Правда ли, что вселенная бесконечна. Бесконечна ли Вселенная

Возможно, ограничения того, что мы можем наблюдать, просто искусственные; возможно, нет предела тому, что находится по ту сторону наблюдаемого.

13,8 миллиарда лет назад Вселенная началась с Большого Взрыва. С тех пор она расширяется и остывает, так было вчера, сегодня и будет завтра. С нашей точки зрения, мы можем наблюдать ее в 46 миллиардах световых лет во всех направлениях, благодаря скорости света и расширению пространства. Хотя это большое расстояние, оно конечно. Но ведь это лишь часть того, что предлагает нам Вселенная. Что находится за этой частью? Может ли Вселенная быть бесконечной?

Как можно было бы доказать это эмпирически?

Во-первых, то, что мы видим, рассказывает нам больше, чем 46 миллиардов световых лет.

Чем дальше мы смотрим в любом направлении, тем дальше назад во времени мы смотрим. Ближайшая галактика, в 2,5 миллиона световых лет от нас, видится нам такой, какой была 2,5 миллиона лет назад, поскольку свету нужно именно это время, чтобы попасть в наши глаза с того места, где он был испущен. Самые далекие галактики мы видим такими, какие они были миллионы, сотни миллионов или даже миллиарды лет назад. Мы видим свет молодой Вселенной. Поэтому если мы будем искать свет, который был испущен 13,8 миллиарда лет назад, оставленный Большим Взрывом, мы найдем и его: космический микроволновый фон.

Его картина флуктуаций невероятно сложная, при разных угловых масштабах налицо разные разницы в средних температурах. Также в нем закодировано невероятное количество информации о Вселенной, в том числе и поразительный факт: кривизна пространства, насколько мы можем судить, абсолютно плоская. Если бы пространство было положительно искривлено, если бы мы жили на поверхности четырехмерной сферы, мы увидели бы, как сходятся эти далекие лучи света. Если бы пространство было искривлено отрицательно, как если бы мы жили на четырехмерном седле, мы увидели бы, как далекие лучи света расходятся. Но нет, лучи света, приходящие издалека, продолжают двигаться в изначальном направлении, а флуктуации говорят об идеальной плоскости.

Космический микроволновый фон и крупномасштабная структура Вселенной в сочетании позволяют нам сделать вывод, что если Вселенная конечна и замыкается сама в себе, она должна быть по крайней мере в 250 раз больше того, что мы наблюдаем. И поскольку мы живем в трех измерениях, мы получаем (250)3 в виде объема, или умножаем пространство в 15 миллионов раз. Каким бы большим это число ни было, оно не бесконечно. По самой скромной оценке, Вселенная должна быть по меньшей мере 11 триллиона световых лет во всех направлениях. И это много, но… конечно.

Впрочем, имеются основания полагать, что она больше. Большой Взрыв мог ознаменовать начало наблюдаемой Вселенной, какой мы ее знаем, но он не знаменует рождение времени и пространства как таковых. До Большого Взрыва Вселенная переживала период космической инфляции. Она не была наполнена материей и излучением и не была горячей. Она:

• была наполнена энергией, присущей самому пространству;
• расширялась в постоянном экспоненциальном порядке;
• создавала новое пространство так быстро, что самая маленькая физическая длина, длина Планка, растягивалась до размеров наблюдаемой сегодня Вселенной каждые 10-32 секунд.

Верно, в нашем регионе Вселенной инфляция завершилась. Но есть несколько вопросов, на которые мы пока не знаем ответа, которые могут определить истинный размер Вселенной, а также и то, бесконечна она или нет.

Насколько большой была область Вселенной после инфляции, в которой родился наш Большой Взрыв?

Глядя на нашу Вселенную сегодня, на равномерное послесвечение Большого Взрыва и на плоскость Вселенной, мы можем извлечь не так много. Мы можем определить высший предел энергетического масштаба, при котором происходила инфляция; мы можем определить, какая часть Вселенной прошла через инфляцию; мы можем определить нижний предел того, сколько должна была продолжаться инфляция. Но кармашек инфляционной Вселенной, в которой родилась наша собственная, может быть намного, намного больше нижнего предела. Он может быть в сотни, миллионы или гуголы раз больше, чем мы можем наблюдать… или воистину бесконечным. Но пока мы не сможем наблюдать больше Вселенной, чем доступно нам в настоящее время, мы не получим достаточно информации, чтобы ответить на этот вопрос.

Верна ли идея «вечной инфляции»?

