Есть ли у вселенной границы: Наука: Наука и техника: Lenta.ru |

Содержание

Оказывается у Вселенной есть границы

Чёрные дыры, разрывающие на части огромные звезды. Пульсары, которые вращаются с невероятной скоростью и испускают мощные лучи энергии, красочные туманности с фейерверками новорожденных звезд, галактики всевозможных цветов и размеров — все они находятся в пределах нашей Вселенной. Но она не бесконечна. У неё есть граница – стена, за которой простирается абсолютное ничто.

Наша Вселенная похожа на огромную матрешку, если ее открыть внутри будет еще одна поменьше. Эта галактика в галактике прячется еще одна матрешка — наша солнечная система и самая маленькая из всех — эта Земля. У каждой из матрешек есть границы.

100 километров над уровнем моря — это наша первая граница. Она в десять раз выше, чем летают пассажирские самолеты. Эта граница называется «Линия Ка́рмана» и она условно отделяет атмосферу Земли от космического пространства.

Идём дальше к границе Солнечной системы. Её условные границы составляют примерно 50-100 астрономических единиц.

Новости МирТесен

1 астрономическая единица — это расстояние от земли до Солнца.

гелиосфера

Граница нашей Солнечной системы можно назвать пределом гелиосферы. Здесь скорость солнечного ветра существенно уменьшается. Сначала она падает с 1млн км/ч до скорости звука, а затем в слое, называемом гелиопаузой ветер почти исчезает. Далее на границе Солнечной системы с ней сталкивается межзвездный ветер. После наступает мрак межзвездного пространства, где можно найти два космических зонда voyager-1, которых пересёк эту границу в 2004 году и voyager-2 (пересёк в 2007).

Эти космические зонды обнаружили, что гелиосфера не является идеальным шаром вокруг солнца. Её южная граница находится на 10 астрономических единиц ближе к звезде, чем северная.

Облако Оорта

Через 200 000 АЕ (астрономических единиц) нашу Солнечную систему окружает каменная стена «Облако Оорта». На самом деле это куча астероидов, окружающих наш мир. Учёные предполагают, что именно оттуда на Землю летят кометы и метеориты.

Ширина Млечного пути около 106 тысяч световых лет. И вот мы на краю нашей галактики. Здесь нет межзвёздного ветра. И всё что мы видим это яркие точки вдалеке (другие галактики). Млечный путь входит в скопление галактик, которое называется Сверхскопление Ланиакея.

это вся наша видимая Вселенная

Мы считали, что она бесконечна, но вскоре у нас могут появиться доказательства, что у нее есть предел. Она здесь в 10 млрд. световых лет от нашего дома. Чтобы долететь до неё, даже если перемещаться со скоростью света, уйдет вдвое больше времени чем существует наша планета. За это время Солнце либо исчезнет, либо взорвется, как сверхновая, уничтожив всю нашу солнечную систему. К тому времени нашей галактики больше не существует, потому что она столкнётся с галактикой Андромеды, вследствие чего они сольются в одно большое космическое тело.

Сверхпустота Эридана

На так называемой границе нашей Вселенной существует реликтовое холодное пятно или Сверхпустота Эридана, некоторые учёные считают это место свидетельством столкновения нашей Вселенной с чем-то огромным, способным оставить гигантский шрам.

Сверхпустота Эридана — это пустое и холодное пространство шириной в 1 млрд. световых лет. Она появилась после какой-то катастрофы невероятных размеров. Объект, который врезался в нашу Вселенную, скорее всего, был другой Вселенной. Да, другие Вселенные действительно могут существовать.

По теме: Японцы хотят уничтожать космический мусор с помощью плазменной пушки.

Представьте, что наша Вселенная – это огромный пузырь, содержащий все скопления галактик. В наблюдаемой вселенной таких пузырей может быть бесконечное количество, и все они могли появиться во время Большого взрыва.

Эти вселенные могут отличаться от нашей, в них могут быть другие галактики и туманности, но эти пузыри также могут быть параллельными вселенными. Представьте, что утром вы выбрали хлопья вместо овсянки, а в другой вселенной ваш близнец выбрал овсянку. Каждый выбор, который вы когда-либо делали в жизни, в параллельной вселенной имеет совершенно другие последствия. И поскольку выбор бесконечен, может существовать целая бесконечность параллельных вселенных.

Подобно обычному пузырю у нашей вселенной есть стенка, которая находится рядом со сверхпустотой Эридана. Давным-давно мимо нашего пузыря пролетал еще один. И когда они сблизились, их гравитационные поля начали взаимодействовать. Наша стенка начала деформироваться и тянутся к соседней вселенной, то же происходило и с другой стороны. Затем стенки наших вселенных соприкоснулись, но по мере того как пузыри двигались, их связь начинала разрушаться, и другая вселенная оторвала огромный кусок от нашей. В месте столкновения образовалась холодная пустота та самая Эридана.

