Содержание
Что ждёт нашу Вселенную в конце: 3 возможных сценария
23 июня 2020
Жизнь
Учёные умы взвесили всё и представили самые реальные варианты развития событий.
Поделиться
0
С чего всё началось и что будет дальше
Нам известно прошлое нашей Вселенной: около 14 миллиардов лет назад в результате Большого Взрыва время, пространство и всё, что окружает нас, образовалось из крошечной точки. Мы знаем и о настоящем: наблюдая за движением галактик, учёные пришли к выводу, что под действием тёмной энергии Вселенная расширяется с постоянным ускорением. Но каким будет будущее и что ждёт наше мироздание в конце? На этот счёт у космологов есть три основные теории: Большое замерзание, Большой разрыв и Большое сжатие.
Для их понимания представьте себе два мяча, соединённые тугой резинкой, — это галактики, которые притягиваются силой гравитации. К мячам прикреплены крюки — они демонстрируют тёмную энергию, расталкивающую вселенные. Если скопировать всё это много-много раз, получится система, напоминающая нашу Вселенную. И её будущее зависит от результата противостояния двух противоборствующих сил — резинок и крюков.
1. Большое замерзание
В этом сценарии сила, разделяющая мячи, настолько велика, что будет растягивать резинку, пока та полностью не потеряет свою эластичность. Не удерживаемые гравитацией мячи-галактики отдаляются, а Вселенная всё расширяется и расширяется. И это будет происходить до тех пор, пока галактики не распадутся на одинокие планеты и звёзды, «плавающие» в безграничном пространстве.
Света и энергии, излучаемых ими, не хватит для образования новых звёзд. В итоге Вселенная будет становиться всё темнее и холоднее, пока не придёт в состояние термодинамического равновесия. Тогда-то и наступит Большое замерзание, или Тепловая смерть Вселенной.
2. Большой разрыв
Если отталкивающая мячи сила окажется очень велика, то резинка не растянется, а сразу порвётся. При таком сценарии Вселенная продолжит ускоряться дальше, преодолеет силу гравитации, и галактики попросту распадутся.
Из-за отсутствия электромагнитных и ядерных связей даже атомы перестанут существовать, рассыпавшись на мельчайшие частицы. Это и будет Большим разрывом.
3. Большое сжатие
В третьем сценарии побеждают резинки, стягивающие мячи. При таком развитии событий гравитация не только останавливает расширение Вселенной, но и меняет его в обратную сторону. Галактики устремляются навстречу друг другу, собираются в огромное скопление, где гравитация становится ещё сильнее.
Звёзды тоже сталкиваются, возрастает температура, и размеры Вселенной резко уменьшаются, сжимаясь до такой степени, что сдавливаться начинают даже атомы и субатомные частицы. В итоге всё схлопывается в сингулярность — крошечную, горячую и очень плотную точку. Это и есть Большое сжатие.
Существует также теория Большого отскока, согласно которой такое состояние Вселенной предшествовало Большому взрыву. Узнать, сколько отскоков было до этого и сколько может произойти в будущем, невозможно, поскольку каждый из них стирает любые свидетельства существования предыдущей Вселенной.
Чем всё закончится
Какой из этих сценариев окажется наиболее вероятным, зависит от точной формы Вселенной, количества тёмной энергии, которое в ней содержится, и интенсивности расширения.
Текущие наблюдения указывают, что мы движемся в сторону Большого замерзания. Но не спешите запасаться варежками: день, когда Вселенная остынет и все процессы в ней остановятся, наступит ещё очень и очень не скоро. Примерно через 10100 лет.
Если вас заинтересовала эта тема, можете ознакомиться с полной версией видео на TED.
Читайте также 🧐
- 10 главных вопросов о будущем, которыми озабочено человечество
- Как не паниковать и перестать бояться конца света
- 8 увлекательных книг о Вселенной и космосе
3.
Было ли у вселенной начало?, Самое начало (Происхождение Вселенной и существование Бога)
Уильям Лейн Крейг (протестант)
Самое начало
(Происхождение Вселенной и существование Бога)
Часть 2Часть 4
Скачать
epub
fb2
(С точки зрения астрофизика)
Есть люди, которые с недоверием относятся к умозрительным рассуждениям. Им подавай естественнонаучные доказательства. Поэтому будет уместно подкрепить логические аргументы двумя научными фактами.