Если вы считаете, что инфляция должна быть квантовым полем, то в любой момент в ходе этой фазы экспоненциального расширения существует вероятность, что инфляция закончится Большим Взрывом, и вероятность, что инфляция будет продолжаться, создавая все больше и больше пространства. Эти расчеты мы вполне можем произвести (при нескольких допущениях) и они приведут к неизбежному выводу: если вам нужна инфляция, которая производит наблюдаемую нами Вселенную, тогда инфляция всегда будет создавать больше пространства, которое продолжает расширяться, по сравнению с регионами, которые уже закончились Большими Взрывами. И если наша наблюдаемая Вселенная могла появиться в результате окончания инфляции в нашем регионе пространства порядка 13,8 миллиарда лет назад, существуют области, в которых инфляция продолжается - создавая все больше и больше пространства и рождая Большие Взрыва - и по сей день. Эта идея носит название «вечной инфляции» и в целом принимается сообществом физиков-теоретиков. И тогда насколько велика вся ненаблюдаемая Вселенная?

Как долго протекала инфляция до своего конца и Большого Взрыва?

Мы можем видеть лишь наблюдаемую Вселенную, созданную в конце инфляции и нашим Большим Взрывом. Мы знаем, что эта инфляция должна была продолжаться по меньшей мере 10-32 секунд или около то, но вполне могла и дольше. Но насколько дольше? На секунды? Годы? Миллиарды лет? Или бесконечно? Всегда ли протекала инфляция Вселенной? Было ли у нее начало? Возникла ли она из предыдущего состояния, которое было вечно? Или, возможно, все пространство и время возникло из «ничего» какое-то время назад? Возможностей много, но все они непроверяемы и недоказуемы к настоящему времени.

В соответствии с нашими лучшими наблюдениями, мы знаем, что Вселенная намного, намного больше той части, которую мы имеем счастье наблюдать. За пределами того, что мы видим, находится много больше Вселенной, с теми же законами физики, с теми же структурами (звездами, галактиками, скоплениями, нитями, пустотами и т. п.) и с теми же шансами на развитие сложной жизни. Также должны быть конечные размеры «пузырей», в которых заканчивается инфляция, и гигантское количество таких пузырей, заключенных в гигантском, раздувающемся в процессе инфляции пространстве-времени. Но любым большим числам есть предел, они не бесконечны. И только если инфляция не продолжалась на протяжении бесконечно протяженного времени, Вселенная должна быть конечной.

Проблема в этом всем то, что мы знаем только, как получить доступ к информации, доступной в нашей наблюдаемой Вселенной: к этим 46 миллиардам световых лет во всех направлениях. Ответ на самый большой из всех вопросов, будь Вселенная конечной или бесконечной, может быть закодирован в самой этой Вселенной, но мы слишком связаны по рукам, чтобы узнать это. К сожалению, физика, которая у нас есть, не дает нам других вариантов.

Есть два варианта: либо Вселенная конечна и обладает размером, либо бесконечна и тянется вечно. Оба варианта заставляют хорошенько задуматься. Насколько велика наша Вселенная? Все зависит от ответа на вышеуказанные вопросы. Пытались астрономы понять это? Конечно пытались. Можно сказать, они одержимы поиском ответов на эти вопросы, и благодаря их поискам мы строим чувствительные космические телескопы и спутники. Астрономы вглядываются в космический микроволновый фон, реликтовое излучение, оставшееся со времен Большого Взрыва. Каким образом можно проверить эту идею, просто наблюдая за небом?

Ученые пытались найти доказательства того, что особенности на одном конце неба связаны с особенностями на другом, вроде того, как края обертки на бутылке соединяются друг с другом. До сих пор не найдено никаких доказательств, что края неба могут быть связаны.

Если говорить по-человечески, это означает, что на протяжении 13,8 миллиарда световых лет во всех направлениях Вселенная не повторяется. Свет проходит туда-сюда-обратно через все 13,8 миллиарда световых лет и только потом покидает Вселенную. Расширение Вселенной отодвинуло границы покидания светом вселенной на 47,5 миллиарда лет. Можно сказать, наша Вселенная 93 миллиарда световых лет в поперечнике. И это минимум. Возможно, это число 100 миллиардов световых лет или даже триллион. Мы не знаем. Возможно, и не узнаем. Также Вселенная вполне может быть бесконечной.

Если Вселенная действительно бесконечна, то мы получим крайне интересный результат, который заставит вас серьезно поломать голову.

