenumărate galaxii de tot felul vor apărea în fața noastră. Eliptice, spiralate, neregulate. Unele zone vor fi pline de ele, altele vor fi goale. Caracteristica principală va fi că vizual, toate vor fi nemișcate în timp ce noi suntem nemișcați. Dar de îndată ce facem un pas, galaxiile înseși vor începe să se miște. De exemplu, dacă putem discerne un sistem solar microscopic în Calea Lactee lungă de un centimetru, vom putea observa dezvoltarea lui. Depărtându-ne la 600 de metri de galaxia noastră, vom vedea protosteaua Soarele și discul protoplanetar în momentul formării. Apropiindu-ne de el, vom vedea cum apare Pământul, apare viața și apare omul. În același mod, vom vedea cum se schimbă și se mișcă galaxiile pe măsură ce ne îndepărtăm sau ne apropiem de ele.

În consecință, cu cât ne uităm galaxiile mai îndepărtate, cu atât vor fi mai vechi pentru noi. Deci cele mai îndepărtate galaxii vor fi situate la mai mult de 1300 de metri de noi, iar la cotitura de 1380 de metri vom vedea deja radiații relicte. Adevărat, această distanță va fi imaginară pentru noi. Cu toate acestea, pe măsură ce ne apropiem de radiația cosmică de fundal cu microunde, vom vedea o imagine interesantă. În mod firesc, vom observa cum se vor forma și dezvolta galaxiile din norul inițial de hidrogen. Când ajungem la una dintre aceste galaxii formate, vom înțelege că nu am parcurs deloc 1,375 de kilometri, ci toți 4,57.

Micșorează

Ca urmare, vom crește și mai mult în dimensiune. Acum putem plasa goluri întregi și pereți în pumn. Așa că ne vom găsi într-o bulă destul de mică din care este imposibil să ieșim. Nu numai că distanța până la obiectele de la marginea bulei va crește pe măsură ce se apropie, dar marginea în sine se va deplasa la infinit. Acesta este punctul central al mărimii Universului observabil.

Indiferent cât de mare este Universul, pentru un observator va rămâne întotdeauna o bulă limitată. Observatorul va fi întotdeauna în centrul acestei bule, de fapt el este centrul acesteia. Încercând să ajungă la orice obiect de la marginea bulei, observatorul își va deplasa centrul. Pe măsură ce vă apropiați de un obiect, acest obiect se va deplasa din ce în ce mai departe de marginea bulei și, în același timp, se va schimba. De exemplu, dintr-un nor de hidrogen fără formă se va transforma într-o galaxie cu drepturi depline sau, mai departe, într-un cluster galactic. În plus, calea către acest obiect va crește pe măsură ce vă apropiați de el, deoarece spațiul înconjurător în sine se va schimba. După ce am ajuns la acest obiect, îl vom muta doar de la marginea bulei în centrul său. La marginea Universului, radiațiile relicte vor pâlpâi în continuare.

Dacă presupunem că Universul va continua să se extindă într-un ritm accelerat, fiind apoi în centrul bulei și avansând în timp cu miliarde, trilioane și chiar ordine mai mari de ani, vom observa o imagine și mai interesantă. Deși bula noastră va crește, de asemenea, în dimensiune, componentele ei în schimbare se vor îndepărta și mai repede de noi, lăsând marginea acestei bule, până când fiecare particulă a Universului rătăcește separat în bula sa singură, fără posibilitatea de a interacționa cu alte particule.

Deci, știința modernă nu are informații despre dimensiunea reală a Universului și dacă are limite. Dar știm cu siguranță că Universul observabil are o graniță vizibilă și adevărată, numită respectiv raza Hubble (13,75 miliarde de ani lumină) și raza particulelor (45,7 miliarde de ani lumină). Aceste limite depind în întregime de poziția observatorului în spațiu și se extind în timp. Dacă raza Hubble se extinde strict cu viteza luminii, atunci expansiunea orizontului particulelor este accelerată. Întrebarea dacă accelerarea orizontului particulelor va continua în continuare și dacă va fi înlocuită de compresie rămâne deschisă.

Univers... Ce cuvânt groaznic. Amploarea a ceea ce este desemnat de acest cuvânt sfidează orice înțelegere. Pentru noi, a conduce 1000 km este deja o distanță, dar ce înseamnă ele în comparație cu cifra gigantică care indică diametrul minim posibil, din punctul de vedere al oamenilor de știință, al Universului nostru.