Мы узнали их благодаря удивительным открытиям. сделанным за последние 50 лет в одной из наиболее интересных и быстро развивающихся областей науки: астрономии (точнее – астрофизике). О темпах этого развития говорят такие факты: если в 1935 году в журнале «Астрофизикэл джоркэл» было опубликовано 54 научных статьи, то в 1975 году – 734. Открытия, одно крупнее другого, следовали с поразительной быстротой. И сегодня уже мало кто из учёных сомневается в том, что Вселенная имела начало. Это даст нам право утверждать: идея Вселенной, обладающей абсолютным началом, соответствует не только логике, но и научно установленным фактам.
Расширение Вселенной
Вплоть до двадцатых годов учёные считали, что Вселенная в целом статична и никуда не движется. Но в 1929 году астроном Эдвин Хаббл заметил, что свет далёких галактик несколько краснее ожидаемого. Это привело его к выводу, что свет звёзд потому смещается, в красную сторону спектра, что они удаляются от нас Что Вселенная расширяется, иначе говоря.
Но вот что интересно: Хаббл доказал не только то, что Вселенная расширяется, но и то, что она расширяется одинаково во всех направлениях. Чтобы понять, как это происходит, вообразите воздушный шарик с нарисованными на нем точками. Вы надеваете шарик – и точки раздвигаются все дальше и дальше. Эти точки можно уподобить галактикам в космическом пространстве. Все тела во Вселенной разбегаются друг от друга. Таким образом, взаимное положение объектов во Вселенной не меняется – меняются только расстояния:
Если А, В и С – три галактики, то по мере расширения Вселенной они будут расходиться всё дальше и дальше друг от друга, хотя их взаимоположение будет оставаться прежним
Поразительное значение этого факта состоит вот в чем В прошлом существовал момент, когда вся Вселенная бы га сосредоточена в одной точке Чем дальше идти в прошлое, тем плотнее становится Вселенная. И в конечном счёте мы достигнем точки бесконечной плотности, откуда Вселенная начала разбегаться. Это первоначальное событие получило название «Большой Взрыв»
Когда же произошёл этот взрыв9 Точные подсчеты вдалось провести лишь недавно В шести статьях, опубликованных в 1974–75 годах, знаменитые астрономы Сендидж и Тамманн вычислили, что «Большой Взрыв» произошёл примерно 15 миллиардов лет назад. 30
Четыре всемирно известных астронома описывают это так:
Вселенная началась с состояния бесконечной плотности В момент этого события были созданы пространство и время, равно как и вся материя во Вселенной Бессмысленно спрашивать, что происходило до «Большого Взрыва» – это было бы сродни вопросу о том, что находится к северу от северного полюса Аналогичным образом, лишен смысла вопрос – где это случилось Вселенная-точка не была изолированным в пространстве объектом – это была вся Вселенная, и единственно возможный ответ состоит в том, что «Большой Взрыв» произошел везде 31
Это событие, положившее начало Вселенной, изумит нас еще более, когда мы поймем, что состояние «бесконечной плотности» равнозначно понятию «ничто». Ни один предмет не обладает бесконечной плотностью: ибо если у него есть хоть какой-то объем, он уже не бесконечно плотен 32 Следовательно, указывает астроном Фред Хойл, теория «Большого Взрыва» требует создания материи из ничего Потому что углубляясь в прошлое, мы достигаем момента, когда, по словам Хойла, Вселенная «съёживается до полного несуществования». 33
Таким образом, согласно теории «Большого Взрыва», Вселенная имела начало и сотворена из ничего.
Идея возникновения Вселенной из ничего устраивает далеко не всех. Для атеистического сознания это слишком уж похоже на христианское учение о сотворении мира. Но если отвергнуть модель (гипотезу) «Большого Взрыва», остаются лишь два варианта: модель стационарного состояния и модель пульсирующей Вселенной. Давайте их вкратце рассмотрим.
Согласно модели стационарного состояния, Вселенная никогда не имела начала и всегда пребывала в одном и том же состоянии. Эта модель (выдвинутая в 1948 году) никогда не отличалась убедительностью. Согласно историку науки С. Яки, эта гипотеза так и не была подтверждена «ни единым экспериментальным доказательством».34 Она всегда пыталась скорее замять факты, чем объяснить их. По мнению Яки, авторы этой теории на самом деле руководствовались «откровенно антибогостовскими, даже точнее – антихристианскими побуждениями». 35
Серьёзный удар этой гипотезе был нанесён подсчётом галактик, излучающих радиоволны. Он показал, что в прошлом было больше источников радиоволн, чем сегодня. Так что Вселенная оказывается не статичной.