Итак, представьте себе. В одном кубометре (просто расставьте руки пошире) есть конечное число частиц, которое может существовать в этом регионе, и у этих частиц может быть конечное число конфигураций с учетом их спина, заряда, положения, скорости и т. д.

Тони Падилья из Numberphile подсчитал, что это число должно быть десять в десятой в семидесятой степени. Это настолько большое число, что его нельзя записать всеми карандашами во Вселенной. Если предположить, конечно, что другие формы жизни не изобрели вечные карандаши или не существует дополнительного измерения, заполненного сплошь карандашами. И все равно, наверное, карандашей не хватит.

В наблюдаемой Вселенной есть только 10^80 частиц. И этого намного меньше, чем возможных конфигураций материи в одном кубометре. Если Вселенная действительно бесконечна, то удаляясь от Земли вы в конце концов найдете место с точным дубликатом нашего кубометра космоса. И чем дальше, тем больше дубликатов.

Подумаешь, скажете вы. Одно облако водорода выглядит так же, как и другое. Но вы должны знать, что проходя по местам, которые будут выглядеть знакомыми все больше и больше, вы в конечном итоге дойдете до места, где найдете себя. А найти копию себя - это, пожалуй, самое странное, что может произойти в бесконечной Вселенной.

Продолжая, вы будете обнаруживать целые дубликаты наблюдаемой Вселенной с точными и неточными копиями вас. Что дальше? Возможно, бесконечное число дубликатов наблюдаемых Вселенной. Даже не придется приплетать мультивселенную, чтобы найти их. Это повторяющиеся Вселенные внутри нашей собственной бесконечной Вселенной.

Ответить на вопрос, конечна или бесконечна Вселенная, крайне важно, потому что любой из ответов будет умопомрачительным. Пока астрономы не знают ответа. Но не теряют надежды.

В повседневной жизни человеку чаще всего приходится иметь дело с конечными величинами. Поэтому наглядно представить себе ничем не ограниченную бесконечность бывает очень сложно. Это понятие окутано ореолом таинственности и необычности, к которому примешивается благоговение перед Вселенной, границы которой определить практически невозможно.

Пространственная бесконечность мира принадлежит к наиболее сложным и спорным научным проблемам. Древние философы и астрономы пытались разрешить этот вопрос посредством самых простых логических построений. Для этого достаточно было допустить, что можно достичь предполагаемого края Вселенной. Но если в этот момент вытянуть руку, то граница отодвигается на какое-то расстояние. Эту операцию можно повторять бесчисленное количество раз, что доказывает бесконечность Вселенной.

Бесконечность Вселенной трудно себе представить, но не менее сложно , как мог бы выглядеть ограниченный мир. Даже у тех, кто не сильно продвинут в изучении космологии, в этом случае возникает естественный вопрос: а что находится за границей Вселенной? Впрочем, подобные рассуждения, построенные на здравом смысле и житейском опыте, не могут служить прочным основанием для строгих научных выводов.

Современные представления о бесконечности Вселенной

Современные ученые, исследуя множественные космологические парадоксы, пришли к выводу, что существование конечной Вселенной в принципе противоречит законам физики. Мир за пределами планеты Земля, по всей видимости, не имеет границ ни в пространстве, ни во времени. В этом смысле бесконечность предполагает, что ни количество заключенного во Вселенной вещества, ни ее геометрические размеры нельзя выразить даже самым большим числом («Эволюция Вселенной», И.Д. Новиков, 1983).

Даже если принять во внимание гипотезу о том, что Вселенная около 14 млрд лет назад образовалась в результате так называемого Большого взрыва, это вполне может означать лишь, что в те чрезвычайно отдаленные времена мир прошел через очередной этап закономерной трансформации. В целом же бесконечная Вселенная никогда не появлялась в ходе первоначального толчка или необъяснимого развития какого-то нематериального объекта. Предположение о бесконечной Вселенной ставит крест на гипотезе Божественного творения мира.

В 2014 году американские астрономы опубликовали результаты самых последних исследований, которые подтверждают гипотезу о существовании бесконечной и плоской Вселенной. С высокой точностью ученые измерили расстояние между галактиками, расположенными на расстоянии в несколько миллиардов световых лет друг от друга. Оказалось, что эти колоссальные по размерам космические звездные скопления расположены по кругам, имеющим постоянный радиус. Построенная исследователями космологическая модель косвенно доказывает, что Вселенная бесконечна как в пространстве, так и во времени.

Фирсов А.

Есть только две бесконечные вещи: Вселенная и глупость. Хотя насчет Вселенной я не уверен. Альберт Эйнштейн

Мы привыкли осознавать Вселенную как бесконечную. А так ли это?