Această cifră nu este doar colosală - este ireală. 93 de miliarde de ani lumină! În kilometri, aceasta este exprimată ca 879.847.933.950.014.400.000.000.

Ce este Universul?

Ce este Universul? Cum să înțelegi această imensitate cu mintea ta, pentru că, așa cum a scris Kozma Prutkov, aceasta nu este dată nimănui. Să ne bazăm pe tot ce ne este familiar, lucruri simple care, prin analogii, ne pot conduce la înțelegerea dorită.

Din ce este făcut Universul nostru?

Pentru a înțelege această problemă, mergeți chiar acum la bucătărie și luați buretele de spumă pe care îl folosiți pentru a spăla vasele. Am luat? Deci, ții în mâinile tale un model al Universului. Dacă te uiți mai atent la structura buretelui printr-o lupă, vei vedea că este format din mulți pori deschiși, delimitați nici măcar de pereți, ci mai degrabă de punți.

Universul este ceva asemănător, dar numai materialul folosit pentru poduri nu este cauciuc spumos, ci... ... Nu planete, nu sisteme stelare, ci galaxii! Fiecare dintre aceste galaxii este formată din sute de miliarde de stele care orbitează în jurul unui nucleu central și fiecare poate avea o dimensiune de până la sute de mii de ani lumină. Distanța dintre galaxii este de obicei de aproximativ un milion de ani lumină.

Expansiunea Universului

Universul nu este doar mare, ci se extinde constant. Acest fapt, stabilit prin observarea deplasării la roșu, a stat la baza teoriei Big Bang.


Potrivit NASA, vârsta Universului de la Big Bang care a început este de aproximativ 13,7 miliarde de ani.

Ce înseamnă cuvântul „Univers”?

Cuvântul „Univers” are rădăcini slavone vechi și, de fapt, este o hârtie de calc din cuvântul grecesc oikomenta (οἰκουμένη), provenind de la verb οἰκέω „Eu locuiesc, locuiesc”. Inițial, acest cuvânt denota întreaga parte locuită a lumii. În limbajul bisericesc, un sens similar rămâne până astăzi: de exemplu, Patriarhul Constantinopolului are cuvântul „Ecumenic” în titlu.

Termenul provine de la cuvântul „locuire” și este în consonanță doar cu cuvântul „totul”.

Ce se află în centrul Universului?

Problema centrului Universului este un lucru extrem de confuz și cu siguranță nu a fost încă rezolvată. Problema este că nu este clar dacă există sau nu deloc. Este logic să presupunem că, de când a existat un Big Bang, din epicentrul căruia nenumărate galaxii au început să se despartă, înseamnă că, urmărind traiectoria fiecăreia dintre ele, este posibil să găsim centrul Universului la intersecție. a acestor traiectorii. Dar adevărul este că toate galaxiile se îndepărtează una de cealaltă cu aproximativ aceeași viteză și practic se observă aceeași imagine din fiecare punct al Universului.


Există atât de multe teoretizări aici încât orice academician ar înnebuni. Chiar și a patra dimensiune a fost adusă în joc de mai multe ori, chiar dacă ar fi greșit, dar până în prezent nu există o claritate deosebită în întrebare.

Dacă nu există o definiție clară a centrului Universului, atunci considerăm că vorbirea despre ceea ce este chiar în acest centru este un exercițiu gol.

Ce este dincolo de Univers?

Oh, aceasta este o întrebare foarte interesantă, dar la fel de vagă ca și cea anterioară. În general, nu se știe dacă Universul are limite. Poate că nu există. Poate că există. Poate că, pe lângă Universul nostru, există și altele cu alte proprietăți ale materiei, cu legi ale naturii și constante ale lumii diferite de ale noastre. Nimeni nu poate oferi un răspuns dovedit la o astfel de întrebare.

Problema este că putem observa Universul doar de la o distanță de 13,3 miliarde de ani lumină. De ce? Este foarte simplu: ne amintim că vârsta Universului este de 13,7 miliarde de ani. Având în vedere că observația noastră are loc cu o întârziere egală cu timpul petrecut de lumină pentru a parcurge distanța corespunzătoare, nu putem observa Universul înainte de momentul în care acesta a luat ființă. La această distanță vedem Universul copiilor mici...

Ce altceva știm despre Univers?

