Если вселенная расширяется, то куда.

оБ УБНПН ДЕМЕ, ЬФПФ ЧПРТПУ ВЕУРПЛПЙФ, ОБЧЕТОПЕ, ЧУЕИ ХЮЕОЩИ:)
чЙДЙНБС ЮБУФШ чУЕМЕООПК ТБУЫЙТСЕФУС – ЖБЛФ. рТЙНЕОЙЧ УЧПА ФЕПТЙА ПФОПУЙФЕМШОПУФЙ ЛП ЧУЕМЕООПК, бМШВЕТФ ьКОЫФЕКО ПВОБТХЦЙМ, ЮФП ФБЛПЗП ТЕЫЕОЙС, ЛПФПТПНХ ХДПЧМЕФЧПТСМБ ВЩ ОЕ НЕОСАЭБСУС УП ЧТЕНЕОЕН ЧУЕМЕООБС, ОЕ РПМХЮБЕФУС. юФПВЩ ДПВЙФШУС УФБГЙПОБТОПУФЙ ЧУЕМЕООПК ПО ЧЧЕМ ДПРПМОЙФЕМШОПЕ УМБЗБЕНПЕ – Ф.О. МСНВДБ-ЮМЕО. оП ДП УЙИ РПТ ОЙЛФП ОЕ УНПЗ ОБКФЙ ЛБЛПЗП-МЙВП ЖЙЪЙЮЕУЛПЗП ПВПУОПЧБОЙС ЬФПЗП ДПРПМОЙФЕМШОПЗП ЮМЕОБ. рПЪЦЕ Ч ОБЮБМЕ 20-И ЗЗ. б.б.жТЙДНБО ТЕЫЙМ ДМС ЧУЕМЕООПК ХТБЧОЕОЙС ПВЭЕК ФЕПТЙЙ ПФОПУЙФЕМШОПУФЙ, ОЕ ОБЛМБДЩЧБС ХУМПЧЙС УФБГЙПОБТОПУФЙ. пО ДПЛБЪБМ, ЮФП НПЗХФ УХЭЕУФЧПЧБФШ ДЧБ ТЕЫЕОЙС ДМС ЧУЕМЕООПК: ТБУЫЙТСАЭЙКУС НЙТ Й УЦЙНБАЭЙКУС НЙТ. рПМХЮЕООЩЕ жТЙДНБОПН ХТБЧОЕОЙС ЙУРПМШЪХАФ ДМС ПРЙУБОЙС ЬЧПМАГЙЙ ЧУЕМЕООПК Й Ч ОБУФПСЭЕЕ ЧТЕНС. ч 1929 З. ьДЧЙО иБВВМ РПДФЧЕТДЙМ ТБУЫЙТЕОЙЕ ЧЙДЙНПК ЮБУФЙ ЧУЕМЕООПК. пО ЙУРПМШЪПЧБМ ЬЖЖЕЛФ дПРМЕТБ. пО ПВОБТХЦЙМ Ф.О. ЛТБУОПЕ УНЕЭЕОЙЕ Ч УРЕЛФТБИ ЗБМБЛФЙЛ. нБМП ФПЗП, ПО ХУФБОПЧЙМ ФБЛ ЦЕ, ЮФП ВПМЕЕ ДБМЕЛЙЕ ЗБМБЛФЙЛЙ ДЧЙЦХФУС ЪОБЮЙФЕМШОП ВЩУФТЕЕ. ьФПФ ЪБЛПО РПМХЮЙМ ОБЪЧБОЙЕ «ЪБЛПО иБВВМБ». ч РПУМЕДУФЧЙЙ ПВОБТХЦЙМЙ ЕЭЕ Й ТЕМЙЛФПЧПЕ ЙЪМХЮЕОЙЕ...
«б ЮФП ФБН ДБМШЫЕ?»
рП УХФЙ, ПФЧЕФЙФШ ОБ ЬФПФ ЧПРТПУ НПЦОП ДЧХНС РХФСНЙ – ЙЪХЮЙФШ ФП, ЮФП ОБИПДЙФУС ЧОЕ ЧУЕМЕООПК ЙМЙ ЙЪХЮЙФШ ФП, ЮФП ВЩМП ДП РПСЧМЕОЙС ОБЫЕК ЧУЕМЕООПК. лБЛ ОЙ УФТБООП, ОП ОБ ДБООПН ЬФБРЕ ТБЪЧЙФЙС ЮЕМПЧЕЮЕУФЧБ, ОБН «РТПЭЕ» ЙЪХЮБФШ РТПЫМПЕ ЧУЕМЕООПК. пРСФШ ЦЕ, ЛБЛ ОЙ УФТБООП, ЙЪХЮБФШ ЬЧПМАГЙА ЗЙЗБОФУЛПК ЧУЕМЕООПК ОБН РПНПЗБАФ УБНЩЕ НЕМШЮБКЫЙЕ, ЙЪЧЕУФОЩЕ ОБН, ЮБУФЙГЩ – Ч ыЧЕКГБТЙЙ УПЪДБЕФУС УБНЩК ВПМШЫПК Ч НЙТЕ ХУЛПТЙФЕМШ ЮБУФЙГ, РТЕДРПМБЗБЕФУС, ЮФП ЕЗП УФТПЙФЕМШУФЧП РПЪЧПМЙФ ЮБУФЙЮОП ЧПУУПЪДБФШ ФПФ НЙТ, НЙТ, Ч ЛПФПТПН ОЕ ВЩМП... ОЕ ВЩМП ОБУ...