Ниже некоторые рассуждения по этому вопросу.

Человечество в трех осях измерений

Всю свою жизнь человек живет в условиях гравитации, поэтому каждое мгновение для него существует низ (то направление, куда тянет, и вверх – направление, откуда тянет).

Такой образ жизни рождает у человека четкое деление окружающего пространства на две части – то, что ниже уровня человека и то, что выше уровня человека. То, что выше, как правило, светлее, легче и безопаснее, соответственно, часто ассоциируется с легкостью, и покоем и блаженным состоянием. То, что ниже, как правило тяжелее, темнее, опаснее. Соответственно, ассоциируется у людей с тяжестью, беспокойством, опасностью и неприятностью.

Всю свою жизнь человек движется перпендикулярно гравитации. Соответственно для него аналогично формируются два направления – туда, куда движемся (вперед) и туда, откуда движемся, соответственно, назад. И то и другое направление, практически всегда перпендикулярно гравитации. Вперед двигаться легче, соответственно, все, что у человека в будущем, ассоциируется у него с движением вперед, а то, что в прошлом, ассоциируется с движением назад.

Следующими направленями являются направления, перпендикулярные движению и гравитации – справа и слева.

Также как наличие десяти пальцев на руках рождает для человека десятеричную систему счисления (такая система является наиболее удобной для применения в практической жизни), также и способы существования формируют для человека наиболее удобным представление об окружающем мире, как трехмерном.

Практически все религии помещают неприятные ощущения и будущие неприятности ниже поверхности земли, а все приятные ощущения и будущее блаженство выше поверхности земли.

Сейчас, когда наука доказала, что земля имеет форму шара. Рай и ад уже не имеют реального места существования, и их синонимы «Небеса» и «Преисподняя» продолжают существовать уже оторванно от конкретных направлений верха и низа.

При этом вопрос о том, когда и как был создан мир, какого он размера, как долго он просуществует, продолжает волновать умы и верующих, и атеистов, и агностиков.

И вопрос о том, сколь далеко и как долго по времени можно двигаться в одном направлении для всех здравомыслящих людей имеет один ответ – сколь угодно долго и скольк угодно далеко.

Неискушенному человеку трудно представить, чтобы двигаясь вверх, можно было бы оказаться внизу, а двигаясь вперед, можно было бы оказаться сзади.

Но так ли это все в реальной Вселенной? И что по этому поводу думает наука?

Человек придумывает бесконечность там, где ему не хватает ума осознать конечность

Чтобы пояснить это утверждение, начну с небольшой притчи.

«В одном лесу на крошечной поляне жило племя людей. Вокруг поляны со всех сторон был густой лес. Периодически из леса выходили тигры и поедали людей. Люди очень боялись тигров. Как бы далеко в лес люди не заходили, всюду был только лес, и почти везде можно было наткнуться на тигра. Вся Вселенная для этих людей состояла только из поляны, на которой они живут и леса с тиграми вокруг. Люди обожествляли каждый шевелеящийся или неподвижный, но грозивший опасностью предмет.

Ничего удивительного, что, люди, жившие на поляне, разумно полагали, что лес вокруг распространяется бесконечно, и что, соответственно, количество тигров в лесу также бесконечно. Потому что как далеко не иди в лес, все равно или останешься в лесу навсегда или рано или поздно, но будешь съеден тигром или попадешь в какую-нибудь опасность.

Любые предположения о том, что конечен или лес, или количество тигров или количество богов, считались абсурдными, нелогичными, противоречащими логике и здравому смыслу.

Однако, в процессе жизни людям требовался лес для строительства домов, изготовления орудий труда и отопления. Поэтому лес вокруг поляны постоянно вырубался. Со временем был вырублен почти весь лес.

В конце концов, оказалось, что размеры леса ограничены. Также ограниченным оказалось и количество тигров в нем. Людям удалось измерить и размеры леса, и количество тигров».

Притчу эту я привел для того, чтобы показать, что человечество достаточно легко полагает бесконечность там, где на самом деле присутствуют ограничения. Психология человека такова, что во многих случаях люди придумывают бесконечность там, где им по тем или иным причинам сложно ососзнать конечность. В первую очередь это относится к пространству, времени и сверхестественным силам.

Аналогично человеку проще представить неподвижность связанных с ним объектов (земля, воздух, солнечная система, галлактика), чем подвижность.

Именно этой особенностью человеческой психологии объясняется то, что изначально Вселенная полагалась плоской и неподвижной, а окружающее пространство и время полагались бесконечными во всех направлениях.