Mult si nimic! Știm despre strălucirea relictă, despre șiruri cosmice, despre quasari, găuri negre și multe, multe altele. Unele dintre aceste cunoștințe pot fi fundamentate și dovedite; unele lucruri sunt doar calcule teoretice care nu pot fi dovedite, iar altele sunt doar rodul imaginației bogate a pseudo-savanților.


Dar un lucru știm sigur: nu va veni niciodată un moment în care, ștergându-ne cu ușurare sudoarea de pe frunte, să spunem: „Uf! Problema a fost în sfârșit studiată pe deplin. Nu mai e nimic de prins aici!”

Salutare tuturor! Astăzi vreau să vă împărtășesc impresiile mele despre Univers. Imaginați-vă, nu există sfârșit, a fost întotdeauna interesant, dar s-ar putea întâmpla asta? Din acest articol puteți afla despre stele, tipurile și viața lor, despre big bang, despre găurile negre, despre pulsari și despre câteva alte lucruri importante.

- acesta este tot ce există: spațiu, materie, timp, energie. Include toate planetele, stelele și alte corpuri cosmice.

- aceasta este întreaga lume materială existentă, este nelimitată în spațiu și timp și diversă în formele pe care le ia materia în procesul dezvoltării ei.

Universul studiat de astronomie- aceasta este o parte a lumii materiale care este accesibilă cercetării prin metode astronomice care corespund nivelului atins de știință (această parte a Universului este uneori numită Metagalaxia).

Metagalaxia este o parte a Universului accesibilă metodelor moderne de cercetare. Metagalaxia conține câteva miliarde.

Universul este atât de mare încât este imposibil să-i înțelegi dimensiunea. Să vorbim despre Univers: partea din el care ne este vizibilă se întinde pe 1,6 milioane milioane milioane milioane km - și nimeni nu știe cât de mare este dincolo de vizibil.

Multe teorii încearcă să explice modul în care universul și-a dobândit forma actuală și de unde a venit. Conform celei mai populare teorii, acum 13 miliarde de ani s-a născut ca urmare a unei explozii uriașe. Timpul, spațiul, energia, materia - toate acestea au apărut ca urmare a acestei explozii fenomenale. Este inutil să spunem ce s-a întâmplat înainte de așa-numitul „big bang”; nu a fost nimic înainte.

– conform conceptelor moderne, aceasta este starea Universului în trecut (acum aproximativ 13 miliarde de ani), când densitatea sa medie era de multe ori mai mare decât în ​​prezent. În timp, densitatea Universului scade din cauza expansiunii sale.

În consecință, pe măsură ce ne adâncim în trecut, densitatea crește, până în momentul în care ideile clasice despre timp și spațiu își pierd valabilitatea. Acest moment poate fi luat drept începutul numărătorii inverse. Intervalul de timp de la 0 la câteva secunde este denumit în mod convențional perioada Big Bang-ului.

Materia Universului, la începutul acestei perioade, a primit viteze relative colosale („explodat” și de aici și numele).

Observate în timpul nostru, dovezi ale Big Bang-ului sunt concentrația de heliu, hidrogen și alte elemente luminoase, radiația relictă și distribuția neomogenităților în Univers (de exemplu, galaxii).

Astronomii cred că universul a fost incredibil de fierbinte și plin de radiații după Big Bang.

Particulele atomice - protoni, electroni și neutroni - s-au format în aproximativ 10 secunde.

Atomii înșiși – atomii de heliu și hidrogen – s-au format doar câteva sute de mii de ani mai târziu, când Universul s-a răcit și s-a extins semnificativ în dimensiune.

Ecouri ale Big Bang-ului.

Dacă Big Bang-ul s-ar fi întâmplat acum 13 miliarde de ani, până acum Universul s-ar fi răcit la o temperatură de aproximativ 3 grade Kelvin, adică 3 grade peste zero absolut.

Oamenii de știință au înregistrat zgomot radio de fundal folosind telescoape. Aceste zgomote radio pe tot cerul înstelat corespund acestei temperaturi și sunt considerate a fi ecouri ale big bang-ului care încă ne ajunge.

Potrivit uneia dintre cele mai populare legende științifice, Isaac Newton a văzut un măr căzând la pământ și și-a dat seama că s-a întâmplat sub influența gravitației emanate de Pământul însuși. Mărimea acestei forțe depinde de greutatea corpului.