рП РПЧПДХ ФПЗП, ЮФП ЦЕ «ФБН» НПЦОП ЗБДБФШ Й ЖБОФБЪЙТПЧБФШ ВЕУЛПОЕЮОП – ЧПЪНПЦОП, ФБН УПЧУЕН ОЕЪОБЛПНЩК ОБН НЙТ У БВУПМАФОП ЙОЩНЙ УЧПКУФЧБНЙ РТПУФТБОУФЧБ Й ЧТЕНЕОЙ, НПЦЕФ ФБН ОБИПДЙФУС ОЕЛЙК ЧОЕЫОЙК НЙТ, УП УЧПЙНЙ «ТБЪХНОЩНЙ» УХЭЕУФЧБНЙ, ЙМЙ ФБН ОБИПДЙФУС Ф.О. вПЗ, Б НПЦЕФ ФБН Й ЧПЧУЕ РПРТПУФХ ОЙЮЕЗП ОЕФ:(рТЙЮЕН, ЕУФШ ЧЕТПСФОПУФШ, ЮФП ФБН ОЕФ ОЕ ФПМШЛП ЧЕЭЕУФЧБ, ОП Й ФБЛЙИ РПОСФЙК, ЛБЛ «ЧТЕНС» ЙМЙ «РТПУФТБОУФЧП»... ч ОБУФПСЭЕЕ ЧТЕНС ТЕБМШОЩИ ЗЙРПФЕЪ П ФПН, ЮФП "ФБН" ОЕ УХЭЕУФЧХЕФ - РПРТПУФХ ОЕ ОБ ЮФП ПРЕТЕФШУС....
еУФШ ПЮЕОШ ЙОФЕТЕУОПЕ, ЕНЛПЕ Й РПОСФОПЕ УТБЧОЕОЙЕ. чПФ НЩ УЕКЮБУ ЛБЛ ТЩВЩ – ПОЙ РМБЧБАФ ФПМШЛП Ч ЧПДЕ Й ОЕ ЪОБАФ ОЙЮЕЗП П УХЭЕУФЧПЧБОЙЙ ЧОЕЫОЕЗП НЙТБ Й НБМП ФПЗП, Ч УЙМХ ПРТЕДЕМЕООЩИ ЖЙЪЙЮЕУЛЙИ ПЗТБОЙЮЕОЙК НЩ ОЕ НПЦЕН РТПЧЕТЙФШ ЕУФШ ФБН ЮФП-ФП ЙМЙ ОЕФ. оП, ЧЕДШ, ОЕ ЧУЕ ТЩВЩ ЦЙЧХФ Ч ФПМЭЕ ЧПДЩ, ОЕЛПФПТЩЕ ЦЕ ЪБ НЙММЙПОЩ МЕФ ЬЧПМАГЙЙ ЧЩТБВПФБМЙ УРПУПВОПУФШ ЧЩРТЩЗЙЧБФШ ЙЪ ЧПДЩ Й, ДБЦЕ, ПИПФЙФУС ОБ УХЭЕУФЧБ ЙЪ «ЧОЕЫОЕЗП НЙТБ». оБН ПУФБЕФУС ФПМШЛП ОБДЕСФШУС ОБ ФП, ЮФП Й НЩ ЛПЗДБ-ОЙВХДШ ЪБЗМСОЕН Ч ФПФ НЙТ Й ВХДЕФ Х ОБУ ОПЧЩК «зБЗБТЙО»... б, ЧППВЭЕ, ПУЧПЕОЙЕ ОПЧЩИ «ЙЪНЕТЕОЙК»(УЛПТЕЕ РПДИПДЙФ РТПУФТБОУФЧ, ОП ОЕ ЪЧХЮЙФ ЬФ УМПЧП:)) ЪБЛПОПНЕТОП ДМС РПОСФЙС «ьЧПМАГЙС» - УОБЮБМБ ТЩВЩ ПУЧПЙМЙ УХЫХ, РПФПН ЧПЪДХИ, ФЕРЕТШ НЩ, МАДЙ, ПУЧПЙМЙ ЛПУНПУ, Б ПЮЕТЕДОЩН, ОБЙВПМЕЕ ЧЕТПСФОЩН «ЙЪНЕТЕОЙЕН» УЕКЮБУ, ЛБЛ ТБЪ РТЕДУФБЧМСЕФУС ЬФПФ НЙТ ЪБ ЗТБОЙГЕК ЧУЕМЕООПК...
___________________________________
рТЙ ОБРЙУБОЙЙ ЬФПЗП ПФЧЕФБ ЙУРПМШЪПЧБМБУШ ЬОГЙЛМПРЕДЙС "бЧБОФБ+". рПНОЙФУС, ЮФП ЮЕМПЧЕЛ ЙОЙГЙЙТПЧБЧЫЙК УПЪДБОЙЕ УБКФБ БУЛНЙ ВЩМ РТЙЮБУФЕО Й Л УПЪДБОЙА ЬФПК УЕТЙЙ ЬОГЙЛМПРЕДЙК - ЧПФ ФПМШЛП ЙНС ЕЗП С ЪБРБНСФПЧБМ - НПЦЕФ, ЛФП ЙЪ УФБТПЦЙМ УБКФБ РТПУФЙФ НОЕ НПЕ ОЕЧЕЦЕУФЧП Й ОБРПНОЙФ, Б?