Но последний гвоздь в гроб теории стационарного состояния был забит в 1965 году: когда А. Пензиас и Р. Уилсон обнаружили, что вся Вселенная заполнена радиоволнами миллиметрового диапазона. Это так называемое реликтовое излучение указывает на то, что Вселенная некогда пребывала в сверхгорячем и сверхплотном состоянии. Но гипотезе стационарного состояния это противоречит: ведь она утверждает, что Вселенная извечно была одной и той же. Модель стационарного состояния отвергнута сейчас практически всеми. Айвэн Кинг отметил:
Теория стационарного состояния к настоящему времени похоронена, в результате строгих наблюдении за изменением Вселенной во времени.36
Ну, а гипотеза пульсирующей Вселенной? Вот как описывает эту модель Джон Гриббин:
Самая крупная проблема в теории происхождения Вселенной путём «Большого Взрыва» носит философский, и даже богословский характер: что же было до этого взрыва? Одной только этой проблемы хватило для возникновения нужды в теории стационарного состояния. Но поскольку сегодня эта теория пребывает в печальном конфликте с результатами наблюдении, то исходную проблему легче было бы решить с помощью модели, по которой Вселенная расширяется, затем вновь сбегается, и так без конца.37
По этой модели Вселенная напоминает пружину, которая вечно растягивается и сжимается.
За последние несколько лет было доказано, что эта модель в основных чертах несостоятельна. Весь вопрос здесь в том, „открыта» Вселенная или „замкнута». Если она „замкнута», разбегание достигнет определённого предела, а затем сила тяготения вновь стянет всё вместе. Но если Вселенная „открыта», то разбегание никогда не прекратится и будет продолжаться вечно.
Ясно, что если Вселенная „открыта», то „пульсирующая» модель неадекватна: ведь в этом случае Вселенная никогда не сожмётся вспять. О чём же говорят научные факты?
Основным фактором здесь является плотность Вселенной. Согласно научным оценкам, если в среднем по Вселенной на кубический метр приходится по три атома водорода, – то Вселенная замкнута. Казалось бы, немного, но следует помнить, что Вселенная – это в основном пустое пространство.
Позвольте мне не углубляться в подробности того, как учёные измеряют плотность Вселенной, а просто привести их выводы.38 Согласно научным данным, для того, чтобы Вселенная была замкнутой, ей следует быть в десять раз плотнее, чем она есть.39 Поэтому Вселенная несомненно открыта.
Вот заключения, к которым пришёл Аллан Сендидж:
1) Вселенная открыта;
2) её расширение необратимо;
3) Вселенная возникла лишь однажды, и её расширение никогда не прекратится.40
Таким образом, факты исключают модель пульсирования, потому что для неё нужна замкнутая Вселенная. Но чтобы подкрепить мой аргумент, позвольте мне добавить, что модель пульсирующей Вселенной есть лишь теоретическая, а не реальная, возможность. Вот что пишет Б. Тинзли из Йельского университета:
… Хотя математики и пишут, что Вселенная пульсирует, не существует физической модели для превращения сжатия в новое расширение. Физика, судя по всему, говорит, что сами такие гипотезы – начнутся большим взрывом, сначала разбегутся, потом съёжатся, и конец.41
Таким образом. Вселенная не может вечно пульсировать. Поэтому подобная модель невозможна вдвойне.
Итак, научные факты, относящиеся к расширению Вселенной, указывают на абсолютное начало Вселенной около 15 миллиардов лет назад; и как модель стационарного состояния, так и модель пульсирующей Вселенной противоречат результатам космологических наблюдений. Мы вновь приходим к заключению: Вселенная имела начало.
Второй закон термодинамики
Согласно второму закону (началу) термодинамики, процессы, происходящие в замкнутой системе, всегда стремятся к равновесному состоянию. (Иными словами, если нет постоянного притока энергии в систему, идущие в системе процессы стремятся к затуханию и прекращению.)
Например, если бы у меня был баллон с вакуумом внутри, и я поместил бы туда какое-то количество молекул газа, этот газ распределился бы внутри баллона равномерно. Практически невозможно, чтобы молекулы, к примеру, собрались в одном конце баллона и там оставались. Для литрового баллона газа вероятность того, что вместо 100% объёма газ заполнит лишь 99,99%, составляет 1:(1010)20.