Gravitația unui măr, care are o masă mică, nu afectează mișcarea planetei noastre; Pământul are o masă mare și atrage mărul spre sine.

În orbitele cosmice, forțele gravitaționale dețin toate corpurile cerești. Luna se deplasează de-a lungul orbitei Pământului și nu se îndepărtează de ea; în orbitele circumsolare, forța gravitațională a Soarelui ține planetele, iar Soarele este menținut în poziție în raport cu alte stele, o forță care este mult mai mare decât gravitațională. forta.

Soarele nostru este o stea și una destul de obișnuită de dimensiuni medii. Soarele, ca toate celelalte stele, este o minge de gaz luminos și este ca un cuptor colosal, care produce căldură, lumină și alte forme de energie. Sistemul solar este format din planete aflate pe orbită solară și, bineînțeles, din soarele însuși.

Alte stele, pentru că sunt foarte departe de noi, apar minuscule pe cer, dar, de fapt, unele dintre ele sunt de sute de ori mai mari în diametru decât Soarele nostru.

Stele și galaxii.

Astronomii determină locația stelelor plasându-le în constelații sau în relație cu acestea. Constelație - acesta este un grup de stele vizibile într-o anumită zonă a cerului nopții, dar nu întotdeauna, în realitate, situate în apropiere.

Stelele din vastele întinderi ale spațiului sunt grupate în arhipelaguri stelare numite galaxii. Galaxia noastră, care se numește Calea Lactee, include Soarele cu toate planetele sale. Galaxia noastră este departe de a fi cea mai mare, dar este suficient de imensă pentru a ne imagina.

Distanțele din Univers sunt măsurate în raport cu viteza luminii; omenirea nu știe nimic mai rapid decât ea. Viteza luminii este de 300 mii km/sec. Ca an lumină, astronomii folosesc o astfel de unitate - aceasta este distanța pe care o rază de lumină ar parcurge-o într-un an, adică 9,46 milioane de km.

Proxima din constelația Centaur este cea mai apropiată stea de noi. Este situat la 4,3 ani lumină distanță. Nu o vedem așa cum am privit-o acum mai bine de patru ani. Și lumina Soarelui ajunge la noi în 8 minute și 20 de secunde.

Calea Lactee cu sute de mii de milioane de stele are forma unei roți gigantice rotative cu o axă proeminentă - butucul. Soarele este situat la 250 de mii de ani lumină de axa sa, mai aproape de marginea acestei roți. Soarele se învârte în jurul centrului galaxiei pe orbita sa la fiecare 250 de milioane de ani.

Galaxia noastră este una dintre multe și nimeni nu știe câte sunt în total. Au fost deja descoperite peste un miliard de galaxii și multe milioane de stele în fiecare dintre ele. La sute de milioane de ani lumină de pământeni sunt cele mai îndepărtate dintre galaxiile deja cunoscute.

Privim în trecutul cel mai îndepărtat al Universului studiindu-le. Toate galaxiile se îndepărtează de noi și unele de altele. Se pare că Universul încă se extinde, iar Big Bang-ul a fost originea lui.

Ce tipuri de stele există?

Stelele sunt bile de gaz ușor (plasmă) asemănătoare cu Soarele. Ele sunt formate dintr-un mediu cu gaz praf (mai ales din heliu și hidrogen), din cauza instabilității gravitaționale.

Stelele sunt diferite, dar odată ce toate au apărut și după milioane de ani vor dispărea. Soarele nostru are aproape 5 miliarde de ani și, potrivit astronomilor, va exista la fel de mult timp, apoi va începe să moară.

Soare - aceasta este o singură stea, multe alte stele sunt binare, adică sunt formate din două stele care se învârt una în jurul celeilalte. Astronomii cunosc, de asemenea, stele triple și așa-numitele multiple, care constau din multe corpuri stelare.

Supergiganții sunt cele mai mari stele.

Antares, cu un diametru de 350 de ori mai mare decât diametrul Soarelui, este una dintre aceste stele. Cu toate acestea, toate supergiganții au densități foarte scăzute. Giganții sunt stele mai mici, cu un diametru de 10 până la 100 de ori mai mare decât Soarele.

Densitatea lor este, de asemenea, scăzută, dar este mai mare decât cea a supergiganților. Cele mai multe stele vizibile, inclusiv Soarele, sunt clasificate ca stele din secvența principală sau stele intermediare. Diametrul lor poate fi fie de zece ori mai mic, fie de zece ori mai mare decât diametrul Soarelui.