Проблема в том, что вселенная выглядит одинаково для наблюдателя независимо точки зрения. Представьте себе висящий в воздухе баскетбольный мяч, если мы посадим на мяч муравья и попросим его найти край он просто начнет бегать по мячу, делая бесконечное количество кругов, но пейзаж вокруг муравья не изменится все, что он увидит — это закругленный горизонт. Это потому что мяч остается неизменным с любой точки зрения. То же самое происходит и с нами когда мы пытаемся найти край вселенной.

Дело в том, что мы представляем себе мир в трехмерном пространстве, вот например, вы видите обычный квадрат в двухмерном пространстве, но если добавить глубину и изменить точку зрения получится куб. Если бы мы могли видеть вселенную в четырехмерном пространстве квадрат мог бы стать чем-то совершенно другим, возможно, когда-нибудь нам удастся покинуть наш пузырь. А ключ к путешествию в другую вселенную может находиться внутри чёрной дыры.

Чёрная дыра

Чёрные дыры — один из самых загадочных объектов во вселенной. Они такие тяжелые, что искажают не только пространство, но и время. Это все равно что положить в сеть увесистый камень, она провиснет, и чем ближе вы будете подходить камню, тем сильнее будет искривление. Если попасть в гравитационное поле черной дыры покинуть его уже не получится. Мы до сих пор не знаем, что на самом деле находится в черных дырах.

Белая дыра

Некоторые ученые полагают, что существуют и белые. Теоретически они должны возникать вместе с чёрными дырами и быть их прямой противоположностью. Ничто не может приблизиться к белой дыре. Пока данных о таких объектах нет, но общая теория относительности предполагает, что они существуют.

Есть теория о том, что чёрные дыры могут быть проходами в другую Вселенную. Получается если попасть в чёрную дыру можно выйти с другой стороны через горизонт событий белой дыры, обойти границу вселенных и оказаться в совершенно другом мире.

Возможно, у нас уже есть доказательство того, что белые дыры существуют. В 2006 году ученые обнаружили необычный всплеск энергии в 1,6 млрд. световых лет от Земли и этот взрыв был уникален, он не был похож ни на взрыв сверхновой, ни на слиянии двух чёрных дыр. Некоторые астрономы полагают, что это было рождение белой дыры, но поскольку она была нестабильной, то почти сразу исчезла. Этот процесс напоминал рождения нашей вселенной — Большой взрыв, поэтому учёные назвали его Малым взрывом.

На этот всё. Как вам такая теория? Пишите своё мнение в комментариях.

#космос #граница вселенной #вселенная #теории

Стоит еще зайти сюда: Новости науки и техники.

Источник статьи: Оказывается у Вселенной есть границы.

Рассказ и эволюция
Будущее энергетики за отрицательными энергиями.

Что ещё мы в принципе можем узнать о Вселенной? / Хабр

Я космолог, и после моих лекций чаще всего я слышу такие вопросы: Что находится за пределами Вселенной? Во что расширяется наша Вселенная? Будет ли она расширяться вечно? Это естественные вопросы. Но существует более глубокий вопрос. На самом деле мы хотим знать следующее: есть ли границы нашего знания? Есть ли границы науки?

Ответ, конечно же – мы заранее не знаем. Мы не узнаем, существуют ли границы познания, если только не попробуем преодолеть их. Пока что их признаков не наблюдается. Встречаются препятствия, но все они носят характер временных. Некоторые говорят мне: «Мы никогда не узнаем, как началась Вселенная. Мы никогда не узнаем, что было до Большого взрыва». Эти утверждения демонстрируют примечательное самомнение по поводу того, что мы заранее можем знать список всего, что мы не сможем узнать. Это не только необоснованно, но и не подтверждается всей историей науки, не встретившей пока таких ограничений. В случае космологии наше знание увеличилось так, как никто не мог предполагать 50 лет назад.

Мы не можем увидеть бесконечность, наше поле зрения ограничено 45,3 миллиарда световых лет. Но это не мешает нам понимать законы природы.

И нельзя сказать, что природа не ставит ограничения на наблюдаемое и на то, как мы можем что-либо наблюдать. К примеру, принцип неопределённости Гейзенберга ограничивает наше знание о движении частицы, а скорость света ограничивает дальность нашего поля зрения или длину пути, который возможно пройти за заданное время. Но эти ограничения говорят лишь о том, чего мы не можем увидеть, а не о том, чего мы не можем узнать. Принцип неопределённости не помешал разобраться в квантовой механике, поведении атомов или виртуальных частицах, которые, хоть их и не видно, всё же существуют.