Мироздание не статично. Это подтвердили исследования астронома Эдвина Хаббла еще в 1929 году, то есть почти 90 лет назад. На эту мысль его навели наблюдения за движением галактик. Еще одним открытием астрофизиков в завершение двадцатого века стало вычисление расширения Вселенной с ускорением.

Как называют расширение Вселенной

Некоторые удивляются, услышав, как ученые называют расширение Вселенной. Это наименование у большинства связано с экономикой, причем с негативными ожиданиями.

Инфляция - это процесс расширения Вселенной сразу после её появления, причем с резким ускорением. В переводе с английского «инфляция» - «накачивать», «раздувать».

Новые сомнения о существовании темной энергии как фактора теории инфляции Вселенной используют противники теории расширения.

Тогда ученые предложили карту черных дыр. Первоначальные данные отличаются от тех, что были получены на позднем этапе:

1. Шестьдесят тысяч черных дыр с расстоянием между самыми дальними больше одиннадцати миллионов световых лет - данные четырехлетней давности.
2. Сто восемьдесят тысяч галактик с черными дырами с удалением в тринадцать миллионов световых лет. Данные, полученные учеными, в том числе российскими ядерными физиками, в начале 2017 года.

Эти сведения, говорят астрофизики, не противоречат классической модели Вселенной.

Скорость расширения Вселенной - задача для космологов

Скорость расширения действительно является задачей для космологов и астрономов. Правда, о том, что скорость расширения Вселенной не имеет постоянного параметра, космологи больше не спорят, расхождения перешли в другую плоскость - когда расширение начало ускоряться. Данные о кочевании в спектре очень далеких сверхновых галактик первого типа доказывают, что расширение - это не внезапно наступивший процесс.

Ученые считают, что первые пять миллиардов лет Вселенная сужалась.

Первые последствия Большого Взрыва сначала спровоцировали мощное расширение, а потом началось сжатие. Но темная энергия все-таки повлияла на рост мироздания. Причем с ускорением.