Piticile roșii sunt numite cele mai mici stele din secvența principală și pitice albe - sunt numite corpuri și mai mici care nu mai aparțin stelelor din secvența principală.

Piticile albe (cam de dimensiunea planetei noastre) sunt extrem de dense, dar foarte slabe. Densitatea lor este de multe milioane de ori mai mare decât densitatea apei. Numai în Calea Lactee pot exista până la 5 miliarde de pitice albe, deși oamenii de știință au descoperit până acum doar câteva sute de astfel de corpuri.

Să vedem un videoclip care compară dimensiunile stelelor ca exemplu.

Viața unei vedete.

Fiecare stea, așa cum am menționat mai devreme, se naște dintr-un nor de praf și hidrogen. Universul este plin de astfel de nori.

Formarea unei stele începe atunci când, sub influența altei forțe (nimeni nu înțelege) și sub influența gravitației, după cum spun astronomii, are loc colapsul sau „prăbușirea” unui corp ceresc: norul începe să se rotească și centrul lui se încălzește. Puteți urmări evoluția stelelor.

Reacțiile nucleare încep atunci când temperatura din interiorul unui nor de stele atinge un milion de grade.

În timpul acestor reacții, nucleele atomilor de hidrogen se combină pentru a forma heliu. Energia produsă de reacții este eliberată sub formă de lumină și căldură, iar o nouă stea se aprinde.

Praful de stele și gazele reziduale sunt observate în jurul stelelor noi. Planetele s-au format în jurul Soarelui nostru din această materie. Cu siguranță, planete similare s-au format în jurul altor stele și este probabil să existe unele forme de viață pe multe planete, a căror descoperire omenirea nu o cunoaște.

Explozii de stele.

Soarta unei stele depinde în mare măsură de masa ei. Când o stea precum Soarele nostru își folosește „combustibilul” cu hidrogen, învelișul de heliu se contractă, iar straturile exterioare se extind.

Steaua devine o gigantă roșie în această etapă a vieții sale. Apoi, în timp, straturile sale exterioare se îndepărtează brusc, lăsând în urmă doar un mic nucleu strălucitor al stelei - pitic alb. Pitic negru(o masă uriașă de carbon) steaua devine, răcindu-se treptat.

O soartă mai dramatică așteaptă stelele cu o masă de câteva ori mai mare decât masa Pământului.

Ei devin supergiganți, mult mai mari decât giganții roșii, pe măsură ce combustibilul lor nuclear se epuizează și se extind pentru a deveni atât de uriași.

Ulterior, sub influența gravitației, are loc o prăbușire bruscă a nucleelor ​​lor. Steaua este sfâșiată de o explozie inimaginabilă de energie eliberată.

Astronomii numesc o astfel de explozie o supernova. De milioane de ori mai strălucitoare decât Soarele, o supernova strălucește de ceva timp. Pentru prima dată în 383 de ani, în februarie 1987, o supernova dintr-o galaxie vecină a fost vizibilă cu ochiul liber de pe Pământ.

În funcție de masa inițială a stelei, un corp mic numit stea neutronică poate fi lăsat în urmă după o supernova. Cu un diametru de cel mult câteva zeci de kilometri, o astfel de stea este formată din neutroni solizi, ceea ce face ca densitatea sa de multe ori mai mare decât densitatea enormă a piticelor albe.

Găuri negre.

Forța colapsului miezului în unele supernove este atât de mare încât comprimarea materiei practic nu duce la dispariția acesteia. În loc de materie, rămâne o secțiune a spațiului exterior cu gravitație incredibil de mare. O astfel de zonă se numește gaură neagră; forța sa este atât de puternică încât trage totul în sine.

Găurile negre nu pot fi vizibile din cauza naturii lor. Cu toate acestea, astronomii cred că le-au localizat.

Astronomii caută sisteme de stele binare cu radiații puternice și cred că aceasta provine din scăparea materiei în gaura neagră, însoțită de temperaturi de încălzire de milioane de grade.

O astfel de sursă de radiații a fost descoperită în constelația Cygnus (așa-numita gaură neagră Cygnus X-1). Unii oameni de știință cred că, pe lângă găurile negre, există și cele albe. Aceste găuri albe apar în locul unde materia colectată se pregătește să înceapă formarea de noi corpuri stelare.