Наблюдение расширения Вселенной подразумевает, что было какое-то начало, ведь если экстраполировать обратно, то в некий момент прошлого всё в обозримой Вселенной сосредоточится в одной точке. В этом момент, известный, как Большой взрыв, известные нам законы физики перестают работать, поскольку ОТО, описывающее гравитацию, невозможно интегрировать с квантовой механикой, описывающей физику на микроскопических масштабах. Но большинство учёных не считают это фундаментальным барьером на пути знания, поскольку ОТО наверняка станет частью последовательной квантовой теории. Теория струн – одна из продолжающихся в этом направлении попыток.

С такой теорией мы, возможно, сумеем ответить на вопрос о том, что было прежде Большого взрыва. Простейший ответ одновременно и наименее удовлетворительный. СТО и ОТО связывают пространство и время в одну сущность: пространство-время. Если пространство было создано во время Большого взрыва, то, возможно, и время тоже. В таком случае никакого «прежде» не было. Вопрос оказывается некорректным. Конечно, это не единственный возможный ответ, и нам необходимо подождать квантовую теорию гравитации и её экспериментальное подтверждение до того, как у нас появится уверенность в нашем ответе.

Ещё один вопрос – можем ли мы знать, что лежит за пределами нашей Вселенной в смысле пространства. Каковы границы нашей Вселенной? Мы можем попробовать угадать ответ. Если наше пространство-время появилось спонтанно – что, как я доказывал в моей последней книге, «Вселенная из ничего» [A Universe from Nothing], кажется вполне вероятным – тогда её общая энергия равна нулю. Энергия, представленная материей, компенсируется энергией, представленной гравитационными полями. Иначе говоря, нечто может появиться из ничего, если нечто будет равно ничему. В данный момент считается, что вселенная, общая энергия которой может быть нулевой, замкнута. Такая вселенная конечна, но не имеет границ. Так же, как вы можете вечно путешествовать по поверхности сферы, не встречая никаких границ, вы, возможно, можете двигаться и по Вселенной. Если заглянуть достаточно далеко в одном направлении, можно увидеть наши затылки.

На практике это невозможно, поскольку наблюдаемая Вселенная – лишь часть гораздо большего объёма. Это связано с явлением инфляции. Большинство спонтанно появляющихся вселенных микроскопического размера реколлапсируют за микроскопическое время, и не будут существовать миллиарды лет. Но в некоторых пустое пространство будет наделено энергией, и это заставит вселенную расширяться с экспоненциальной скоростью, хотя бы некоторое время. Считается, то период инфляции проходил в первые моменты расширения Большого взрыва, и предотвратил реколлапс Вселенной. В этом процессе Вселенная раздулась так сильно, что в практическом смысле она теперь выглядит плоской и бесконечной – как кукурузное поле в Канзасе кажется бесконечным, хотя и находится на огромной сфере по имени Земля. Поэтому мы не видим своих затылков, заглядывая в космос, хотя наша Вселенная может оказаться замкнутой на крупнейших масштабах. В принципе, подождав достаточно долго, мы могли бы увидеть всё вместе, если только инфляция не возобновиться в нашей наблюдаемой Вселенной, и не идёт где-то в других регионах космоса, недоступных нашему взору.

Касательно возможности того, что невидимые нам пока (или навсегда) регионы могут испытывать инфляцию, текущие теории называют этот сценарий наиболее вероятным. Если мы будем относить выражение «наша Вселенная» к тому району пространства, с которым у нас есть связь, или с которым у нас когда-нибудь появится связь, тогда инфляция за пределами этого района продолжает создавать другие вселенные. В нашем районе инфляция могла быть краткой, но оставшееся пространство экспоненциально расширяется вечно, и в этом процессе изолированные районы по типу нашего иногда откалываются от расширения, как изолированные участки льда формируются на поверхности быстрого течения воды, если температура опускается ниже точки замерзания. У каждой такой вселенной будет начало, обозначенное окончанием инфляции в этом участке пространства. В этом случае начало нашей Вселенной может не совпасть с началом времени – ещё одна причина сомневаться в том, что Большой взрыв представляет собой ограничение познания.

Сталкивающиеся галактики. Такие явления когда-нибудь прекратятся, и наблюдатели далёкого будущего могут никогда не узнать, какой динамичной раньше была наша Вселенная.

В зависимости от процесса, заставляющего вселенные отпочковываться от фонового пространства, законы физики в них могут отличаться. Мы решили называть эту коллекцию возможных вселенных «мультивселенной» [multiverse]. Идея мультивселенной прижилась в научном сообществе не только из-за того, что она вдохновлена инфляцией, но и потому что возможность существования множества разных вселенных, у каждой из которых есть свои законы физики, может объяснить разные необъяснимые на первый взгляд фундаментальные параметры нашей Вселенной. Эти параметры – просто значения, случайным образом появляющиеся во время рождения вселенной.