Американские ученые приступили к созданию карты размеров Вселенной для разных эпох, чтобы выяснить, когда началось ускорение. Наблюдая взрывы сверхновых, а также направление концентрации в древних галактиках, космологи заметили особенности ускорения.

Почему Вселенная «разгоняется»

Изначально подразумевалось, что в составленной карте значения ускорения не были линейны, а превратились в синусоиду. Ее назвали «волной Вселенной».

Волна Вселенной говорит о том, что ускорение не шло с постоянной скоростью: оно то замедлялось, то ускорялось. Причем несколько раз. Ученые считают, что было семь таких процессов за 13,81 миллиарда лет после Большого Взрыва.

Однако космологи пока не могут ответить на вопрос о том, от чего зависит ускорение-замедление. Предположения сводятся к мысли, что энергетическое поле, от которого берет начало темная энергия, подчинено волне Вселенной. И, переходя от одного положения к другому, Вселенная то расширяет ускорение, то замедляет его.

Несмотря на убедительность доводов, они все-таки остаются пока теорией. Астрофизики надеются, что информация орбитального телескопа «Планк» подтвердит существование волны Вселенной.

Когда нашли темную энергию

Впервые о ней заговорили в девяностые из-за взрывов сверхновых. Природа темной энергии неизвестна. Хотя еще Альберт Эйнштейн выделил космическую постоянную в своей теории относительности.

В 1916 году, сто лет назад, Вселенная еще считалась неизменной. Но сила притяжения вмешалась: космические массы неизменно бы ударились друг от друга, если бы Вселенная была недвижима. Эйнштейн объявляет гравитацию за счет космической силы отталкивания.

Жорж Леметр обоснует это через физику. Вакуум содержит энергию. Из-за её колебаний, приводящих к появлению частиц и дальнейшего их разрушения, энергия приобретает силу отталкивания.

Когда Хаббл доказал расширение Вселенной, Эйнштейн назвал чушью.

Влияние темной энергии

Мироздание раздвигается с постоянной скоростью. В 1998 году миру представили данные анализа вспышек сверхновых первого типа. Было доказано, что Вселенная разрастается все быстрее.

Происходит это из-за непознанного вещества, её прозвали «темной энергией». Выяснится, что она занимает почти 70 % пространства Вселенной. Суть, свойства и природа темной энергии не изучены, но её ученые пытаются выяснить, имелась ли она в других галактиках.

В 2016 году вычислили точную скорость расширения на ближайшее будущее, но появилось несовпадение: Вселенная расширяется с большей скоростью, чем ранее предположили астрофизики. В среде ученых разгорелись споры о существовании темной энергии и её влиянии на скорость расширения пределов мироздания.

Расширение Вселенной происходит без темной энергии

Теорию независимости процесса расширения Вселенной от темной энергии выдвинули ученые в начале 2017 года. Расширение они объясняют изменением структуры Вселенной.

Ученые из Будапештского и Гавайского университетов пришли к выводу, что несовпадение расчетов и реальной скорости расширения связаны с изменением свойств пространства. Никто не учитывал, что происходит с моделью Вселенной при расширении.

Усомнившись в существовании темной энергии, ученые объясняют: самые большие концентраты материи Вселенной влияют на её расширение. При этом остальное содержание распределяется равномерно. Однако факт остается неучтенным.

Для демонстрации обоснованности своих предположений ученые предложили модель мини-Вселенной. Они представили её в форме набора пузырьков и начали просчет параметров роста каждого пузырька с собственной скоростью, зависящей от его массы.

Такое моделирование Вселенной показало ученым, что она может изменяться без учета энергии. А если «примешать» темную энергию, то модель не изменится, считают ученые.

В общем-то, споры все еще продолжаются. Сторонники темной энергии говорят, что она влияет на расширение границ Вселенной, противники стоят на своем, утверждая, что значение имеет концентрация материи.

Скорость расширения Вселенной сейчас

Ученые убеждены, что расти Вселенная начала после Большого Взрыва. Тогда, почти четырнадцать миллиардов лет назад, оказалось, что скорость расширения Вселенной больше скорости света. И она продолжает расти.

В книге Стивена Хокинга и Леонарда Млодинова «Кратчайшая история времени» отмечается, что скорость расширения границ Вселенной не может превышать 10 % за миллиард лет.