Universul este, de asemenea, plin de formațiuni misterioase numite quasari. Acestea sunt probabil nucleele galaxiilor îndepărtate care strălucesc puternic, iar dincolo de ele nu vedem nimic în Univers.

La scurt timp după formarea Universului, lumina lor a început să se miște în direcția noastră. Oamenii de știință cred că o energie egală cu cea a quasarelor nu poate proveni decât din găurile cosmice.

Pulsarii nu sunt mai puțin misterioși. Pulsarii sunt formațiuni care emit în mod regulat fascicule de energie. Ele, conform oamenilor de știință, sunt stele care se rotesc rapid și din ele emană raze de lumină, ca niște faruri cosmice.

Viitorul Universului.

Nimeni nu știe care este destinul universului nostru. Se pare că, după explozia inițială, încă se extinde. Există două scenarii posibile într-un viitor foarte îndepărtat.

Potrivit primului dintre ei, Teoria spațiului deschis, Universul se va extinde până când toată energia este cheltuită pentru toate stelele și galaxiile încetează să mai existe.

Al doilea - teoria spațiului închis, conform căreia, expansiunea Universului se va opri cândva, va începe să se contracte din nou și va continua să se micșoreze până când va dispărea în acest proces.

Oamenii de știință au numit acest proces, prin analogie cu big bang-ul, marea compresie. Ca urmare, ar putea avea loc un alt big bang, creând un nou Univers.

Deci, totul a avut un început și va fi un sfârșit, dar nimeni nu știe ce va fi...

Privind cerul înstelat noaptea, involuntar te întrebi: câte stele sunt pe cer? Mai există viață pe undeva, cum a apărut totul și există un sfârșit la toate?

Majoritatea astronomilor sunt încrezători că Universul s-a născut ca urmare a unei explozii puternice, acum aproximativ 15 miliarde de ani. Această explozie uriașă, numită de obicei „Big Bang” sau „Big Impact”, s-a format dintr-o comprimare puternică a materiei, a dispersat gaze fierbinți în diferite direcții și a dat naștere la galaxii, stele și planete. Nici cele mai moderne și noi dispozitive astronomice nu sunt capabile să acopere întreg spațiul. Dar tehnologia modernă poate capta lumina de la stelele aflate la 15 miliarde de ani lumină distanță de Pământ! Poate că aceste stele au dispărut de mult, s-au născut, au îmbătrânit și au murit, dar lumina de la ele a călătorit pe Pământ timp de 15 miliarde de ani și telescopul încă o vede.

Oamenii de știință din multe generații și țări încearcă să ghicească, să calculeze dimensiunea Universului nostru și să-i determine centrul. Anterior, se credea că centrul Universului era planeta noastră Pământ. Copernic a demonstrat că acesta este Soarele, dar odată cu dezvoltarea cunoștințelor și descoperirea galaxiei noastre Calea Lactee, a devenit clar că nici planeta noastră și nici măcar Soarele nu sunt centrul Universului. Multă vreme au crezut că nu există alte galaxii în afară de Calea Lactee, dar acest lucru a fost și negat.

Un fapt științific binecunoscut spune că Universul este în continuă expansiune, iar cerul înstelat pe care îl observăm, structura planetelor pe care le vedem acum, este complet diferită de acum milioane de ani. Dacă Universul crește, înseamnă că există margini. O altă teorie spune că dincolo de granițele spațiului nostru există alte Universuri și lumi.

Primul care a decis să demonstreze infinitul Universului a fost Isaac Newton. După ce a descoperit legea gravitației universale, el a crezut că, dacă spațiul ar fi finit, mai devreme sau mai târziu toate corpurile sale s-ar atrage și s-ar contopi într-un singur întreg. Și din moment ce acest lucru nu se întâmplă, înseamnă că Universul nu are granițe.

S-ar părea că toate acestea sunt logice și evidente, dar totuși Albert Einstein a reușit să spargă aceste stereotipuri. El și-a creat modelul Universului pe baza teoriei sale a relativității, conform căreia Universul este infinit în timp, dar finit în spațiu. El a comparat-o cu o sferă tridimensională sau, în termeni simpli, cu globul nostru. Indiferent cât de mult călătorește un călător peste Pământ, el nu va ajunge niciodată la marginea acestuia. Totuși, asta nu înseamnă că Pământul este infinit. Călătorul se va întoarce pur și simplu la locul din care și-a început călătoria.