Тогда понятно, почему воздух в комнате никогда не разделяется внезапно на кислород в одном углу и азот в другом. По той же причине вы, ступая в ванну, находите её приятно тёплой, а не заледеневшей в одном конце и кипящей в другом. Очевидно, что жизнь без второго закона термодинамики была бы невозможна.
Теперь такой вопрос: что происходит, когда действие этого закона распространяется на Вселенную в целом? Вселенная – гигантская замкнутая система, поскольку в ней содержится всё существующее, и вне её ничего нет.42 Это, видимо, означает, что, по прошествии достаточного времени, все процессы во Вселенной замедлятся и постепенно прекратятся. Настанет так называемая «тепловая смерть Вселенной», когда никакие дальнейшие перемены не будут возможны. Вселенная будет мертва.
Учёные признают два варианта тепловой смерти. Если Вселенная замкнута, то она погибнет «горячей» смертью.
Вот как описывает это состояние Б. Тинзли:
Если средняя плотность материи во Вселенной достаточно высока, взаимное гравитационное притяжение между телами постепенно замедлит расширение и остановит его. Потом Вселенная сожмётся в раскалённый огненный шар. Нам неизвестен никакой физический механизм, который мог бы обратить вспять это катастрофическое «большое сжатие». Ясно, что если Вселенная достаточно уплотнится, ей не избежать горячей смерти.43
Таким образом, если Вселенная замкнута, то её ожидает огненная гибель, после которой она уже не воскреснет.
Но как мы видели, более вероятно, что Вселенная «открыта». Вот как описывает Б. Тинзли конец такой Вселенной:
Если плотность Вселенной невелика, её гибель будет холодной. Она будет вечно расширяться – всё медленнее и медленнее. Весь галактический газ превратится в звёзды, а звёзды догорят. Наше Солнце станет холодным мёртвым куском шлака, парящим среди трупов других звёзд среди всё более одинокого Млечного Пути.44
В конечном счёте везде установится равновесие, и вся Вселенная достигнет конечного состояния, исключающего возможность любых перемен.
Следующий вопрос: если Вселенной, по прошествии достаточного времени, предстоит тепловая смерть, то почему же, если она существует вечно, она не мертва уже сейчас? Если Вселенная не имела начала, она уже должна пребывать в состоянии равновесия, вся полезная энергия должна быть израсходована.
Если я слышу, как тикает мой заводной будильник (что, уверяю вас, не так уж трудно), то знаю, что в какой-то момент в недавнем прошлом он был заведён и с тех пор идёт, раскручивая пружину. Вселенной движет тот же принцип. Поскольку её пружина ещё раскручивается, то справедливо изречение одного озадаченного учёного. «Каким-то образом Вселенная должна была быть заведена!»45
Некоторые учёные пытались избежать такого вывода. Они предположили, что Вселенная пульсирует взад-вперёд – вечно, никогда не достигая состояния окончательного равновесия.
Я уже отмечал, что подобная модель Вселенной невозможна физически. Но даже если бы она и была возможна, термодинамические свойства такой модели всё равно требуют того самого начала Вселенной, которого пытаются избежать её авторы.
Дело вот в чём. Как отмечает ряд учёных – каждый раз, когда (по этой модели) Вселенная расширяется, она должна расшириться несколько больше, чей в предыдущий раз. Если рассмотреть прошлые разбегания, можно обнаружить, что чем глубже в прошлое, тем они меньше.
Таким образом, по словам выдающихся советских физиков из Института прикладной математики АН СССР, «мультицикловая модель даёт бесконечное будущее, но лишь конечное прошлое».46 Другой автор оказывает на то, что модель пульсирующей Вселенной всё же требует точки её происхождения перед самым малым циклом. 47
Таким образом, какую модель ни выбирай: замкнутую, открытую или пульсирующую, – из второго закона термодинамики следует, что Вселенная имела начало.
Против этого аргумента существуют два традиционных возражения.48
Первое: «Аргумент недействителен, если Вселенная бесконечна». На это есть два ответа:
1) Реально бесконечная Вселенная влечёт за собой все противоречащие здравому смыслу парадоксы, связанные с существованием актуально бесконечного в реальном мире. Поэтому реально бесконечную Вселенную невозможно себе представить. Это вдвойне справедливо для модели «Большого Взрыва», ибо это потребует от нас допущения Вселенной с плотностью, близкой к бесконечной (по мере продвижения в прошлое) и которая в то же время остаётся бесконечной по размерам!
Часто утверждают, что если Вселенная «открыта», она не может не быть бесконечной. Но такое мнение не учитывает всех вариантов, допускаемых топологией пространства-времени.