Чтобы определить, какова скорость расширения Вселенной, летом 2016 года лауреат Нобелевской премии Адам Рисс рассчитал расстояние до пульсирующих цефеид в близких друг к другу галактиках. Эти данные позволили вычислить скорость. Выяснилось, что галактики на расстоянии не меньше трех миллионов световых лет могут отдаляться со скоростью почти 73 км/с.

Результат был удивителен: орбитальные телескопы, тот же «Планк», говорили о 69 км/с. Почему зафиксирована такая разница, ученые не в силах дать ответ: им ничего не известно о происхождении темной материи, на которую опирается теория расширения Вселенной.

Темная радиация

Еще один фактор «разгона» Вселенной обнаружили астрономы с помощью «Хаббла». Темное излучение, как предполагают, появилось в самом начале образования Вселенной. Тогда больше в ней было энергии, а не материи.

Темное излучение «помогло» темной энергии расширить границы Вселенной. Расхождения в определении скорости ускорения были из-за неизвестности этого излучения, считают ученые.

Дальнейшая работа «Хаббла» должна сделать наблюдения более точными.

Таинственная энергия может уничтожить Вселенную

Такой сценарий ученые рассматривают уже несколько десятилетий, данные космической обсерватории «Планк» говорят, что это далеко не только предположения. Их опубликовали в 2013 году.

«Планк» замерил «эхо» Большого взрыва, появившееся в возрасте Вселенной около 380 тысяч лет, температура составила 2 700 градусов. Причем температура менялась. «Планк» определил и «состав» Вселенной:

• почти 5 % - звезды, космическая пыль, космический газ, галактики;
• почти 27 % - масса темной материи;
• около 70 % - темная энергия.

Физик Роберт Колдуэл предположил, что темная энергия обладает силой, способной нарастать. И эта энергия разъединит пространство-время. Галактика будет отдаляться в ближайшие двадцать-пятьдесят миллиардов лет, считает ученый. Этот процесс будет происходить при нарастающем расширении границ Вселенной. Это оторвет Млечный Путь от звезды, и он тоже распадется.

Космосу отмерили около шестидесяти миллионов лет. Солнце станет карликовой гаснущей звездой, и от нее отделятся планеты. После взорвется Земля. В следующие тридцать минут пространство разорвет атомы. Финалом станет разрушение структуры пространство-время.

Куда «улетает» Млечный Путь

Иерусалимские астрономы убеждены, что Млечный Путь набрал максимальную скорость, которая выше скорости расширения Вселенной. Ученые объясняют это стремлением Млечного Пути к «Великому Аттрактору», считающемуся самым крупным Так Млечный Путь уходит из космической пустыни.

Ученые используют разные методики измерения скорости расширения Вселенной, поэтому нет единого результата этого параметра.

Куда расширяется Вселенная

Думаю, что все уже слышали, что Вселенная расширяется , и часто мы её представляем, как огромный шар, наполненный Галактиками и туманностями, который увеличивается из какого-то меньшего состояния и закрадывается мысль, что в начале времён Вселенная вообще была зажата в точечку.

Тогда возникает вопрос, а что же находится за границей , и куда Вселенная расширяется ? Но, о какой границе идёт речь?! Разве Вселенная не бесконечна?! Всё-же попробуем в этом разобраться.

Расширение Вселенной и сфера Хаббла

Давайте представим, что наблюдаем в суперогромный телескоп, в которой видно, что угодно во Вселенной . Она расширяется и её галактики удаляются от нас. Причём, чем пространственно дальше относительно нас находятся они, тем быстрее галактики удаляются. Давайте посмотрим всё дальше и дальше. И на каком-то расстоянии выяснится, что все тела удаляются относительно нас со световой скоростью. Так образуется сфера, которая называется, сфера Хаббла . Сейчас до неё чуть менее 14 млрд.св.лет , и всё за её пределами улетает относительно нас быстрее света. Казалось бы, что это противоречит Теории Относительности , ведь скорость не может превышать световую. Но нет, ведь тут речь не о скорости самих объектов, а о скорости расширения пространства . А это совсем другое и она может быть какой угодно.