Однако, в процессе своего развития, человечество изменило свое представление об окружающем мире. При этом надо заметить, что это изменение не всегда происходило бесконфликтно.

Сгорел на костре Джордано Бруно, проповедовавший в своих книгах как то, что Земля не является центром Вселенной, так и бесконечность Вселенной, и бесконечность множества миров Вселенной.

Тяжелую жизнь прожил Галилео Галилей, поддерживавший теорию Коперника о вращение земли вокруг солнца и вокруг своей оси.

Как развиваются научные гипотезы

«Любая новая идея проходит три фазы. Первая: что за чушь? Вторая: что-то в этом есть. Третья: кто же этого не знает?»

Известно, что любая оригинальная идея сначала отвергается, потом подвергается яростным нападкам, и, наконец, принимается как аксиома. В конце все завершается четвертой фазой: идея не только принимается, но и осознается, удерживается в умах и претворяется в действиях.

Чаще всего новая научная теория начинается с того, что тот или иной факт плохо поддается объяснению в рамках существующей теории. Потом появляется один или несколько человек, которые тем или иным способом пытаются объяснить нестыковку фактов. Появляется на свет идея или предположение - гипотеза. Правильная это гипотеза или неправильная, показывает дальнейшая практика. Если гипотеза не подтверждается практически, ее отбрасывают. Если гипотеза имеет некоторые практические подтверждения, то она из гипотезы становится теорией. Теорию пытаются проверить со всех сторон, до тех пор, пока не убедятся в ее правильности. Только после этого теорию принимают как факт, и начинают ею пользоваться как естественным и достаточно понятным явлением окружающего мира.

Так, например, гипотеза о том, что земля выпуклая – была выдвинута мореплавателями, видевшими, как уходящие за горизонт корабли не уменьшаются в размерах до точки, а плавно опускаются за линию горизонта.

Позднее появилась теория, которая утверждала, что земля может быть круглой. Эту теорию на практике и проверили сначала Колумб, а потом Магеллан. Сейчас ни для кого не секрет, что земля круглая. Хотя в рамках обычных бытовых предствалений это очень сложно представить и осознать.

Нечто подобное происходило и с теорией о том, что земля вращается вокруг солнца.

Научные представления о микромире и макромире

Ученым, работающим как в области микрочастиц, так и в области астрофизики приходится работать с такими элементами, которые нельзя пощупать, рассмотреть внимательно. Поэтому в этих областях науки уже давно люди фигурируют такими понятиями, которые являются скорее абстрактными, чем реально осязаемыми или представляемыми: В микромире это электроны, протоны, фотоны, кварки, электромагнитные волны и поля, антивещество и т.п. В макромире это галлактики, сверхновые звезды, карлики, черные дыры и т.п.

Все это достаточно абстрактные понятия, плохо представляемые обычным человеком.

Некоторую связь между ними абстрактными мирами теоретически дает теория относительности, которая достаточно абстрактно связывает массу, скорость света и энергию.

В таких условиях ученые достаточно легко оперируют теоретическими расчетами, выкладками и предположениями. В тех случаях, когда физическая теория и ее математический расчет не дает возможности решения с бесконечными расстояниями, массами, скоростями, периодами времени, но на практике подтверждается многими практическими экспериментами, ученые достаточно легко допускают конечность и ограниченность. Такой подход настолько захватывает, что люди, занимающиеся наукой, начинают не только допускать ограниченность некоторых пространственных вещей и самой Вселенной, но и с помощью тех или иных предположений и расчетов пытаются расчитать размеры Вселенной.

Теория относительности Эйнштейна и границы скорости, массы и энергии

В 20-ом веке физики считали, что уже почти все поняли в окружающем мире. Некоторым исключением был свет. Он и распространялся как волна (изгибаясь и преломляясь) и одновременно с этим взаимодействовал с веществом во многом как частица, например, оказывал давление.

Попытки измерить скорость света поставили физиков в тупик. Земля вращается вокруг своей оси и движется в пространстве, т.е. любой объект на поверхности Земли движется с большой скоростью. Однако, все попытки получить зависимость скорости света от скорости движения источника или приемника света окончились неудачей. Скорость света была постоянной, независимо от того, измеряется она у источника света или у приемника, движется ли при этом источник света или приемник.

Единственное, что удалось вычислить, это то, что чем больше скорость, с которой удаляются друг от друга объекты, тем сильнее смещение их света в красную область.