Если пространство-время седловидно, то это действительно требует открытой и бесконечной Вселенной. Но если пространство-время имеет форму тора («бублика»), то Вселенная может быть и открытой, и в то же время конечной. Поскольку эти различные теоретические модели равно возможны, точнее принять ту модель, которая не чревата противными здравому смыслу парадоксами (связанными с существованием актуальной бесконечности).
2) Даже если Вселенная бесконечна, она всё равно придёт в состояние равновесия. Как объяснил мне в письме профессор Лондонского университета, если каждая конечная область Вселенной придёт в равновесие, то придёт в равновесие и вся Вселенная.49 Это будет справедливым даже для бесконечного числа конечных участков. Ведь если каждая доска забора – зеленеет, то зелёным станет и весь забор, даже если число досок в нём бесконечно. Поскольку каждую конечную область во Вселенной постигнет тепловая смерть, то же самое произойдёт и со всей Вселенной.
Другое возражение: нынешнее состояние Вселенной – «нетипичное для неё, это только флуктуация, т. е. крохотное отклонение от общего состояния равновесия. Иными словами, ныне наблюдаемые энергетические процессы можно сравнить с мелкой рябью на поверхности пруда, в целом спокойного.
Такое возражение чудовищно искажает все пропорции и масштабы.
Флуктуации, известные физикам, настолько малы, что могут иметь хоть какое-то значение лишь для систем, состоящих из нескольких атомов, не больше. В равновесной вселенной обнаружить флуктуации будет практически невозможно.50 График, представляющий флуктуации в такой вселенной, будет неотличим от прямой линии.
Итак: поскольку существующая ныне Вселенная равновесной не является, то что же из этого следует?
Согласно английскому учёному П. Девису, Вселенная, совершенно очевидно, была создана конечное время назад и находится сейчас в процессе достижения равновесия.51 По его словам, нынешнее неравновесное состояние не может быть отклонением от предыдущего состояния равновесия, поскольку до момента своего создания Вселенная просто не существовала. Таким образом, заключает Девис, энергия Вселенной была «попросту заложена в ней при создании, в качестве начального условия»52
Итоги по первому шагу
Мы установили, что термодинамические соображения говорят в пользу начальности Вселенной и что традиционные возражения против этого несостоятельны. Поскольку Вселенная, существующая вечно, не могла бы находиться в нынешнем неравновесном состоянии, мы обязаны, уже в четвёртый раз, прийти к выводу, что она имела начало.
Итак, мы нашли два научных подтверждения начальности Вселенной: разбегание её, плюс тот факт, что её до сих пор не постигла тепловая смерть.
В свете этих фактов, в сочетании с двумя изложенными выше логическими аргументами, можно считать доказанным ответ на наш первый вопрос (см. схему на стр. 28): да. Вселенная имела начало.
* * *
30
Allan Sandage and G. A. Tammsnn. , pp 223–243 559–568; 196 (1975), pp. 313–328. 197 (1975,». pp. 265–280.
31
J Richard Gott III, James E. Gunn, David N. Schramm, Beatnce M. Tinsiey, «»Will the Universe Expand Forever?» Scientific American, Marcn,!976, p. 65, «Ari Unbound Universe?» Astroph: – sical Journal. 194 (1974), pp 543–553.
32
Иногда в научно-популярной литературе ошибочно утверждается, что «чёрные дыры» обладают бесконечной плотностью. Я читал статьи в ж; риалах к7аим> и «Ридерз дайджест», где говорилось, чти «черные дыры» имеют бесконечную плотность, и поэтом) представляют собой в буквальном смысле ничто. Так например, автор статьи в «Тайме», именующий «чёрные дыры» «пакетами ничего». Пишет: «Материя, сформировавшая дыру, давно исчезла, подобно Чеширскому хоту из Страны чудес Лчисы оставив лишь бестелесную ухмылку своего тяготения» Боюсь, что автор недопонял следующее место из «Британской энциклопедии». «Через установившееся таким образом интенсивное гравитационное поле свет не может пробиться, и звезда фашически исчезает из Вселенной Остаётся лишь её тяготение, подобно улыбке Чеширского кота в «Алисе в Стране чудес», и если бы космический путешественник наткнутся на одну из этих «чёрных дыр», его тоже втянуло бы в невидимую сердцевину, где он и исчез бы навеки». «Чёрная дыра» получила своё название потому, что её интенсивная гравитация втягивает даже свет, так что ничего не видно, но сам объект никуда не исчезает. Этот невидимый теперь объект может быть даже довольно большим – в этом случае его плотность будет сравнительно невелика, и уж никак не бесконечна.