Но мы можем посмотреть и дальше. На некотором расстоянии объекты удаляются настолько быстро, что мы их вообще никогда не увидим. Фотоны, испущенные в нашу сторону просто никогда не достигнут Земли. Они словно человек, идущий против движения эскалатора. Будут уноситься назад быстро расширяющимся пространством. Граница, где такое происходит, называется Горизонтом частиц . Сейчас до него около 46,5 млрд.св.лет . Расстояние это увеличивается, ведь Вселенная расширяется . Это граница, так называемой, Наблюдаемой Вселенной . И всё за пределами этой границы, мы никогда никогда не увидим.

И вот тут вот самое интересное. А что же за ней? Может быть, это и есть ответ на вопрос?! Оказывается всё очень прозаично. На самом-то деле никакой границы нет. И там на миллиарды миллиарды километров простираются такие же Галактики, звёзды и планеты.

Но как?! Как так получается?!

Центр расширения вселенной и горизонт частиц

Просто Вселенная разлетается довольно хитро. Это происходит в каждой точке пространства одинаково. Словно мы взяли координатную сетку и увеличиваем её масштаб. От этого и правда кажется, что все Галактики удаляются от нас. Но, если вы переместимся в другую Галактику, то увидим эту же картину. Теперь все объекты будут удаляться от неё. То есть, в каждой точке космоса будет казаться, что мы находимся в центре расширения . Хотя никакого центра нет.

Поэтому, если мы окажемся рядом с Горизонтом частиц , соседние Галактики не будут разлетаться от нас быстрее скорости света. Ведь Горизонт частиц переместиться вместе с нами и опять окажется очень далеко. Соответственно, сместятся границы Наблюдаемой Вселенной и мы увидим новые Галактики, ранее недоступные для наблюдения. И такую операцию можно проделывать бесконечно. Можно раз за разом перемещаться к горизонту частиц, но тогда он сам будет смещаться, открывая взору всё новые просторы Вселенной . То есть, мы не достигнем ее границ никогда, и получается, что Вселенная и правда бесконечна . Ну, а границы есть только у наблюдаемой ее части.

Что-то похожее происходит и на Земном шаре . Нам кажется, что горизонт — это граница земной поверхности, но стоит переместиться в ту точку и окажется, что никакой границы то нет. У Вселенной нет предела, за которым отсутствует пространство-время или что-то типа такого. Просто здесь мы наталкиваемся на бесконечностью , которая для нас непривычна. Но можно сказать так, Вселенная всегда была бесконечной и растягивается продолжая оставаться бесконечной. Она может это делать потому, что у пространства нет мельчайшей частицы. Оно может растягиваться сколь угодно долго. Вселенной, для расширения, не нужны границы и области куда расширяться. Так, что этого куда просто не существует.

Так подождите-ка, а как же Большой Взрыв ?! Разве всё, что существует в космосе не было сжато в одну малюсенькую точечку?!

Нет! Сжата в точечку была лишь наблюдаемая граница Вселенной . А вся в целом она никогда не имела границ. Чтобы понять это, давайте вообразим себе Вселенную через миллиардные доли секунды после , когда наблюдаемая её часть была размером с баскетбольный мяч. Даже тогда мы можем перемещаться к Горизонту частиц и вся видимая Вселенная будет сдвигаться. Мы можем проделывать это сколько угодно раз и окажется, что Вселенная действительно бесконечна .

И мы можем проделывать тоже самое и раньше. Таким образом, перемещаясь во времени назад, мы окажемся всё ближе к Большому Взрыву . Но при этом, каждый раз мы будем обнаруживать, что Вселенная бесконечна в каждый период времени! Даже в мгновение Большого Взрыва! И получается, что он случился не в какой-то конкретной точечке, а повсюду, в каждой точечке, не имеющего предела Космоса.

Однако, это только теория. Да, достаточно согласованная и логичная, но не лишённая недостатков.

В каком состоянии находилось вещество в мгновение Большого Взрыва ? Что было до него и почему он вообще произошел? Пока что, на эти вопросы чётких ответов нет. Но научный мир не стоит на месте, и может быть даже мы станем очевидцами разгадки этих тайн.

В соответствии со стандартной космологической моделью, а также результатами спектральных измерений галактик, вселенная расширяется. Но куда она расширяется? Именно так ставят вопрос многие, кто интересуется космосом и вселенной. Но именно в самом вопросе кроется распространенное непонимание или недопонимание этого явления.