Парадокс со скоростью света математически разрешил Альберт Эйнштейн. Уравнения, выведенные Эйнштейном, связывали между собой изменение протяженностей материальных объектов и промежутков времени при изменениях состояния движения материальных объектов, кроме того, Эйнштейн разработал уравнения, связывающие массу объекта с его энергией. Связующим коэффициентом явилась скорость света.

Побочным выводом из уравнений Эйнштейна было то, что достижение скорости, большей скорости света оказалось невозможным: Из уравнений Эйнштейна вытекало, что никакой объект не может двигаться со скоростью, большей скорости света.

Невозможность бесконечной скорости была спокойно воспринята физиками.

В общей теории относительности Эйнштейн связал в единой формуле массу и энергию.

Это тоже было спокойно воспринято физиками. Однако, поскольку масса Вселенной ограничена, логическим выводом из этого является ограниченность энергии во Вселенной.

Теория разлетающейся Вселенной

Изучение света, излучаемого дальними галактиками, показало, что чем дальше объекты друг от друга, тем сильнее их красное смещение, т.е. тем с большей скоростью они удаляются друг от друга. Самые дальние объекты удаляются почти со скоростью света.

На основе этих наблюдений была создана теория расширяющейся Вселенной. Согласно этой теории все объекты Вселенной разлетаются друг от друга с огромными скоростями.

Для объяснения этого факта были придуманы теории большого взрыва и осциллирующей (колеблющейся) Вселенной.

Согласно первой теории Вселенная разлетается с определенного момента и из определенной точки.

Согласно второй теории объекты Вселенной то движутся друг от друга, то начинают двигаться друг к другу.

Теория большого взрыва

1922 - советский математик и геофизик Ал. Ал. Фридман нашёл нестационарные решения гравитационного уравнения Эйнштейна и предсказал расширение Вселенной (нестационарная космологическая модель, известная как решение Фридмана). Если экстраполировать эту ситуацию в прошлое, то придётся заключить, что в самом начале вся материя Вселенной была сосредоточена в компактной области, из которой и начала свой разлёт. Поскольку во Вселенной очень часто происходят процессы взрывного характера, то у Фридмана возникло предположение о том, что и в самом начале её развития также лежит взрывной процесс - Большой взрыв.

По современным представлениям, наблюдаемая нами сейчас Вселенная возникла 13,7 ± 0,2 млрд лет назад из некоторого начального «сингулярного» состояния с бесконечной температурой и плотностью, и с тех пор непрерывно расширяется и охлаждается.

Теория большого взрыва является логическим продолжением факта разлетающихся галактик. Взяли скорость разлета, вычислили примерный центр разлета, поделили расстояние на скорость и получили дату большого взрыва. Это еще один пример прямых логических рассуждений исходящих из постулатов:

Скорость разлета постоянна во времени,

Направление разлета прямолинейно,

В процессе разлета время постоянно и несжимаемо.

Ни одно из этих предположений не является доказанным, поэтому теорию большого взрыва можно допускать в определенных пределах: не очень далеко вперед (в будущее) от настоящего момента и не очень далеко назад (в прошлое).

Следствием этой теории является то, что размер Вселенной ограничен радиусом разлета осколков большого взрыва.

Реликтовое излучение

Любое тело, имеющее не абсолютно нулевую температуру (-273 градуса по Цельсию), излучает определенный вид излучения. Чем ближе к центру взрыва, тем больше должна быть температура Вселенной и чем дальше от точки взрыва, тем она должна быть меньше. В бесконечности Вселенная должна иметь абсолютно нулевую температуру.

Однако практические попытки измерить температуру Вселенной показали, что она не равна нулю. Оказалось, что практически со всех направлений температура Вселенной составляет примерно 3,5 градуса Цельсия.

Практически это означает, что энергия, выделившаяся при так называемом «Большом взрыве» не рассеялась безгранично, а нагрела Вселенную до определенной температуры во всех местах.

Иными словами, можно сказать, что, или

1.Количество энергии, выделившееся при «Большом взрыве» сразу оказалось бесконечным и распределилось по Вселенной равномерно, или что

2.теплоемкость Вселенной оказалась конечной.

И первое противоречит теории относительности (тепло не могло достичь всей Вселенной за ограниченное время). Второе означает, что Вселенная ограничена по теплоемкости, что практически означает, что Вселенная конечна.

Мало того, температура распределена по Вселенной неравномерно, с некоторых сторон Вселенная нагрета сильнее, а с некоторых – слабее. Ученые называют такое распределение температуры по Вселенной – флуктуациями реликтового излучения.