33
Fred Hoyle, Astronomy and. Cosmology: A Modem Course (San Franciscö W. H. Freeman & Co., 1975), p. 658.
34
StanleyL. Jaki, Science and Creation (Edinburgh and London: Scottish Academic Press, 1974), p. 347.
35
Там же
36
Ivan R. King, The Universe Unfolding (San Franciscö W. H. Freeman & Co., 1976), p. 462.
37
John Gribbin, «Oscillating Universe Bounces Back,» Nature 259 (1976), p. 15.
38
Хороший обобщающий материал можно найти в статье Готта и др. (см. примеч. 31).
39
J. Richard Gott III and Martin J. Rees, «A Theory of Galaxy Formation and Clustering,» Astronomy and Astrophysics 45 (1975), pp. 365–376; S. Michael Small, «The Scale of Galaxy Clustering and the Mean Matter Density of the Universe,» Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 172 (1975), pp 23p-26p.
40
Sandage and Tammann, «Steps Toward the Hubble Constant. VI.,» p. 276; Allan Sandage, «The Redshift Distance Relation. VIII.,» Astrophysical Journal. 202 (1975), pp. 563–582.
41
Beatrice M. Tinsiey, personal letter.
42
Здесь я не имею в виду, что Вселенная замкнута в космологическом смысле (что её расширение сменится сжатием). Я имею в виду, что в неё не поступает энергия извне. Таким образом, в одном смысле Вселенная замкнута (т. е. представляет собой изолированную систему), но в другом смысле открыта (эта открытость обусловлена величиной плотности). Не будем путать понятия замкнутости и открытости в термодинамическом смысле с теми же понятиями, характеризующими космоюгическую модель.
43
Beatrice M. Tinslev, «From Big Bang to Eternity?» Natural History Magazine, October, 1975, p. 103.
44
Там же. с. 185.
45
Richard Schlegel, «Time and Thermodynamics, «in The Voices of Time. ed, J. T. Fraser (London: Penguin Press, 1968), p. 511.
46
I. D. Novikov and Ya. B. Zeidovich, «Physical Processes Near Cosmological Singularities,» Annual Review of Astronomy and Astrophysics, 11 (1973), pp. 401,402. P. С. W. Davies, The Physics of Time Assymetry (London: Surrey University Press, 1974), p. 188. P. T. Landsberg and D. Park, «Entropy in an Oscillating Universe,» Proceedings of the Royal Society of London, A346 (1975), pp. 485–495.
47
Gribbin, «Oscillating Universe,» p. 16.
48
R. G. Swinburne, Space and Time (London: Macmillan, 1968), p. 304; Adolf Grunbaum, Philosophical Problems of Space and Time. 2nd ed., Boston Studies in the Philosophy of Science, vol. 12 (Dordrecht, Holland and Boston: D. Reidel Publishing Co.. 1973), p. 262.
49
P. С. W. Davies, personal letter.
50
P. J. Zwart, About Time (Amsterdam and Oxford: North Holland Publishing Co., 1976), pp. 117–119.
51
Davies, Physics, p. 104.
52
Там же.
Часть 2Часть 4
Источник: Самое начало : (Происхождение Вселенной и существование Бога) / Уильям Крейг; Авториз. пер. с англ. А. Цветкова. — [Репринт. изд.]. — М. : КПЦ «Тонар» Сов. фонда милосердия и здоровья, 1990. — 73 с.
Эпоха расширения Вселенной подходит к концу — Журнал The Universemagazine Space Tech космологический закон. Закон заставил большинство ученых предположить, что расширение Вселенной будет продолжаться очень долго, если не вечно. Однако трое физиков из Принстона во главе с профессором Полом Стейнхардтом оспорили эту точку зрения. Они представили модель Вселенной, в которой расширение пространства почти подошло к концу.
Ученые утверждают, что Вселенная начнет сжиматься, и это может произойти на удивление скоро. По мнению космологов, «скоро» составляет около 100 миллионов лет. Это означает, что человечество стоит на пороге начала эпохи Большого сжатия. Физики опубликовали свое исследование в Proceedings of the National Academy of Sciences.