În același mod, un rătăcitor spațial, pornind de pe planeta noastră și traversând Universul pe o navă, se poate întoarce înapoi pe Pământ. Numai că de această dată rătăcitorul se va deplasa nu de-a lungul suprafeței bidimensionale a unei sfere, ci de-a lungul suprafeței tridimensionale a unei hipersfere. Aceasta înseamnă că Universul are un volum finit și, prin urmare, un număr finit de stele și masă. Cu toate acestea, Universul nu are nici granițe, nici centru. Einstein credea că Universul este static și dimensiunea lui nu se schimbă niciodată.

Cu toate acestea, cele mai mari minți nu sunt deasupra iluziilor. În 1927, fizicianul nostru sovietic Alexander Friedman a extins semnificativ acest model. Conform calculelor sale, Universul nu este deloc static. Se poate extinde sau contracta în timp. Einstein nu a acceptat imediat acest amendament, dar odată cu descoperirea telescopului Hubble s-a dovedit faptul expansiunii Universului, deoarece galaxii împrăștiate, adică se îndepărtau unul de celălalt.

S-a dovedit acum că Universul se extinde într-un ritm accelerat, că este umplut cu materie întunecată rece și vârsta lui este de 13,75 miliarde de ani. Cunoscând vârsta Universului, putem determina dimensiunea regiunii sale observabile. Dar nu uitați de expansiunea constantă.

Deci, dimensiunea Universului observabil este împărțită în două tipuri. Dimensiunea aparentă, numită și raza Hubble (13,75 miliarde de ani lumină), despre care am discutat mai sus. Și dimensiunea reală, numită orizont de particule (45,7 miliarde de ani lumină). Acum vă explic: probabil ați auzit că atunci când ne uităm la cer, vedem trecutul altor stele și planete, și nu ceea ce se întâmplă acum. De exemplu, privind Luna, vedem așa cum a fost cu puțin mai mult de o secundă în urmă, Soarele - cu mai bine de opt minute în urmă, cele mai apropiate stele - ani, galaxii - cu milioane de ani în urmă etc. Adică de la nașterea Universului, niciun foton, adică. lumina nu ar avea timp să călătorească mai mult de 13,75 miliarde de ani lumină. Dar! Nu ar trebui să uităm de faptul expansiunii Universului. Deci, în momentul în care va ajunge la observator, obiectul Universului în curs de dezvoltare care a emis această lumină se va afla deja la 45,7 miliarde de ani lumină de noi. ani. Această dimensiune este orizontul particulelor, este granița Universului observabil.

Cu toate acestea, ambele aceste orizonturi nu caracterizează deloc dimensiunea reală a Universului. Se extinde și dacă această tendință va continua, atunci toate acele obiecte pe care le putem observa acum vor dispărea mai devreme sau mai târziu din câmpul nostru vizual.

În prezent, cea mai îndepărtată lumină observată de astronomi este radiația cosmică de fond cu microunde. Acestea sunt unde electromagnetice antice care au apărut la nașterea Universului. Aceste unde sunt detectate folosind antene foarte sensibile și direct în spațiu. Privind în radiația cosmică de fond cu microunde, oamenii de știință văd Universul așa cum a fost la 380 de mii de ani după Big Bang. În acest moment, Universul s-a răcit suficient de mult încât a fost capabil să emită fotoni liberi, care sunt detectați astăzi cu ajutorul radiotelescoapelor. În acel moment, în Univers nu existau stele sau galaxii, ci doar un nor continuu de hidrogen, heliu și o cantitate nesemnificativă de alte elemente. Din neomogenitățile observate în acest nor, grupurile de galaxii se vor forma ulterior.

Oamenii de știință încă dezbat dacă există limite adevărate, neobservabile, ale Universului. Într-un fel sau altul, toată lumea este de acord asupra infinitului Universului, dar interpretează acest infinit în moduri complet diferite. Unii consideră Universul ca fiind multidimensional, unde Universul nostru tridimensional „local” este doar unul dintre straturile sale. Alții spun că Universul este fractal - ceea ce înseamnă că Universul nostru local poate fi o particulă a altuia. Nu trebuie să uităm de diferitele modele ale Multiversului, i.e. existența unui număr infinit de alte universuri dincolo de al nostru. Și există multe, multe versiuni diferite, al căror număr este limitat doar de imaginația umană.