Если существуют другие вселенные, то они отделены от нас огромными дистанциями, удаляются на огромных скоростях, и потому их никак нельзя будет обнаружить напрямую. Значит ли это, что мультивселенная – просто метафизика? Является ли подтверждение существования мультивселенной фундаментальной границей нашего познания? Не обязательно. Хотя мы можем и не увидеть другую вселенную, мы можем проверить теорию, приведшую к её появлению – например, пронаблюдав гравитационные волны, порождённые инфляцией. Это позволит нам проверить природу инфляции, приведшей к появлению нашей Вселенной. Эти волны похожи на те, что недавно были обнаружены детектором LIGO, но имеют другой источник. Они исходят не от катаклизмов наподобие столкновений чёрных дыр в далёких галактиках, но от самых ранних моментов Большого взрыва, в предполагаемый период инфляции. Если их можно будет обнаружить напрямую – что возможно в разных экспериментах, которые ищут следы этих волн в реликтовом излучении, оставшемся от Большого взрыва – мы сможем изучить физику инфляции и определить, является ли следствием этой физики бесконечная инфляция. Вот так, не напрямую, мы сможем проверить существование других вселенных, даже без прямого их наблюдения.

В общем, мы обнаружили, что даже глубочайшие из метафизических вопросов, включая существование других вселенных – к которым ранее не предполагалось возможности подойти эмпирически – на самом деле могут быть проверяемы, если подойти к ним с умом. Пока неизвестны границы того, что мы можем узнать, скомбинировав логику и экспериментальные наблюдения.

Вселенная без границ привлекает нас и побуждает продолжать поиски. Но можем ли мы быть уверены, что никаких границ познания мы никогда не встретим? Не совсем.

Инфляция налагает фундаментальное ограничение на познание – конкретно, на познание прошлого. Она обнуляет вселенную, уничтожая всю информацию о предшествовавших ей динамических процессах. Быстрое расширение космоса во время инфляции сильно разбавляет содержимое любого района. Так что она, например, могла стереть следы магнитных монополей, частиц, которые по теории в ранней Вселенной должны были появляться в большом количестве. Это было одно из первых достоинств инфляции – примирение теории, предполагающей изобилие этих частиц, с фактом отсутствия их сегодня. Но избавляясь от несоответствий, инфляция стирает и части нашего прошлого.

Что хуже, это стирание может ещё идти. Мы, очевидно, живём сейчас в другой период инфляции. Измерения убегания удалённых галактик показывают, что расширение нашей Вселенной ускоряется, а не замедляется, что наблюдалось бы, если бы гравитационная энергия преобладала в материи или излучении, а не в пустом пространстве. Пока что нам непонятно происхождение этой энергии. Любое из потенциальных объяснений накладывает ограничения на прогресс познания и даже на наше существование.

Энергия пустого пространства может внезапно исчезнуть, если Вселенная вдруг испытает какой-нибудь фазовый переход, космическую версию конденсации пара в жидкую воду. Если это случится, природа фундаментальных сил может измениться, и все видимые нам структуры, начиная с атомов, могут стать нестабильными или исчезнуть. И мы исчезнем вместе со всем остальным.

Но и при продолжении расширения наше будущее довольно уныло. В течение 2 триллионов лет – по меркам людей это долго, но не по меркам космоса – остаток Вселенной исчезнет из нашего поля зрения. Любые наблюдатели, появляющиеся на планетах вокруг звёзд в этом далёком будущем, решат, что они живут в единственной галактике, окружённой бесконечным пустым пространством, безо всяких признаков ускорения и даже доказательств Большого взрыва. Так же, как мы утратили монополи, им будет не видна знакомая нам история (разумеется, у них может появиться доступ к таким наблюдаемым явлениям, которые мы пока не видим, так что пока зазнаваться не стоит).

В любом случае, стоит наслаждаться нашим небольшим временем под солнцем и изучать то, что можем, пока мы можем. Учитесь прилежнее, выпускники!

космология — Каков предел Вселенной?

Мне нравится подходить к этому следующим образом: в предметах множеств вселенная определяется как множество, содержащее все возможные элементы (оно не содержит все возможные множества, потому что тогда это становится парадоксальным, только элементы ). Когда я применяю это определение к космологии, становится очевидным, что все существующее по определению должно существовать во Вселенной. Мы можем сказать, что Вселенная — это то, что содержит все, что существует. Это, естественно, отвечает на вопрос о том, что находится за пределами Вселенной. Ничто не находится вне его, потому что если бы было что-то вне его, то это нечто было бы вещью, которая существует, которая по определению должна была бы существовать во вселенной.

Границы вселенной определяются границами измерений. В декартовых координатах Вселенная простирается до x, y и z и существует в каждый момент, которому можно приписать значение времени. Итак, если у Вселенной есть пределы, то это должно быть потому, что существуют пределы для x, y и z. Таким образом, не может быть «за краем вселенной», потому что это означало бы, что есть больше точек, скажем, на оси X, что явно противоречит предпосылке существования края.