Очень скоро может наступить конец эпохи расширения. Фото: Unsplash
Три модели природы темной энергии
Авторы используют три модели природы темной энергии для подтверждения своей гипотезы. Первая модель предполагает, что Вселенная будет продолжать расширяться все быстрее и быстрее, а вторая предполагает замедление расширения в очень отдаленном будущем. Однако в статье предлагается рассмотреть третью модель, в которой темная энергия является некой квинтэссенцией, а скорость ускорения уже начинает немного замедляться.
Вселенная в третьем сценарии подобна машине, водитель которой тронулся со всей силы, но теперь опускает ногу с педали акселератора, еще не убрав ее полностью. Следовательно, расширение происходит с самой высокой скоростью, которая когда-либо была, но это ускорение невелико по сравнению с более ранними временами. В конце концов, в этом сценарии ускорение прекратится, а затем начнет постепенно сокращаться.
Ранняя смерть Вселенной
Подобные модели предлагались и ранее, в частности Штейнхардтом. Новым здесь является попытка оценить, насколько близко мы можем быть к двум критическим точкам, где сначала прекращается ускорение, а затем начинается сжатие. В соответствии с тем, что авторы называют Квинтэссенцией модели медленного сжатия CDM (QDSCCDM), они подсчитали, что конец расширения может наступить менее чем через 100 миллионов лет, что составляет менее 1% возраста Вселенной. Интервал между окончанием ускорения и началом сокращения может быть одинаковым. То есть возврат в точку сингулярности произойдет примерно через 13,9миллиард лет. Можно сказать, что человечество сейчас находится на пике развития Вселенной.
Стейнхардта по праву можно назвать человеком, который в последнее время выдвинулся за пределы космологического мейнстрима. В 2017 году написанное им письмо с критикой повсеместного признания «инфляционного» периода сразу после Большого взрыва вызвало резкую реакцию научного сообщества, в том числе Стивена Хокинга. Между тем профессор внес большой вклад в астрономию и астрофизику. Он не только помог заложить основы инфляционной космологии, его работа о влиянии гравитационных волн на космическое фоновое излучение и недавнее открытие квазикристаллов снискали ему огромное уважение в этой области.
Так что к его теории о приближающейся эре Большого кризиса следует отнестись серьезно.
Астрофизика Хаббл Физика Вселенная
Где край Вселенной?
НАУКА — наука о жизни
Задумывались ли вы когда-нибудь…
- Где находится край Вселенной?
- Как ученые измеряют Вселенную?
- Сколько лет Вселенной?
Теги:
Просмотреть все теги
- астрономия,
- астрофизика,
- расстояние,
- земля,
- расширить,
- галактика,
- свет,
- Математика,
- мера,
- Луна,
- НАСА,
- шкала,
- наука,
- пробел,
- технология,
- теория,
- время,
- вселенная
Что приходит вам в голову, когда вы смотрите в ночное небо? Вы видите все эти мерцающие огни и ДУМАЕТЕ, что они собой представляют? Вы, наверное, уже знаете, что многие из них являются другими звездами и планетами.
Если вы когда-нибудь ездили в долгий путь в отпуск, вы, возможно, имеете представление о том, насколько велика Земля. Вы можете ходить с места на место всю оставшуюся жизнь и так и не увидеть даже мельчайшей части всей Земли.
Когда вы смотрите в космос, трудно представить, что такая большая Земля является такой крошечной, незначительной точкой по сравнению со всей Вселенной. Масштабы Вселенной поражают воображение.
Происхождение нашей вселенной интересовало ученых на протяжении сотен лет. Вероятно, есть часть каждого, кто хочет знать, что еще — и, возможно, кто еще — есть там. Некоторые люди даже мечтают проделать весь путь до края вселенной, просто чтобы увидеть, на что это похоже.
Астрономы и астрофизики используют все виды современных технологий, включая телескопы, суперкомпьютеры, передовую математику и детекторы излучения, для изучения Вселенной. Эти инструменты позволили им увидеть галактики в миллиардах световых лет от нас.
Эти далекие галактики находятся на краю Вселенной? Нет! Ученые знают, что размер Вселенной зависит от ее формы и от того, насколько быстро она расширяется. Поскольку у них есть только теории об этих факторах, ученые не могут на самом деле измерить, насколько велика Вселенная.
Большинство астрономов оценивают возраст Вселенной примерно в 13,8 миллиардов лет. Они оценивают возраст Вселенной, измеряя расстояния и время, которое требуется свету от самых дальних галактик, чтобы достичь Земли.
Основываясь на этих выводах, астрономы полагают, что с Земли они могут использовать свои современные технологии, чтобы смотреть примерно на 13,8 миллиарда световых лет в каждом направлении. Это помещает Землю в центр наблюдаемой сферы с радиусом 13,8 миллиарда световых лет. Другими словами, та часть Вселенной, которую мы можем наблюдать с Земли, представляет собой сферу диаметром почти 28 миллиардов световых лет.
Но разве это вся вселенная? Нет! Это намного, намного больше. Самая дальняя видимая галактика сильно изменилась за то время, пока ее свет достигает Земли. Поскольку Вселенная продолжала расширяться с самого начала, галактика, находившаяся в 13,8 миллиардах световых лет от Земли при рождении Вселенной, сейчас находилась бы примерно в 46 миллиардах световых лет от нас, а это означало бы, что Вселенная была бы на расстоянии 92 миллиардов световых лет. лет в ширину.
На самом деле вселенная еще больше и продолжает расширяться. Основываясь на данных современных зондов и космических телескопов, ученые НАСА теперь считают, что Вселенная имеет по существу плоскую форму, что означает ее бесконечный размер, поскольку она постоянно расширяется.
В бесконечной вселенной было бы невозможно достичь ее края. Как люди, мы можем только надеяться продолжать узнавать больше о Вселенной, поскольку наши возможности заглянуть во внешние пределы Вселенной расширяются с развитием технологий.
Путешествие на край вселенной по-прежнему возможно только в научно-фантастических фильмах. То же самое касается даже путешествия на край наблюдаемой Вселенной. Чтобы представить ситуацию в перспективе, представьте, сколько времени потребуется, чтобы добраться до Луны. Пилотируемым миссиям на Луну потребовалось около трех дней, чтобы добраться до Луны, но расстояние от Земли до Луны составляет всего 1,3 световых секунды. А теперь представьте, сколько времени потребуется, чтобы пройти 13,8 миллиардов световых лет!
Интересно, что дальше?
Присоединяйтесь к нам завтра в Вандерополисе, чтобы увидеть Чудо дня, которое сотрясает небо!
Попробуй
Разве сегодняшнее Чудо Дня не пришло из этого мира? Продолжайте исследовать космическое пространство, участвуя в следующих мероприятиях с другом или членом семьи:
- Вы, наверное, знакомы с нашей солнечной системой, но задумывались ли вы когда-нибудь о том, как наша солнечная система сочетается с остальной вселенной? Вы можете узнать гораздо больше о Вселенной и о нашем месте в ней, если зайдете в Интернет и изучите Атлас Вселенной! Огромный масштаб Вселенной поражает вас? Как вы думаете, когда-нибудь можно будет путешествовать на край вселенной? Почему или почему нет? Если бы вы могли отправиться в путешествие на край Вселенной, вы бы это сделали?
- Думаешь, взрослому тебе захочется исследовать вселенную? Вы можете получить некоторый практический опыт того, на что это может быть похоже, посетив веб-сайт NASA Imagine the Universe. На сайте вы узнаете больше об астрономии, научных методах и продвинутой математике, когда заглянете в You Be the Astrophysicist! Выберите проблему, а затем выполните полезные шаги, чтобы решить проблему, как это сделал бы настоящий астрофизик!
- Принять вызов? Расскажите своим друзьям и членам семьи, каково это на краю вселенной! Напишите творческий рассказ о своем путешествии на самый край вселенной. Как ты туда попал? Что ты видишь, когда попадаешь туда? Что вас удивляет? Что будет, если попытаться выйти за край вселенной? Будьте настолько дико изобретательны, насколько хотите. Если хотите, вы даже можете проиллюстрировать свою историю своими самодельными рисунками!
Wonder Sources
- http://www.cfa.harvard.edu/seuforum/faq.htm
- http://www.windows2universe.org/kids_space/edge.html
- http://www.space .com/24073-how-big-is-the-universe.html
Вы поняли?
Проверьте свои знания
Wonder Words
- прозрачный
- возраст
- данные
- зонд
- шкала
- край
- пятнышко
- год
- радиус
- сфера
- галактика
- происхождение
- бесконечный
- вселенная
- астроном
- астрофизик
- наблюдаемый
- математика
Примите участие в конкурсе Wonder Word
Оцените это чудо
Поделись этим чудом
×
ПОЛУЧАЙТЕ СВОЕ ЧУДО ЕЖЕДНЕВНО
Подпишитесь на Wonderopolis и получайте
Wonder of the Day® по электронной почте или SMS
Присоединяйтесь к Buzz
Не пропустите наши специальные предложения, подарки и рекламные акции.