Где находится центр Вселенной и путешествие к её центру


Спросите Итана: есть ли у Вселенной центр?

Вселенная выглядит примерно одинаково по всем направлениям, но удалённые галактики выглядят болеем молодыми и менее эволюционировавшими, чем те, что находятся ближе

Мы знаем, что наша Вселенная началась с Большого Взрыва, но это не значит, что мы все правильно его себе представляем. Большая часть людей представляет себе его, как взрыв: когда всё началось с горячего и плотного состояния, а потом расширялось в стороны и остывало, в то время, как различные фрагменты-осколки удалялись друг от друга. Но, какой бы ни была эта картина притягательной, она неверная. Наш читатель задаёт связанный с этим вопрос?

Интересно, как получается, что у вселенной нет центра и реликтовое излучение отдалено в любую сторону на равное от нас расстояние. Мне кажется, что если вселенная расширяется, то всегда можно найти место, откуда она начала расширяться.

Давайте для начала подумаем о физике взрыва, и о том, какой бы была наша Вселенная, если бы она началась со взрыва. Первые стадии взрыва во время ядерного испытания Тринити, 16 миллисекунд после детонации. Верхняя часть взрыва достигла 200 м.
Взрыв начинается в определённой точке и быстро расширяется во все стороны. Самые быстро движущиеся обломки двигаются наружу быстрее остальных. Чем дальше вы находитесь от центра взрыва, тем меньше материала долетит до вас. Плотность энергии со временем повсеместно уменьшается, но дальше от центра взрыва она уменьшается быстрее, поскольку на окраинах взрыва материал более рассеянный. Неважно, где вы находитесь – если взрыв вас не уничтожил, вы всегда сможете реконструировать центр взрыва.

Но мы наблюдаем не такую Вселенную. Она одинаково выглядит на дальних и ближних расстояниях: та же плотность, та же энергия, то же количество галактик. Удалённые объекты, двигающиеся от нас с большей скоростью, не выглядят схожими по возрасту с теми, что расположены ближе к нам и двигаются медленнее; они выглядят моложе. На дальних расстояниях объектов не становится меньше, их становится больше. А если взглянуть на схему движения во Вселенной, мы увидим, что несмотря на то, что мы можем заглянуть на десятки миллиардов световых лет, центр неизменно оказывается рядом с нами.

Значит ли это что мы, из триллионов галактик Вселенной, случайно оказались в центре Большого Взрыва? И что изначальный взрыв был подстроен именно таким образом, и были учтены нерегулярные, негомогенные плотности, энергии, и загадочное свечение температурой 2,7 К? Какой мелочной была бы Вселенная, если бы она была подстроена таким нереалистичным образом с самого начала.

Вместо этого, Общая теория относительности предсказывает не взрыв, а расширение. Вселенная, начавшаяся с горячего, плотного состояния, у которой расширяется сама её ткань. Существует заблуждение, что это процесс начинался с одной точки – это не так! Существовал регион космоса с такими свойствами, наполненный материей, энергией и т.п., а затем Вселенная начала свою эволюцию под влиянием законов гравитации.

У неё повсюду схожие свойства, включая плотность, температуру, количество галактик, и т.п. Если мы выглянем наружу, то найдём свидетельства эволюционирующей Вселенной. Поскольку Большой взрыв случился повсюду одновременно конечное время назад на целом участке космоса, и мы можем наблюдать только этот участок, то когда мы смотрим с нашей точки наблюдения, мы видим участок пространства, не очень сильно отличающийся с нашего местоположения в прошлом.

Галактики, свету которых потребовался миллиард лет на то, чтобы дойти до нас, выглядят такими, какими они были миллиард лед назад! 13,8 млрд лет назад во Вселенной преобладало излучение, а не материя, и когда во Вселенной впервые сформировались нейтральные атомы, это излучение осталось, а потом охладилось и испытало красное смещение из-за расширения Вселенной. То, что мы наблюдаем в качестве реликтового излучения – это не только остаточное свечение от Большого взрыва, но это излучение можно увидеть с любого места Вселенной.

У Вселенной не обязательно есть центр; то, что мы называем «участком» пространства, в котором произошёл Большой взрыв, может быть бесконечного размера. Если центр есть, он буквально может быть везде, и мы бы об этом не узнали; части наблюдаемой нами Вселенной недостаточно для того, чтобы это узнать. Нам нужно было бы увидеть край, фундаментальную анизотропию (где разные направления отличаются друг от друга) по температурам и количеству галактик, и наша Вселенная, на крупнейших масштабах, на самом деле выглядит одинаково везде и во всех направлениях.

Не существует места, с которого Вселенная начала расширяться из-за Большого взрыва; существует время, с которого Вселенная начала расширяться. Именно это и есть Большой Взрыв – условие, влияющее на всю наблюдаемую Вселенную в определённый момент. Поэтому смотреть на дальние расстояния во всех направлениях – значит, смотреть в прошлое. Поэтому у всех направлений примерно одинаковые свойства. И поэтому нашу историю космической эволюции можно отследить назад, так далеко, как далеко могут заглянуть наши наблюдения.