Сейчас астроном интересует измерение флуктуаций реликтового излучения, поскольку оно может пролить свет на процессы, происходившее во Вселенной на начальных стадиях ее развития. То, что температура границ Вселенной не нулевая – установленный факт, при этом флуктуации распределены неравномерно.

Размер Вселенной

Фактически, исходя из скорости расширения Вселенной и наличия реликтового излучения, получается, что наша Вселенная является относительно небольшой - около 70 млрд. световых лет в поперечнике с числом звезд, равным 10 в девятнадцатой степени.

Как здравомыслящему человеку можно осмыслить то, что Вселенная конечна?

Здравомыслящему человеку очень сложно поверить в то, что Вселенная может быть конечна. Здесь может помочь только опыт осознания других моментов макромира, которые на первый взгляд противоречат здравому смыслу, но на самом деле являются проверенными фактами:

Земля не плоская, а круглая.

Солнце гораздо больше Земли,

Солнце не вращается вокруг Земли, но Земля вращается вокруг Солнца,

Земля вращается вокруг своей оси,

Скорость любого объекта не может быть скорости света,

Масса может переходить в энергию и наоборот,

Свет – это и волна и частица одновременно и т.п.

Эти вещи плохо укладываются в сознании обычного человека. Но они были предположены учеными, проверены экспериментально и уже используются человечеством в его практической жизни.

Ограниченность Вселенной пока только предполагается учеными и проверяется в исследованиях. Но, возможно, когда-нибудь, человечество проверит его экспериментально, и сможет использовать этот факт в практической жизни.

Что на практике означает конечность Вселенной

Если Вселенная конечна, то это не значит, что человек рано или поздно упрется в стену. Края как такового Вселенная не имеет.

Это может означать только еще одну замкнутость. Это значит возврат через какое-то время в исходную точку. Так сигнал или объект, посланный в определенном направлении, и двигающийся прямолинейно, будет двигаться очень долго до тех пор, пока однажды не вернется в исходную точку со стороны, противоположной той, куда он отправился. А луч света, распространяясь в пространстве, должен через определенный (большой) промежуток времени возвратиться в исходную точку.

Мы видим звездное небо постоянно. Космос кажется загадочным и необъятным, а мы являемся лишь крохотной частью этого огромного мира, загадочного и безмолвного.

Всю жизнь человечество задается разными вопросами. Что находится там, за пределами нашей галактики? Есть ли что-то за границей космоса? Да и существует ли у космоса граница? Даже ученые долгое время размышляют над этими вопросами. Бесконечен ли космос? В этой статье приведена информация, которой на сегодняшний день располагают ученые.

Границы бесконечного

Считается, что наша Солнечная система образовалась в результате Большого взрыва. Он произошел из-за сильного сжатия материи и разорвал ее, разбросав газы в разные стороны. Этот взрыв дал жизнь галактикам и солнечным системам. Раннее считалось, что возраст Млечного Пути составляет 4,5 миллиардов лет. Однако в 2013 году телескоп «Планк» позволил ученым пересчитать возраст Солнечной системы. Теперь он оценивается в 13,82 миллиардов лет.

Самая современная техника не может охватить весь космос. Хотя новейшие аппараты способны поймать свет звезд, удаленных от нашей планеты на 15 миллиардов световых лет! Это могут быть даже те звезды, которые уже умерли, но их свет все еще путешествует по космосу.

Наша Солнечная система - лишь маленькая часть огромной галактики, которая называется Млечный Путь. Сама же Вселенная вмещает тысячи подобных галактик. И бесконечен ли космос - неизвестно...

То, что Вселенная постоянно расширяется, образуя все новые и новые космические тела, является научным фактом. Вероятно, ее внешний вид постоянно меняется, поэтому миллионы лет назад, как уверены некоторые ученые, она выглядела совершенно иначе, чем сегодня. И если Вселенная растет, то она определенно имеет границы? Сколько Вселенных существует за нею? Увы, этого никто не знает.

Расширение космоса

Сегодня ученые утверждают, что космос расширяется очень быстро. Быстрее, чем они считали раннее. Из-за расширения Вселенной экзопланеты и галактики удаляются от нас с разной скоростью. Но при этом скорость ее роста одинакова и равномерна. Просто эти тела находятся от нас на различном расстоянии. Так, ближайшая к Солнцу звезда, "убегает" от нашей Земли со скоростью 9 см/с.

Теперь ученые ищут ответ еще на один вопрос. Что заставляет Вселенную расширяться?