Пространство расширяется - во всяком случае, между галактическими скоплениями. Фото космического телескопа «Хаббл» показывает кластер Cluster SDSS J0333+0651. Спиральная галактка слева внизу находится далеко на переднем плане Фото: ESA/Hubble & NASA

Общая теория относительности Альберта Эйнштейна представляет собой великолепно подтвержденную сегодня измерениями теорию гравитации, космического времени и вселенной в целом. Из нее следует, что космос в больших масштабах не может быть статичным. Он должен был бы быть нестабильным, пришел к выводу Эйнштейн в 1917 году (но поначалу не хотел в это верить). То есть пространство должно сокращаться или расширяться. Измерения спектральных линий далеких галактик и галактических скоплений, а также прочие данные наблюдений подтвердили, что вселенная все-таки расширяется. И примечательно то, что делает она это уже на протяжении шести миллиардов лет, причем скорость такого расширения становится все быстрее.

Три ошибки в понимании процесса

Широко распространены три недопонимания:

Вселенная расширяется относительно некой центральной точки, в которой произошел Большой взрыв.

С тех пор вселенная расширяется равномерно во все стороны.

Вселенная расширяется от своей «внешней границы» наружу.

Все эти утверждения к корне неправильны.

Четыре космологических вывода

Правильными являются четыре следующие вывода космологии, которые зиждутся на принципах Общей теории относительности:

Большой взрыв не был взрывом в пространстве и времени, а взрывом пространства и времени. Пространственное время нашей вселенной возникло именно с Большим взрывом. То есть, нет никакого центра вселенной, а Большой взрыв произошел, хоть это и тяжело осознать, везде.

Пространство расширяется только там, где гравитация материи и энергия ограничены. Поэтому пространство не расширяется внутри галактик или комплексных галактических групп, а только между галактическими скоплениями и сверхскоплениями. Кратность расширения (которую часто ошибочно называют константой Хаббла) никакой константой не является, изменяясь в координатах пространства-времени. (Поэтому в данном случае лучше всего говорить о локальных параметрах Хаббла и глобальном, зависимом от времени параметре Хаббла в качестве усредненного значения.)

Не существует никакой внешней границы или внешнего края вселенной - независимо от того, конечна она или бесконечна в своих размерах. Правда, при этом для каждой точки вселенной существуют принципиальные пределы возможного наблюдения: космические горизонты. Они являются результатом конечной скорости света в вакууме. То есть свету необходимо время, чтобы преодолевать расстояния. Поэтому любой взгляд в пространство является взглядом в прошлое. Так как наша вселенная имеет конечный возраст и расширяется, мы можем наблюдать лишь определенный фрагмент вселенной.

Конкретное положение вещей: возраст вселенной составляет примерно 13,8 миллиарда лет, а скорость ее расширения в настоящее время оценивается примерно в 70 километров в секунду на мегапарсек (константа Хаббла). Это значит, что мы теоретически могли бы заглянуть на 13,8 миллиарда лет назад - первый, все еще измеримый в микроволновом диапазоне свет возник через 380 тысяч лет после Большого взрыва. Но на самом деле мы способны заглянуть вглубь пространства на только на 13,8 миллиарда световых лет, но и дальше. Потому что оно (пространство) не статично, а расширялось и продолжает это делать. Насколько далеко мы можем посмотреть в принципе, зависит от истории расширения вселенной. Согласно последним данным, наш космический горизонт составляет вокруг нас расстояние в 46 миллиардов световых лет.

Вселенная расширяется не только на космическом горизонте (причем такой горизонт для каждого наблюдателя в разных местах - разный), а везде между галактическими суперскоплениями. То есть пространство расширяется не «наружу», или, как предполагают некоторые теоретики, вообще внутри пространства по ту сторону вселенной, за счет некоего дополнительного «окружающего пространства». Свидетельств и даже минимальных признаков такого специального пространства не существует, да оно и не нужно для космологии теории относительности. В значительно большей степени вселенная расширяется «внутренне». Это значит, что она расширяется повсюду, где ее не сдерживает гравитация, а такое расширение суммируется увеличивающимися расстояниями. И увеличиваются при этом гравитационно слабые регионы: расстояние длиной в один мегапарсек (т.е. 3,26 миллиона световых лет) увеличивается со скоростью расширения около 70 километров в секунду.

Все знают, что Вселенная расширяется. Но куда? Что это за расширение? Наблюдая за тем, как растет ядерный гриб, мы точно можем ограничить пространство, в котором он увеличивается. Вопрос может быть очень глупым, с одной стороны, но с другой - очень интересным.