Но давайте проверим существование или возможность существования ребра. Есть такая штука, называемая наблюдаемой вселенной . Это представляет собой небольшой уголок вселенной, сосредоточенный на нас и содержащий буквально все, что мы можем наблюдать (то, что содержит все, что существует и что мы можем наблюдать; это подходящее название). Поскольку мы не можем наблюдать ничего за пределами наблюдаемой Вселенной, мы ничего не можем знать об этом (хорошо, есть некоторые вещи, которые раньше были в наблюдаемой Вселенной, но их больше нет, поэтому мы может знать, по крайней мере, что некоторые вещи существуют за пределами того, что мы можем наблюдать, что, если подумать, представляет собой значительный объем знаний об этих вещах). В результате мы редко обсуждаем что-либо за пределами наших наблюдаемых границ, и вы часто слышите, как космологи называют наблюдаемую вселенную просто «вселенной» (конечно, это немного эгоцентрично, но технически наблюдаемая вселенная такова, так что я чувствую себя хорошо). тоже делаю). Имея это в виду, мы можем легко определить пределы «вселенной». Есть несколько разных горизонтов, которые можно использовать для определения соответствующих границ Вселенной, но наиболее часто упоминаемое число — это то, что радиус нашей Вселенной составляет порядка 45$ миллиардов световых лет, что составляет около $\frac{1 }{\sqrt 2}$ умножить на число Авогадро в километрах. Это немного больше, чем Усэйн Болт может пробежать за час.

Существует ряд космологических теорий, которые имеют разные оттенки мультивселенных (мммммм… ванильные вселенные). У некоторых из них есть мультивселенная, сосуществующая с нашей, где физически нет временного или пространственного разделения, но есть другое измерение, которое они определяют для их разделения. Это делает вещи математически простыми, но концептуально сложными. Некоторые определяют «области», такие как наша вселенная, которые существуют рядом с подобными областями, все в более крупных областях, «не похожих на нашу вселенную». Они также немного различаются в том, как они определяют «рядом», но обычно это определение, которое в конечном итоге приводит к тому, что у вас болит голова при первом чтении, потому что (здесь начинается часть боли в голове) оно позволяет им быть в физически разное время / местах, но все еще имеют возможность бесконечно расширять размеры каждой области вселенной. Я знаю, но ты сказал, что тебе нужны слова, и это лучшее, что я могу сделать без математики и Ричарда Фейнмана. Но, как говорила старушка мужу в постели: «А что ты хочешь?». Я хочу ответить на ваш довольно широкий вопрос о мультивселенных. Некоторым теориям не требуется большого контейнера для них всех, другие просто применяют термин «вселенная» к регионам, подобным тем, в которых мы живем (лично я считаю это неправильным использованием термина, но я не полицейский по навешиванию ярлыков, так что они, вероятно, в порядке), а затем определить контейнер для них всех. Для последних случаев вы найдете термины от столь грандиозных, как «Космический пейзаж», до таких приземленных, как «фоновая вселенная». Но это было запутанным и бесполезным путешествием в мир теорий мультивселенной. Во всех случаях вы все равно можете определить «вселенную» как то, что содержит все, что существует. И во всех случаях это не отвечает на вопрос «Каков предел Вселенной?» вопрос, все, что он делает, это смещает его на «Каков предел мультивселенной?». Итак, давайте двигаться дальше.

Последнее, что я хочу затронуть, это то, какие мнения вы обычно встречаете. Большое количество космологов любят говорить, что есть больше свидетельств, указывающих на то, что Вселенная плоская, и большинство из них также сказали бы, что ее размеры бесконечны. Это означало бы, что у Вселенной нет пределов. Он просто расширяется наружу навсегда. Вы наверняка найдете таких, которые говорят, что объем Вселенной конечен, но неизмерим не быть полностью уверенным в этом. Теперь наличие конечного объема не означает наличия краев или границ. Вспомните игру «Астероиды»; экран имеет конечную площадь, но нет ни края, ни границы, в которую вы можете влететь или выйти за пределы своего треугольника (обратите внимание, я не говорю, что вы можете продолжать путешествовать в одном направлении во вселенной и возвращаться туда, где вы начали , я просто привожу пример конечной области без границ). Бьюсь об заклад, некоторые физики также утверждают, что у Вселенной есть границы или границы. Я никогда не встречал таких, но готов поспорить, что они существуют. Тем не менее преобладает мнение, что Вселенная бесконечна в пространстве, что отвечает на вопрос, есть ли у нее пределы. Ответ – громкое «Нет».

Подводя итог, можно сказать, что вселенная по большей части не имеет каких-либо границ или границ. Можно говорить об наблюдаемой Вселенной, граница которой чаще всего упоминается как удаленная на 45 миллиардов долларов световых лет. По мнению большинства экспертов, о «вне вселенной» не может быть и речи. В случае мультивселенных теории занимают разные позиции; у некоторых есть фоновые вселенные, чтобы содержать их все. Наиболее полезным для меня является определение Вселенной как «того, что содержит все существующие вещи», что, естественно, отвечает на многие вопросы такого типа.

Надежда, которая поможет и больше не запутает

Ранняя Вселенная

Ранняя Вселенная
Рождение Вселенной :

Физика ранней Вселенной находится на границе астрономии и
философии, поскольку в настоящее время у нас нет полной теории, которая
объединяет все фундаментальные силы Природы в момент
Творчество. Кроме того, нет возможности связать
наблюдение или экспериментирование физики ранней Вселенной к нашему
теорий (т.е. «построить» другую Вселенную невозможно). Наш
теории отвергаются или принимаются на основе простоты и эстетики
основания, плюс сила предсказания более поздних времен, чем
обращение к эмпирическим результатам. Это очень отличающийся способ
делать науку из предыдущих веков исследований.

Наша физика может объяснить большую часть эволюции Вселенной после
планковское время
(примерно через 10 ^-43 секунд после
большой взрыв).

Однако события до этого времени не определены в нашей нынешней науке.
и, в частности, у нас нет четкого представления о происхождении
Вселенная (то есть то, что начало или «вызвало» Большой Взрыв). В лучшем случае,
мы можем описать наши усилия на сегодняшний день как зондирование «краев»
наше понимание, чтобы определить, что мы не понимаем, много
как слепой исследует край глубокой ямы, изучая
его диаметр, не зная его глубины.

Унификация :

Одна из причин, по которой наша физика неполна в эпоху Планка, заключается в том, что
непонимание объединения сил Природы
в течение этого времени. При высоких энергиях и температурах силы
Природа становится симметричной. Это означает, что силы похожи друг на друга
и становятся подобными по силе, т.е. объединяются.

Примером объединения является рассмотрение взаимодействия слабых
и электромагнитные силы. При низкой энергии фотоны и частицы W,Z
являются переносчиками электромагнитных и слабых взаимодействий.
Частицы W и Z очень массивны и поэтому требуют много энергии.
(Е=мс ² ). При высоких энергиях фотоны
приобретают энергию, аналогичную частицам W и Z, и силы становятся
объединены в электрослабое взаимодействие.

Ожидается, что все ядерные силы материи (сильные,
слабые и электромагнитные) объединяются при экстремально высоких температурах под
принцип, известный как теория Великого объединения, расширение квантовой физики
используя еще не открытые отношения между сильным и электрослабым
сил.

Окончательное объединение разрешает отношения между квантовыми силами
и гравитация (супергравитация).

В ранней Вселенной физика, предсказывающая поведение материи,
определяется тем, какие силы объединяются и какую форму они принимают.
Взаимодействия на пороге эры Планка управляются
супергравитация, квантовые эффекты мини-черных дыр. После
разделения гравитации и ядерных сил, пространство-время Вселенной
отличается от материи и излучения.

Космическая сингулярность :

Одна вещь ясна в нашей постановке таких вопросов, как «Как
Вселенная начнётся? заключается в том, что Вселенная была самотворной. Это
точка разделения между теизмом, философией о том, что Бог есть,
и натурализм, философия, что только естественные законы и силы действуют в
мир и что ничего не существует за пределами природного мира.
Ибо теизм интерпретирует Вселенную как имеющую начало, точку, в которой она
начинает существовать, так как должна существовать трансцендентная причина, то есть Бог.
Натурализм требует, чтобы не было причины, Вселенная либо существует
вечно, или происхождение Вселенной принимает решение «без границ»
(например, пространство *и* время начинается с Большого Взрыва, нет
*до*).

Происхождение Вселенной также включает в себя вопрос о творении ex.
nihilo , создание из ничего. Парменид, конечно, возражал.
creatio ex nihilo — «ничто не возникает из ничего». Основными религиями являются
раскол по вопросу с основными христианскими конфессиями, поддерживающими способность
Творца сотворить из ничего (хотя здесь возникает вопрос
считается ли Сам Бог предсуществующей материей). Другие конфессии верят
что Вселенная была построена из ранее существовавшей, изначальной материи,
так что предВселенная была вечной и был создан наш «пузырь» (Бытие
1:6 намекает на предсуществующую воду, из которой состоит материя).

Современную физику вполне устраивает creatio ex nihilo, означающее, что
все началось как Вселенная с нулевой энергией, отрицательная энергия станет темной
энергия и положительная энергия будут становиться материей. Это не заявление о
«причина», стоящая за происхождением Вселенной, и не является заявлением о
отсутствие цели или судьбы. Это просто утверждение, что Вселенная была
эмерджентно, что реальность Вселенной, вероятно, произошла от
неопределенное море потенциальности, которое мы называем квантовым вакуумом,
свойства всегда могут оставаться за пределами нашего понимания.

Экстраполяция настоящего на момент Творения подразумевает происхождение
бесконечной плотности и бесконечной температуры (вся масса Вселенной и
энергия доведена до точки нулевого объема). Такая точка называется
космическая сингулярность.

Бесконечность неприемлема в качестве физического описания, но наша
гипотетические наблюдатели в начале времен защищены
принцип космической цензуры. Это означает, что
сингулярности существуют только математически, а не как физические
реальность, которую мы можем наблюдать или измерять. Природное решение этого
проблемой являются такие вещи, как горизонт событий вокруг черных дыр.
Барьеры, построенные теорией относительности для предотвращения наблюдения
необычность.

Хотя наблюдения останавливаются на горизонте событий, можно проверить
наука не для того, чтобы мы могли строить модели поведения внутри события
горизонт, затем ищите наблюдаемые прогнозы этих моделей. За
космологии, одной из таких моделей космической сингулярности является модель Хартла-Хокинга.
безграничная космология. В этой модели нет «до» Большого взрыва.
потому что Вселенная существовала в так называемом евклидовом или воображаемом времени.
Евклидово время — это понятие, полученное из квантовой механики и имеющее важное значение.
в связи квантовой механики со статистической механикой. Евклидово время
может быть трудно визуализировать. Один из способов — помнить о нашей относительности
где пространство и время объединяются в пространство-время. И мы измеряем пространство-время
с помощью линейки и часов вместе. Близкие к массе правители становятся короче и
часы замедляются (относительно линеек и часов в плоском пространстве-времени).
Эвклидово время возникает, когда мы возвращаемся к первым моментам раннего
вселенная. Плотности и энергии огромны, и когда мы смотрим на нашу линейку
и часы мы замечаем странную вещь, часы начинают вести себя как линейка.

Евклидово время — это способ взглянуть на измерение времени так, как будто это
измерение пространства: вы можете двигаться вперед и назад по воображаемому времени,
так же, как вы можете двигаться вправо и влево в пространстве. Таким образом, безграничная модель
утверждает, что Вселенная бесконечно конечна: что не было времени
до Большого взрыва, потому что времени не существовало до образования
пространство-время, связанное с Большим взрывом и последующим расширением
Вселенной в пространстве и времени.

Согласно модели Хартла-Хокинга, если бы мы могли путешествовать назад во времени к
начало Вселенной, мы бы отметили, что совсем недалеко от того, что могло бы
иначе было бы началом, время уступает место пространству, так что в
сначала есть только пространство и нет времени. Начала – это сущности, которые должны
делать со временем; поскольку времени до Большого взрыва не существовало, концепция
начала Вселенной бессмысленно. Согласно
Предложение Хартла-Хокинга, Вселенная не имеет происхождения, как мы понимаем.
это: Вселенная была сингулярностью как в пространстве, так и во времени до Большого взрыва.
Таким образом, Вселенная в состоянии Хартла-Хокинга не имеет начала, но это не
стационарное состояние Вселенной; она просто не имеет ни начальных границ во времени, ни
пространство.

Квантовый вакуум :

Современную физику вполне устраивает creatio ex nihilo, означающее, что
все началось как Вселенная с нулевой энергией, отрицательная энергия станет темной
энергия и положительная энергия станут материей, сумма равна нулю. Этот
не является утверждением о «причине» происхождения Вселенной, равно как и
это заявление об отсутствии цели или судьбы. Это просто заявление
что Вселенная возникла, что настоящая Вселенная, вероятно,
происходящее из неопределенного моря потенциальности, которое мы называем квантовым
вакуум, свойства которого всегда могут оставаться за пределами нашего понимания.

Космическая сингулярность, которой была Вселенная в начале
времени, экранируется отсутствием каких-либо физических наблюдателей. Но
следующий уровень исследования — каково происхождение возникающего
свойства Вселенной, свойства, которые становятся массой
Вселенной, ее возраст, ее физические константы и т. д. Ответ
кажется, что эти свойства имеют свое происхождение как
флуктуации квантового вакуума.

Свойства Вселенной исходят из «ничего», где ничего нет.
квантовый вакуум, который представляет собой совсем другой вид ничего. Если мы
исследуя кусок «пустого» пространства, мы видим, что он не совсем пуст, он
заполненный пространством-временем, например. Пространство-время имеет кривизну и
структуру и подчиняется законам квантовой физики. Таким образом, заполняется
с потенциальными частицами, парами виртуальной материи и антиматерии
единицы, и потенциальные свойства на квантовом уровне.

Рождение виртуальных пар частиц не нарушает закон
сохранение массы / энергии, потому что они существуют только в течение времени, намного меньшего
чем планковское время. Имеет место временное нарушение законодательства
сохранения массы/энергии, но это нарушение происходит в
временной шкале принципа неопределенности и, таким образом, не влияет на
макроскопические законы.

Квантовый вакуум — это основное состояние энергии Вселенной.
минимально возможный уровень. Попытки воспринять вакуум напрямую
приводят лишь к столкновению с пустотой, фоном, который появляется
быть пустым. Но на самом деле квантовый вакуум является источником всех
потенциал. Например, квантовые сущности имеют как волну, так и
характеристики частиц. Это квантовый вакуум, который
появляются характеристики, частицы «выделяются» из вакуума,
волны «волнообразны» на нижележащем вакууме и оставляют свой след
на объекты в реальной Вселенной.

В этом смысле Вселенная не заполнена квантовым вакуумом,
скорее, оно «написано» на нем, на субстрате всего существования.

Что касается происхождения Вселенной, квантовый вакуум должен иметь
был источником законов Природы и свойств, которые мы наблюдаем
Cегодня. Как возникают эти законы и свойства, пока неизвестно.
время.

Планковская эра :

В самые ранние моменты Творения наша современная физика
поломка, где «пробой» означает, что наши теории и законы не имеют
способность описывать или предсказывать поведение ранней Вселенной.
Наши повседневные представления о пространстве и времени перестают быть действительными.

Хотя у нас мало знаний о Вселенной до Планка
время, только предположения, мы можем вычислить, когда эта эпоха закончится и когда
начинается наша физика. Горячая модель Большого взрыва вместе с идеями
современной физики элементарных частиц, обеспечивает прочную основу для разумного
спекуляции еще в эпоху Планка. Это происходит, когда Вселенная
в масштабе Планка в своем расширении.

Помните, что у Вселенной нет «снаружи». Так что можно только мерить
размер Вселенной так же, как вы измеряете радиус Земли.
Вы не роете яму в земле и опускаете рулетку, вы измеряете
окружность (полететь на самолете) Земли и разделить на
2π (т.е. C = 2π радиус).

Вселенная расширяется с момента Большого взрыва, но до
Вселенная достигает размеров планковского масштаба, нет ни времени, ни
пространство. Время остается неопределенным, пространство компактифицируется. Теория струн
утверждает, что Вселенная имела 10 измерений в эпоху Планка,
который схлопывается в 4 в конце эры Планка (подумайте о тех
дополнительные 6 измерений как очень, очень маленькие гиперсферы между ними.
пространство между элементарными частицами, 4 больших измерения и 6 маленьких
крошечные).

В эпоху Планка Вселенную лучше всего можно описать как
квантовая пена 10 измерений, содержащая черный цвет планковской длины
дыры постоянно создаются и уничтожаются без причины или
эффект. Другими словами, постарайтесь не думать об этой эпохе в обычном
условия.

Пена пространства-времени :

В первые моменты после эпохи Планка преобладают условия
где само пространство-время искривлено и искажено давлением
чрезвычайно маленькая и плотная Вселенная.

Большинство этих черных дыр и червоточин остались от Планка.
эпохи, остатки горизонта событий, защищавшего космическое
необычность. Эти условия враждебны любой организации или
структура, не защищенная горизонтом событий. Таким образом, в это раннее
время черные дыры — единственные единицы, которые могут выжить неповрежденными под
этих условиях и служат первыми строительными блоками структуры
во Вселенной первые «вещи», обладающие индивидуальностью.

Материя возникает в конце эпохи пространственно-временной пены в результате
струны или петли в пространстве-времени. Преобразование происходит от
разрывая пену пространства-времени на черные дыры, которые затем превращаются в
элементарные частицы. Таким образом, есть разница между чем-то
материи и ничего пространства-времени, но чисто геометрическое и
за геометрией ничего нет. Материя в эту эпоху часто
назвал материю GUT, чтобы символизировать ее отличие от кварков и лептонов
и его существование под силами ТВО.

Излучение Хокинга :

Хокинг, англичанин
физик-теоретик, был одним из первых, кто рассмотрел детали
поведения черной дыры, шварцшильдовский радиус которой находится на
уровень атома. Эти черные дыры не обязательно имеют малую массу.
Например, для создания черной дыры требуется 1 миллиард тонн вещества.
размером с протон. Но их небольшой размер означает, что их поведение
представляет собой смесь квантовой механики, а не теории относительности.

До открытия черных дыр было известно, что столкновение двух
фотоны могут вызвать пару
производство. Это прямой пример преобразования энергии в массу
(в отличие от деления или синтеза, которые превращают массу в энергию). Парное производство
является одним из основных методов формирования материи в ранней Вселенной.

Обратите внимание, что образование пар симметрично в том смысле, что материя и антиматерия
рождаются частицы (электрон и антиэлектрон (позитрон) в
приведенный выше пример).

Хокинг показал, что сильные гравитационные градиенты (приливы) вблизи черного
отверстия также могут привести к образованию пар. В этом случае
гравитационная энергия черной дыры преобразуется в частицы.

Если пара частиц материи/антиматерии образовалась ниже события
горизонте, то частицы остаются в ловушке внутри черной дыры. Но если
пара рождается выше горизонта событий, можно за один
член упасть обратно в черную дыру, другой убежать в
пространство.