Темная материя и темная энергия

Темная материя - это гипотетическое вещество. Она не производит энергию и свет, но занимает 80% пространства. О наличии этого неуловимого вещества в космосе ученые догадывались еще в 50 годах прошлого века. Хотя прямых доказательств ее существования не было, сторонников этой теории с каждым днем становилось все больше. Возможно, в ее составе присутствуют неизвестные нам вещества.

Как появилась теория о темной материи? Дело в том, что галактические скопления давно бы разрушились, если бы их массу составляли только видимые нам материалы. В итоге получается, что большая часть нашего мира представлена неуловимым, неизвестным пока нам веществом.

В 1990 году была обнаружена так называемая темная энергия. Ведь раньше физики думали, что сила притяжения работает на замедление, однажды расширение Вселенной прекратится. Но обе команды, которые взялись за изучение этой теории, неожиданно выявили ускорение расширения. Представьте себе, что вы подбрасываете в воздух яблоко и ждете, когда она упадет, но вместо этого оно начинает удаляться от вас. Это говорит о том, что на расширение влияет некая сила, которая была названа темной энергией.

Сегодня ученые устали спорить о том, бесконечен космос или нет. Они пытаются понять, как выглядела Вселенная до Большого взрыва. Однако этот вопрос не имеет смысла. Ведь время и пространство сами по себе так же бесконечны. Итак, рассмотрим несколько теорий ученых о космосе и его границах.

Бесконечность - это...

Такое понятие, как "бесконечность", является одним из наиболее удивительных и относительных понятий. Издавна оно интересует ученых. В реальном мире, в котором мы живем, все имеет конец, в том числе и жизнь. Поэтому бесконечность манит своей таинственностью и даже некоей мистичностью. Бесконечность трудно представить. Но она существует. Ведь именно с ее помощью решается множество задач, и не только математических.

Бесконечность и ноль

Многие ученые уверены в теории бесконечности. Однако израильский математик Дорон Зельбергер не разделяет их мнение. Он утверждает, что существует огромное число и, если прибавить к нему единицу, конечный результат окажется нулевым. Однако данное число лежит так далеко за пределами человеческого понимания, что его наличие никогда не будет доказано. Именно на этом факте базируется математическая философия под названием "Ультрабесконечность".

Бесконечный космос

Есть ли вероятность того, что при сложении двух одинаковых чисел получится то же число? На первый взгляд это кажется абсолютно невозможным, но если речь идет о Вселенной... Согласно расчетам ученых, при отнимании от бесконечности единицы получается бесконечность. При сложении двух бесконечностей вновь выходит бесконечность. А вот если вычесть бесконечность из бесконечности, вероятнее всего, получится единица.

Древние ученые также задавались вопросом о том, существует ли граница у космоса. Их логика была простой и одновременно гениальной. Их теория выражается в следующем. Представьте себе, что вы достигли края Вселенной. Протянули руку за ее границу. Однако рамки мира раздвинулись. И так бесконечно. Представить это очень трудно. Но еще труднее представить, что же существует за ее границей, если она действительно есть.

Тысячи миров

Эта теория гласит, что космос бесконечен. Вероятно, в нем есть миллионы, миллиарды других галактик, которые вмещают в себя миллиарды других звезд. Ведь, если мыслить обширно, все в нашей жизни начинается снова и снова - фильмы следуют один за другим, жизнь, заканчиваясь в одном человеке, начинается в другом.

В мировой науке на сегодняшний день считается общепринятой концепция о многокомпонентной Вселенной. Но сколько Вселенных существует? Никто из нас этого не знает. В других галактиках могут находиться совсем иные небесные тела. В этих мирах господствуют совершенно другие законы физики. Но как доказать их наличие экспериментальным способом?

Сделать это можно лишь обнаружив взаимодействие между нашей Вселенной и другими. Это взаимодействие происходит через некие кротовые норы. Но как найти их? Одно из последних предположений ученых гласит, что такая нора есть прямо в центре нашей Солнечной системы.

Ученые предполагают, что в том случае, если космос бесконечен, где-то на его просторах находится двойник нашей планеты, а, возможно, и всей Солнечной системы.

Другое измерение

Еще одна теория гласит, что размеры космоса имеют пределы. Все дело в том, что ближайшую мы видим такой, какой она была миллион лет назад. Еще дальше - значит еще раньше. Расширяется не космос, расширяется пространство. Если мы сможем превысить скорость света, зайдем за границу космоса, то попадем в прошлое состояние Вселенной.

А что же находится за этой пресловутой границей? Возможно, другое измерение, без пространства и времени, которое только может представить наше сознание.