Итак, Вселенная расширяется или сжимается (соответственно, проявляя красное и синее смещение) с момента Большого Взрыва. Но где наступит конец ее расширению? Не может же она находиться в бесконечности, в конце концов. Почему мы должны говорить о том, что вселенная расширяется так, будто это самая нормальная и естественная вещь в мире?

Для начала несколько простых истин.

1. Сейчас вы не расширяетесь. Земля тоже нет. Ни Солнечная система, ни Млечный Путь. Расширение вселенной зависит от гравитации, что означает только то, что в регионах с высокой плотностью наблюдаются локальные эффекты доминирования гравитации. Получается так, что не все галактики удаляются от Млечного Пути. Наша ближайшая соседка - галактика Андромеды - мчится к нам со скоростью 80 км/с и столкнется с нами в течение нескольких миллиардов лет.

2. Не верьте метафорам. Вам может показаться, что вселенная расширяется как воздушный шар, который накачивают воздухом. «Смотрите, в точности как Вселенная!», - скажет вам модный британский ученый. Но вы, будучи умным, заметите, что за пределами шарика имеется пространство, и что 2-мерная поверхность шарика расширяется в 3-мерном пространстве. Однако наша вселенная имеет три измерения.

3. У вселенной нет ни конца ни края. Мы на самом деле не уверены, является ли вселенная бесконечно большой или просто очень большой, но даже если это так, путешествуя в одном направлении достаточно долго, вы все равно вернетесь на круги своя. Вспомните «пакмана», но без фруктов и призраков. Что касается центра вселенной, вот где аналогия шарика нам поможет. Нам кажется, что все галактики удаляются от нас, но с их точки зрения они также будут центром вселенной. Это всего лишь иллюзия.

Так куда на самом деле расширяется вселенная? Да в никуда. Нет никакого космического шкафа, наполненного вещами. Но чтобы понять это, давайте посмотрим, что общая теория относительности говорит о пространстве-времени.

В ОТО (как говорят профессионалы), наиболее важным свойством пространства (и времени) является дистанция (и временной интервал) между двумя точками. На самом деле, дистанция в полной мере определяет пространство. Эволюция шкалы дистанции определяется количеством материи и энергии в пространстве, и по мере того как время идет, шкала увеличивается и дистанция между галактиками тоже. Однако - и в этом странность - это происходит и без фактического движения галактик.

Возможно, в этой точке ваша интуиция дала сбой. Но это не помешает нам разобраться в странностях.

Мы уже сказали о том, что галактики удаляются от нас. На самом деле нет. Просто ученым так проще объяснить происходящее на самом деле. Они обманывают вас.

«Но погодите!», - скажет самый научно подкованный из вас. - «Мы же измеряем допплеровский сдвиг удаленных галактик». Это так называемое «красное смещение», о котором вы знаете, фиксируется на Земле, и подобно сирене проезжающей скорой помощи, дает нам знать, что движение имеется. Но это не то, что происходит в космологических масштабах. Просто с тех пор, как далекие галактики испустили свет, и он добрался до нас, шкала пространства серьезно изменилась, выросла. Поскольку пространство расширилось, увеличилась и длина волны фотонов, поэтому свет отдает красным.

Из такого подхода вытекает другой вопрос: «Действительно ли Вселенная расширяется быстрее скорости света?». Абсолютно верно то, что большинство далеких галактик увеличивают свою дистанцию по отношению к нам быстрее скорости света, ну и что? Они не движутся быстрее света (они вообще стоят на месте). Более того, знание этого никак не поможет вам: информация-то не передается. Если вы отправите пакет с едой в другую галактику, быстрее, чем со скоростью света, этого не сделать (да и тут, в принципе, придется постараться). Скорость света остается универсальным ограничителем скорости.

Мы привели самое распространенное (ну или утвердившееся в сфере релятивистов) мнение по поводу космологического расширения, но будет логичным закончить на том, что мы вообще не понимаем. Все описанное выше, работает замечательно, если у вас есть место для шага вперед и растяжки. Но что произошло в самом начале такое, отчего образовалось пространство буквально из ничего? На этот вопрос у физики нет ответа. И придется ждать до тех пор, пока не появится теория квантовой гравитации и не прольет свет на этот вопрос.