Возможно, у Вселенной конечный размер и форма, но если так – эта информация нам недоступна. Часть доступной нам для наблюдений Вселенной конечна, и та информация внутри этой части не содержится. Если вы будете представлять Вселенную в форме шарика, батона или другой понравившейся вам аналогии, помните, что у вас есть доступ только к крохотной части настоящей Вселенной. То, что мы наблюдаем – это нижний предел того, что там есть. Она может быть конечной, может быть бесконечной, мы уверены только в том, что она расширяется, у неё уменьшается плотность, и чем дальше мы смотрим, тем глубже в прошлое можем заглянуть. Как сказала астрофизик Кэти Мэк:

Вселенная расширяется так, как расширяется ваше сознание. Оно ведь не расширяется куда-то; вы просто становитесь менее тупым [dense (англ.) – «плотный», а также «тупой» / прим. перев.
]

Итан Сигель – астрофизик, популяризатор науки, автор блога Starts With A Bang! Написал книги «За пределами галактики» [Beyond The Galaxy], и «Трекнология: наука Звёздного пути» [Treknology].

Центр Вселенной

Вселенная > Центр Вселенной

Предполагаемая карта Вселенной

Предполагаемая карта Вселенной

Есть ли у Вселенной центр: где искать, какая форма у Вселенной, теория Большого Взрыва, описание процесса расширения пространства, исследование и модели.

Где искать центр Вселенной? В период существования геоцентрической системы все было намного проще. Люди просто были убеждены, что в центре Вселенной находится Земля, а остальные объекты вращаются вокруг нас. Затем возникла гелиоцентрическая система, которая в центр Солнечной системы поставила звезду.

Но ведь наша система – это лишь часть галактики, которая входит в скопление, считающееся частью большей конструкции. Наше понимание Вселенной сильно расширилось и выходит, что чем больше мы знаем и понимаем, тем сложнее нам разобраться с вопросом о вселенском центре.

Теория с Большим Взрывом дает спутанные объяснения, так как базируется на идее, что центра вообще нет. Обычно нас тянет приравнять событие, положившее начало всей жизни, к обычному взрыву, а значит, отыскать источник. Тогда, что является центром Вселенной?

Художественная концепция логарифмического масштаба в наблюдаемой Вселенной.

Художественная концепция логарифмического масштаба в наблюдаемой Вселенной.

Это сложный вопрос. Например, если вы запускаете фейерверк, то можно его сфотографировать. Дальние осколки будут отмечать границы, а направление каждого укажет на точку, в которой все произошло.

Если бы это срабатывало в случае со Вселенной, то начальная точка должна быть намного теплее (чем дальше от центра, тем ниже температура). Ученые пытались следовать этой дорожкой и направляли детекторы в разные стороны. Но результат один – Вселенная однородна. Пока нет области, которая явно бы выделялась по температурным показателям.

Конечно, звезды горячее окружающего пространства. Но если всматриваться в галактики, то видим, что в общем наблюдается ровная картинка. В таком случае, центра просто не существует. Чтобы это проанализировать, ученые используют пример с надувным шариком. Мы знаем, что Вселенная расширяется. Тогда, нанеся на шарик точки (галактики), при надувании можем проследить, как они отодвигаются.

Вселенная выглядит примерно одинаковой во всех направлениях, но далекие галактики кажутся моложе и менее развиты, чем приближенные.

Вселенная выглядит примерно одинаковой во всех направлениях, но далекие галактики кажутся моложе и менее развиты, чем приближенные.

Но важно концентрироваться на поверхности. Не поддавайтесь искушению перенести расширение на весь шарик (внутреннее наполнение – сфера), иначе вы примете середину за центр. Итак, точки на поверхности расширяются и раздвигается, но ни одна не будет центральной.

Некоторые полагают, что если Большой Взрыв воспринимается в качестве стартовой точки, создавшей расширяющуюся Вселенную, то это место и должно быть центром. Однако суть в том, что у нашего пространства вообще может и не быть центра. То есть, это не обязательное условие. Например, область Большого Взрыва способна быть бесконечностью. Если же центр и существует, то он может находиться в любом месте и недоступен для нашего наблюдения.

Здесь главное не запутаться в понятиях. Нет места, которое стало началом расширения Вселенной. Но существует время, когда наша Вселенная начала расширяться. Именно это «время» и будет точкой Большого Взрыва. Поэтому чем дальше смотрим, тем глубже в прошлое оглядываемся, а Вселенная при этом сохраняет однородность.

Насколько большая Вселенная?

Какая форма у Вселенной?

Каким будет конец всего?

Возраст Вселенной

Сколько звезд во Вселенной?

Почему космос черный?

Вся информация о Вселенной

Рейтинг
( 2 оценки, среднее 4.5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: