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

Содержание

«Есть ли границы Вселенной? Если нет, то почему человек не может представить то, что не имеет конца?» — Яндекс Кью

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.

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.

Написать комментарий

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!

Каковы пределы нашей вселенной? | Science & Tech

Select:

— — —
com/s/setEspana.html?ed=el-pais_ham»> España
América
México
Colombia
Chile
Argentina
USA

Science & Tech

UNIVERSE

Вселенная может быть бесконечной, но есть границы, которые мы никогда не сможем пересечь, и места, которых мы никогда не достигнем, даже если будем двигаться со скоростью света

Воссоздание вселенной. Wikimedia Commons.

В течение 1920-х годов среди астрономов бушевали споры о размерах Вселенной и природе туманностей — диффузных объектов, несколько тысяч которых были каталогизированы. Некоторые ученые утверждали, что это газообразные объекты, расположенные в пределах нашей галактики и составляющие всю вселенную, в то время как другие утверждали, что на самом деле это были звездные системы, подобные Млечному Пути, «островные вселенные», которые вдали казались размытыми. Спор разрешил Эдвин Хаббл, который, используя соотношение, полученное Генриеттой Свон-Ливитт, смог измерить расстояние до туманности Андромеды, единственной, видимой невооруженным глазом из северного полушария Земли. Значение, полученное Хабблом, было намного больше размера Млечного Пути, что доказывало существование других галактик и резко увеличивало размеры Вселенной.

Астрономические расстояния обычно измеряются в световых годах. Световой год — это расстояние, которое свет проходит за один год; примерно девять триллионов километров. Диаметр Млечного Пути составляет 900 квадриллионов километров, а расстояние до Андромеды — 22,5 квинтиллиона километров. Это огромные расстояния, даже если Андромеда по-прежнему является частью группы галактик, которую мы называем Местной группой, то есть нашим соседством. Дело в том, что Вселенная настолько обширна, что мы не можем увидеть ее целиком, потому что после 13,8 миллиардов лет жизни есть некоторые области, свет которых до нас еще не дошел.

Вселенная, которую мы можем видеть – известная Вселенная – представляет собой сферу, радиус которой соответствует расстоянию между областями, испускающими излучение, которое мы сегодня наблюдаем как космическое микроволновое фоновое излучение, и нашей планетой. Если бы Вселенная была статична, эта граница, которую мы называем горизонтом частиц, находилась бы на расстоянии 13,8 миллиарда световых лет. Однако расстояние до нее намного больше: 46 миллиардов световых лет.

Причина в том, что Вселенная расширяется, что Хаббл также объяснил в статье Соотношение между расстоянием и лучевой скоростью среди внегалактических туманностей , опубликовано в 1929 году. Хаббл тщательно измерил скорости и расстояния выборки галактик, показав, что они удаляются от нас во всех направлениях, набирая скорость по мере удаления прочь. Хотя Хаббл был очень осторожен в своих выводах, последствия были очевидны. Всего за пять лет до этого работа ученого резко расширила размеры Вселенной; теперь он расширил саму вселенную.

Торт с изюмом часто используется для иллюстрации расширяющейся Вселенной. Когда мы ставим пирог в духовку и он начинает расти, каждая изюминка видит, как остальные удаляются. Когда он удвоится в размере, две изюминки, которые изначально были на расстоянии сантиметра друг от друга, будут разделены на два сантиметра, а те, которые были на расстоянии трех друг от друга, будут разделены на шесть. Это значит, что за то же время расстояние между самыми дальними изюминками увеличится в три раза больше, чем расстояние между ближайшими, т. е. они будут удаляться в три раза быстрее.

Фоновое излучение исходило на ранних стадиях развития Вселенной, но его свет должен был пройти через расширяющуюся Вселенную в течение 13 800 лет, прежде чем, наконец, достиг нас. Однако все

на этот раз эти области продолжали удаляться, а пятна, которые мы видим в фоновом излучении, превратились в галактики и группы галактик, подобные тем, что окружают нас. Если бы мы могли остановить расширение Вселенной прямо сейчас, свету от этих галактик потребовалось бы еще 46 миллиардов лет, чтобы достичь нас. Но мы не можем остановить расширение Вселенной, и мы никогда не сможем увидеть галактики, в которые превратились эти пятнышки, сколько бы мы ни ждали. Это потому, что эти области удаляются от нас со скоростью, превышающей скорость света, поэтому свет, как бы он ни старался, никогда не сможет преодолеть расстояние, отделяющее его от нас. В этом смысле горизонт частиц, известная вселенная, отмечает видимый предел прошлого вселенной, но не вселенную, с которой мы можем взаимодействовать.

Недавно мы смогли увидеть на изображениях, полученных с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба, галактики, свет которых мог излучаться 13,5 миллиардов лет назад. Новообразованные галактики, населяющие детскую вселенную, которой едва 300 000 лет. Это своего рода изображения галактик-призраков в области Вселенной, с которой мы никогда не сможем взаимодействовать. Можем ли мы тогда сказать, что они все еще являются частью нашей вселенной?

Давайте тогда определим предел вселенной, с которой мы можем взаимодействовать. В этом пределе — и пока у нас есть достаточно времени — мы все еще можем получать свет, который сейчас излучают галактики. Это область Вселенной, скорость расширения которой ниже скорости света, а ее граница находится на расстоянии 16 миллиардов световых лет. Это называется горизонтом событий, и он отмечает границу Вселенной, с которой мы можем обмениваться информацией.

Печальная новость заключается в том, что если наиболее распространенные модели Вселенной верны, количество галактик, которые мы сможем увидеть в будущем, будет уменьшаться до тех пор, пока все не исчезнет из нашего поля зрения. Ну, может быть, не , а , потому что не все регионы Вселенной расширяются. Как изюм в нашем пироге, галактики не расширяются; ни Земля, ни деревья, ни мы. Местная Группа, в которой мы находимся, не расширяется и, по сути, из-за гравитации галактика Андромеды приближается к нам. Однако эта гравитация заставит все галактики, которые не удаляются, становиться все ближе и ближе, пока они не сольются в единую, которая будет единственной, которую тогда смогут наблюдать астрономы, населяющие ее. Они не смогут измерить скорости или расстояния до других галактик, чтобы знать, что Вселенная расширяется, и, вероятно, в конечном итоге они будут думать, как астрономы XIX века.го века, что Вселенная состоит из единственной галактики: их собственной.

Дополнительная информация

Как ученые определяют возраст звезды

Мириам Гарсия

Космический телескоп Джеймса Уэбба: где космические объекты запечатлены на первых изображениях?

Рафаэль Клементе

Придерживается

Дополнительная информация

информационный бюллетень

Подпишитесь на информационный бюллетень EL PAÍS на английском языке

Наиболее просматриваемые

Francés онлайн

cursosingles

Mejora tu francés con 15 minutos al día

cursosingles

Disfruta de nuestras lecciones personalizadas, bves y divertidas.

cursosingles

Получение диплома о высшем уровне, развитии и участии.

cursosingles

21 días de prueba de nuestro curso de francés «онлайн»

Centros

cursosonline

Maestría Ejecutiva en Marketing Digital y e-Commerce 100% en0003

cursosonline

Descubre los cursos más demandados del sector Industrial

cursosonline

Maestría Ejecutiva en Coaching Integral y Organizacional 100% en línea

cursosonline

Descubre un completo Directorio de Centros de Formación

Does the universe have boundaries? Наши знания действительно ограничены

На самом деле,

Познание всех вещей,

есть все——

От невежества до тонкости,

От микро знаний до знаний,

От знаний к знаниям,

От знаний до неизвестных …

.

От древнего китайского неба и круга к геоцентрической теории Аристотеля, от геоцентрической к гелиоцентрической теории Коперника, от бесконечной вселенной к теории относительности Эйнштейна (переменное время и пространство), а затем к современной Вселенной Теория Большого Взрыва. ..

Наше познание Вселенной неотделимо от достижений науки и техники. Именно прогресс науки и техники способствует углублению процесса человеческого существа от невежества к непрерывному познанию вселенной.

Наша Вселенная круглая или квадратная? Что это за существование? Есть ли у Вселенной границы? Если есть граница, то что за границей? Можем ли мы увидеть край Вселенной?

Большая часть современных представлений о Вселенной исходит из Телескоп Хаббл, Он сфотографировал нам огромную вселенную, которую мы никогда раньше не видели.

Космический телескоп Хаббла (HST), названный в честь американского астронома Эдвина Хаббла, был успешно запущен 24 апреля 1990 года. Он расположен над атмосферой Земли. телескоп.
В мае 2019 года ученые космического телескопа Хаббл опубликовали последнюю фотографию Вселенной — «Поле наследия Хаббла» (HLF), которая на сегодняшний день является наиболее полной и исчерпывающей картой Вселенной, сделанной Хабблом за 16 лет 7500 фотографий звездного неба сшиты вместе и содержат около 265 000 галактик, некоторым из которых не менее 13,3 миллиарда лет.

От Столпа Творения, , который находится примерно в 6500 световых годах от нас, до Галактики Соломенной Шляпы , который находится на расстоянии 29,3 миллиона световых лет от нашей Земли, а затем К 阿普273 ……

, который находится на расстоянии 300 миллионов световых лет от нашей Земли, Столп Творения относится к изображению цилиндрического межзвездного газа и пыли в туманности Орла, сделанному космическим телескопом Хаббла. Он был сделан 1 апреля 1995 года и вошел в десятку лучших фотографий, сделанных космическим телескопом Хаббл по версии Space. com.

Галактика Сомбреро также известна как Галактика Сомбреро и Мексиканская Галактика Сомбреро. Это спиральная галактика Sa-Sb, расположенная в созвездии Девы, на расстоянии 29,3 миллиона световых лет от Земли, со светимостью 8,7. Яркое ядро в центре галактики и космическая пыль вблизи ядра, излучающая в окружающее, как поля соломенной шляпы, делают ее похожей на мексиканскую соломенную шляпу.

По случаю 21-й годовщины запуска космического телескопа «Хаббл» астрономы НАСА объявили о паре взаимодействующих галактик. Фото, посвященное дню рождения «Хаббла». Эти две галактики, похожие на красивую розу, называемую «Арп 273», расположены в созвездии Андромеды, примерно в 300 миллионах световых лет от Земли.

Итак, как далеко может видеть телескоп Хаббл? Насколько велика Вселенная, которую мы можем наблюдать? Ты видишь край вселенной? Конечно нет.

Как мы воспринимаем вселенную?

На самом деле, самое дальнее место, которое мы можем видеть, — это сферическая область радиусом 46,5 миллиардов световых лет, являющаяся центром Земли. Это вселенная, которую мы можем воспринимать.

И за пределами 46,5 миллиардов световых лет мы никогда не увидим и не узнаем, что это такое.

Тогда почему наше зрение ограничено 46,5 миллиардами световых лет? Что представляет собой Вселенная за пределами 46,5 миллиардов световых лет?

Во всей вселенной нет объекта с массой, которая может превышать скорость света, и та далекая вселенная, которую мы видим, на самом деле является светом, излучаемым звездами в далекой вселенной.

По прошествии длительного периода времени эти огни путешествуют по глубокой вселенной и, наконец, достигают нашей земли, таким образом, наблюдаемые нами.

Так почему же мы не можем видеть его дальше 46,5 миллиардов световых лет? Здесь мы должны предложить концепцию- Объем Хаббла,

Объем Хаббла также называется Наблюдаемая Вселенная, Это сферическое пространство с центром на наблюдателе.

Объем Хаббла (Объем Хаббла) представляет собой сферическое пространство с наблюдателем в центре, достаточно малое для того, чтобы наблюдатель мог наблюдать объекты в диапазоне, то есть свет, излучаемый объектами. Достаточно времени, чтобы достичь наблюдатель. Объемный радиус Хаббла составляет примерно 46 миллиардов световых лет.

В этой сфере наблюдатель может наблюдать объекты в пределах этого диапазона, а это значит, что свет, излучаемый объектом, успевает достичь наблюдателя.

Так почему же существует концепция объема Хаббла? Все начинается с Большого Взрыва.

Около 13,82 миллиарда лет назад плотная и горячая сингулярность начала сильно расширяться и взрываться, так родилась Вселенная.

Уникальность Вселенной. С математической точки зрения сингулярность — это бесконечно малая «точка», которой на самом деле не существует. С физической точки зрения сингулярность — это точка, в которой время и пространство бесконечно изгибаются. В космическом смысле сингулярность — это точка, которая существует, но не может быть описана. Сингулярность имеет бесконечную плотность, бесконечно малый объем, бесконечно высокую температуру и кривизну пространства-времени, а также содержит неисчислимую энергию. Все известные законы физики не работают в сингулярности.

Первоначальное космическое пространство не было таким большим, как сейчас, но до сих пор постоянно расширялось.

На самом деле наша Вселенная все еще расширяется, а далекие галактики постепенно удаляются от нас.

В то же время в теории Большого Взрыва наблюдаемая Вселенная включает в себя все галактики и другую материю, которую люди могут наблюдать на Земле сегодня.

Это потому, что после начала расширения Вселенной свет и другие сигналы должны пройти долгое время, прежде чем мы сможем их принять.

Проще говоря, это предельное расстояние, которое мы можем наблюдать сегодня, и все фотоны издалека.

Однако материя и галактики за пределами 46,5 миллиардов световых лет ограничены скоростью света и расширением Вселенной, они никогда не смогут добраться сюда, поэтому наблюдаемая Вселенная представляет собой сферу с центром в наблюдателе.

Если не принимать во внимание реальную форму Вселенной, то каждая точка Вселенной имеет свою собственную наблюдаемую Вселенную.

А как насчет нашей неизвестной вселенной?

Тогда как получается радиус наблюдаемой Вселенной — 46,5 миллиардов световых лет?

Здесь будет упомянуто 宇宙 микроволновое фоновое излучение, Космическое микроволновое фоновое излучение — это тепловое излучение, оставшееся от «большого взрыва» в космологии, и разновидность электромагнитного излучения, которое заполняет всю вселенную.

Космическое микроволновое фоновое излучение (CMB, космическое микроволновое фоновое излучение, также известное как фоновое излучение 3K) — это тепловое излучение, оставшееся от «Большого взрыва» в космологии. В ранней литературе «космический микроволновый фон» назывался «космическим микроволновым фоновым излучением» (CMBR) или «унаследованным излучением», которое представляет собой электромагнитное излучение, заполняющее всю вселенную.

Он родился, когда Вселенной было всего 380 000 лет, поэтому это самый старый свет в нашей Вселенной.

Ученые измерили расстояние, движущееся вместе с , измерив фотонное красное смещение космического микроволнового фонового излучения, и рассчитали наблюдаемый радиус Вселенной, равный примерно 46,5 миллиардам световых лет.

红移 В области физики и астрономии это относится к явлению уменьшения частоты электромагнитного излучения объекта по какой-либо причине. В диапазоне видимого света это проявляется в виде смещения спектральной линии на определенное расстояние в сторону красного конца, а именно: длина волны становится больше, а частота уменьшается. Явление красного смещения в настоящее время в основном используется для предсказания движения и законов небесных тел.

В космологии совместное расстояние и обычное расстояние — это два очень связанных метода измерения расстояния, используемых для определения расстояния между двумя небесными телами.

Следовательно, вселенная, которую мы можем воспринимать, является сферической вселенной с Землей в центре и радиусом 46,5 миллиардов световых лет. Мы до сих пор ничего не знаем о Вселенной за пределами 46,5 миллиардов световых лет.

Конечно, мы должны понимать, что данные, которые мы выдвигаем, являются текущим расстоянием, а не расстоянием в момент освещения.

Например, галактика, которая сейчас находится на расстоянии 46,5 миллиардов световых лет от нас, мы рассчитали с помощью красного смещения и космологической формулы, в то время она находилась на расстоянии всего 42 миллионов световых лет от нас,

Расширение Вселенной происходит в каждом уголке Вселенной. Это не скорость Вселенной, поэтому расширение Вселенной намного превышает 13,82 миллиарда световых лет.

Расстояние между космической материей увеличивается, и по мере увеличения расстояния два объекта, находящиеся далеко друг от друга, будут двигаться все быстрее и быстрее.

Поэтому наше зрение всегда ограничено радиусом 46,5 миллиардов световых лет. Мы никогда не достигнем края Вселенной и даже не увидим, существует ли она.

Познание вселенной только началось

Вселенная состоит из безграничного пространства (вселенная) и бесконечного времени (вселенная) Необъяснимый пространственно-временной комплекс.

А маленькая человеческая солнечная система еще не вылетела. Во Вселенной, которая находится в десятках миллиардов световых лет от нас, люди даже не могут считаться пылью.

Далекая вселенная, которую мы видим, на самом деле является светом, излучаемым звездами далекой вселенной…

На самом деле,

Наши знания о вселенной,

— это все——

4 От незнания к микрознанию,

От микрознания к среднему знанию,

От знания к Дажи,

От Дажи к Неведомому…

Есть похожие статьи:

Путешествие новых открытий. Как наши предки начали свою первую встречу? Сегодняшние заголовки https://www. toutiao.com/i6838042502822363655/
Новое путешествие. Получается, что все на земле произошло от одного предка. Разве это не удивительно? Сегодняшние заголовки https://www.toutiao.com/i6834110823409910276/.
Новое путешествие. Что такое люди? Откуда оно взялось Куда идти? Сегодняшние заголовки https://www.toutiao.com/i6717222137909740045/.
Новое путешествие. Кто опрокинул ящик Пандоры? Сегодняшние заголовки https://www.toutiao.com/i6788442382003077646/.
Путешествие новых открытий. Действительно ли существует эликсир в мире? Что стало с эликсиром в глазах ученых? Сегодняшние заголовки https://www.toutiao.com/i6830745998378140163/.
Путешествие новых открытий. Глядя на жизнь и смерть шести массовых вымираний на земле. Сегодняшние заголовки https://www.toutiao. com/i6820744096789824012/.
Путь новых открытий. Уже запутанный новый вирус короны становится все более и более запутанным. Сегодняшние заголовки https://www.toutiao.com/i6809441543733117444/.
Путь новых открытий. Испытание человеческой природы: Время бедствия. Сегодняшние заголовки
https://www.toutiao.com/i6789909249309803019/.
Путь новых открытий. Какие крупные инфекционные заболевания пережили люди? Сегодняшний заголовок https://www.toutiao.com/i6786522123000087048/.
Путешествие новых открытий. Чудеса всегда рождаются в фотоэлектрическом кремне трансформации жизненного цикла. Сегодняшний заголовок https://www.toutiao.com/i6768259999182357000/.

Путь нового открытия: есть ли у Вселенной границы? Наши знания действительно ограничены

Предложение об отсутствии границ » Неразделенный взгляд

Последнее доказательство из физики, которое я буду обсуждать, — это предложение Джима Хартла и Стивена Хокинга об «отсутствии границ» (и некоторые связанные с ним идеи). Предложение Хартла-Хокинга было описано в известной популярной книге Хокинга «Краткая история времени». Это отличное популярнейшее описание Науки, которое также служит несколько сомнительным ресурсом по истории религиозной космологии, как, например, в этом небрежном комментарии:

[Птолемеевская модель астрономии] была принята христианской церковью как картина вселенной, которая соответствовала Писанию, поскольку имела большое преимущество, оставляя много места за пределами сферы неподвижных звезд для рай и ад.

Кэрролл после некоторых метафизических замечаний о том, насколько устарела аристотелевская метафизика и что единственное, что вам действительно нужно в физической модели, — это математическая непротиворечивость и подгонка данных — это 9 Кэрролла.0381 main точка, заслуживающая обсуждения, но не являющаяся предметом этого поста, — продолжает комментировать состояние Хартла-Хокинга следующим образом:

Могу ли я построить модель, в которой Вселенная имела начало, но не имела причиной? Ответ положительный. Это было сделано. Тридцать лет назад Стивен Хокинг и Джим Хартл представили знаменитую модель безграничной квантовой космологии. Суть этой модели не в том, что это правильная модель, я не думаю, что мы хоть сколько-нибудь приблизились к правильной модели. Дело в том, что он полностью автономен. Это целая история вселенной, которая не опирается ни на что внешнее. Это просто так.

Временно отложив в сторону комментарий Кэрролла о том, что он на самом деле не думает, что эта конкретная модель верна — мы увидим некоторые возможные причины этого позже — первое, что нужно прояснить, это то, что модель Хартла-Хокинга не соответствует действительности. на самом деле не имеют начала! По крайней мере, это , вероятно, не имеет начала, не в традиционном смысле этого слова. В той мере, в какой мы вообще можем надежно извлекать из нее предсказания, мы обычно получаем вечную вселенную, что-то вроде пространства-времени де Ситтера. Это вечное пространство-время, которое сжимается до минимального размера, а затем расширяется: как мы уже обсуждали в контексте модели Агирре-Граттона.

Это связано с тем, что идея Хартла-Хокинга предполагает выполнение «трюка», который часто проделывается в математической физике, хотя в данном случае физический смысл не совсем ясен. Трюк называется вращением фитиля и включает в себя переход к мнимому значению параметра времени. Предполагаемое «начало времени» на самом деле происходит при мнимых значениях параметра времени! Если вы думаете только о тех значениях, которые реальны, большинство вычислений, кажется, указывают на то, что с высокой вероятностью вы получите вселенную, которая вечна в обоих направлениях.

Почему же модель Хартла-Хокинга такая революционная? Чтобы делать предсказания в физике, вам нужно указать две разные вещи: (1) «начальные условия» для того, как конкретная система (или вселенная) начинается в некоторый момент времени, и (2) «динамика», то есть правило того, как вселенная меняется с течением времени.

Большую часть времени мы пытаемся найти красивые теории относительно (2), но для (1) нам часто нужно просто смотреть на реальный мир. В космологии эффективные начальные условия, которые мы видим, довольно просты, но имеют различные особенности, которые еще не объяснены. Что интересно в предложении Хартла-Хокинга, так это то, что это довольно элегантное предположение для (1), фактического начального состояния закрытой вселенной.

Одна из причин, по которой предложение Хартла-Хокинга столь элегантно, заключается в том, что правило для начальных условий в определенном смысле почти то же самое правило, что и правило для динамики, за исключением того, что вместо этого оно использует мнимые значения времени реальных ценностей. Таким образом, в некотором смысле предложение, если оно верно, объединяет описание (1) и (2). Однако это предложение далеко не неизбежно, так как нет особенно веской причины (*) думать, что это особое состояние является 9-м.0381 только допускает состояние замкнутой Вселенной в теории квантовой гравитации. Есть много других, и если бы Бог хотел создать вселенную в одном из этих других состояний, насколько я могу видеть, ничто в этом выборе не противоречило бы динамическим законам природы в (2).

(В книге Хокинга есть абзац, в котором утверждается, что предложение не оставляет места для Творца, но я дам свои комментарии по этому поводу позже!)

В контексте теории гравитации мнимое время означает, что вместо того, чтобы думать о метриках с сигнатурой , как обычно для специальной или общей теории относительности, мы думаем о «евклидовых» (или «римановых») метриках сигнатуры с сигнатурой . Итак, у нас есть 4-мерное искривленное пространство (уже не пространство-время).

Предполагается, что время имеет воображаемое «начало» в том смысле, что оно конечно, если продолжить его в направлении воображаемого времени. Однако, поскольку нет понятия «прошлое» или «будущее», когда сигнатура пространства-времени, произвольно, какую точку вы называете «началом». Более того, в отличие от случая сингулярности Большого Взрыва в реальном времени, нет ничего, что раздувалось бы до бесконечности или становилось негладким в любой из точек.

Рассматриваются все возможные такие метрики, но они взвешиваются с коэффициентом вероятности, который рассчитывается с использованием динамики мнимого времени. Тем не менее, есть несколько довольно шатких аргументов в пользу того, что наиболее вероятное евклидово пространство-время выглядит как однородная сферическая геометрия. Сферическая геометрия примерно классическая, но вокруг нее тоже есть квантовые флуктуации. Когда вы конвертируете его обратно в реальное время, сфера выглядит как пространство де Ситтера: следовательно, состояние Хартла-Хокинга предсказывает, что Вселенная должна иметь начальное состояние, которое примерно похоже на пространство де Ситтера, плюс некоторые квантовые флуктуации.

Я говорю махать руками, потому что, во-первых, никто толком не знает, как делать квантовую гравитацию. Подход Хартла-Хокинга включает в себя запись так называемого числа 9.0381 функциональный интеграл по пространству всех возможных метрик для геометрии мнимого времени. Существует бесконечномерное пространство этих метрик, и в данном случае никто не знает, как это понять. Даже если бы мы знали, как это понять, никто на самом деле не доказал, что не существует классической геометрии, которая была бы не более вероятной, чем сфера. Хуже всего то, что для некоторых направлений в этом бесконечномерном пространстве классические геометрии представляют собой минимум плотности вероятности, а не максимум! Это порождает нестабильность, которая при наивной интерпретации дает вам ненормируемое распределение «вероятностей», а это означает, что нет никакого способа получить вероятности, равные 1. вычисления, то есть когда вы берете кучу уравнений, которые на самом деле не имеют смысла, обрабатываете их алгебраически, как если бы они имели смысл, скрещиваете пальцы и надеетесь на лучшее. В теоретической физике иногда это работает на удивление хорошо, а иногда вы терпите неудачу.

К сожалению, оказывается, что предсказания состояния Хартла-Хокинга, интерпретированные таким образом, также неверны, когда вы используете законы физики в реальной вселенной! Проблема в том, что есть два периода времени, когда Вселенная выглядит примерно как крошечное пространство де Ситтера: (а) в очень ранней Вселенной во время инфляции и (б) в очень поздние времена, когда ускорение Вселенной заставляет ее выглядят как очень большое пространство де Ситтера. К сожалению, состояние Хартла-Хокинга, кажется, предсказывает, что вероятность того, что Вселенная должна начаться в большом пространстве де Ситтера, примерно в раз выше, чем вероятность того, что она начнется в маленьком пространстве. Это позор, потому что, если бы это началось в маленьком, вы, вероятно, получили бы историю вселенной, которая выглядит примерно как наша собственная. В то время как большой довольно скучен: так как он имеет максимум обобщенная энтропия, ничего интересного не происходит (кроме тепловых флуктуаций). У Сент-Дон Пейджа есть хорошая статья, объясняющая эту проблему и предлагающая некоторые возможные решения, которые даже он считает неправдоподобными.

Алекс Виленкин предложил другой вариант «туннелирования», согласно которому квант Вселенной колеблется из «ничего» в реальном, а не воображаемом времени. Это предложение на самом деле не объясняет, как избавиться от исходной сингулярности, и требует, по крайней мере, столько же маханий руками, сколько и предложение Хартла-Хокинга, но оно имеет то преимущество, что маленькое пространство де Ситтера предпочтительнее большого. С точки зрения согласия с замечанием это предложение выглядит лучше. И имеет фактическое начало в реальном времени, что (несмотря на всю прессу об обратном) не верно для Хартл-Хокинга.

(*) Однако есть по крайней мере одна плохая причина так думать, основанная на наивной интерпретации мнимого «голографического принципа» квантовой гравитации, согласно которому информация во Вселенной хранится на границе.