Вселенная где заканчивается: Где кончается Вселенная? Или как выглядит край Вселенной?

5 вариантов того, как может исчезнуть наша Вселенная

Все когда-то заканчивается и ученые считают, что смерть нашей Вселенной может наступить даже раньше, чем мы думаем.

Related video

Наша Вселенная появилась 13,8 млрд лет назад в результате Большого взрыва. Она начала расширяться, материя в ней начала остывать и появились первые звезды и галактики. Но Вселенная до сих пор расширяется и ученые считают, что за этим процессом стоит таинственная темная энергия. Но может ли случиться настолько масштабная катастрофа, что Вселенная исчезнет? Ученые считают, что это может произойти и случится это событие гораздо раньше, чем все предполагают. Издание New Atlas собрало 5 популярных теорий, в которых говорится о том, как и когда может исчезнуть наша Вселенная. Все эти гипотезы имеют в своем названии связь с Большим взрывом, так как это действительно будет Большая смерть.

Может ли случится настолько масштабная катастрофа, что Вселенная исчезнет? Ученые считают, что это может произойти

Фото: New Atlas

Большое замерзание

Одна из теорий смерти Вселенной, которая называется Большое замерзание предполагает, что темная энергия будет вечно способствовать расширению Вселенной. Но в конце концов ее ждет медленная смерть, которая растянется на период времени, которые даже сложно вообразить. Согласно теории, это количество лет можно представить в виде единицы, за которой идут 100 нулей.

В течение нескольких триллионов лет звезды и галактики начнут исчезать, так они придут к концу своего эволюционного развития. Газ и пыль в результате расширения Вселенной станут настолько разреженными, что они перестанут формировать облака звездообразования и соответственно новые звезды появляться не будут.

Примерно через 100 триллионов лет в космосе останутся только белые карлики, нейтронные звезды и черные дыры. Через количество лет, которое можно представить, как единицу с 43 нулями, в космосе останутся только черные дыры. И уже через количество лет, которые можно представить, как единицу, за которой идут 100 нулей, исчезнут и черные дыры.

После этого во Вселенной никогда ничего не будет происходить и ничего больше не появится. Наступит полный мрак и холод.

Большой разрыв

Еще одна теория под названием Большой разрыв гласит, что смерть Вселенной наступит гораздо раньше. Согласно этой теории, темная энергия не просто будет расширять Вселенную, а в конечном итоге, разорвет на части саму материю.

Теория Большого разрыва говорит о том, что расширение Вселенной приведет к тому, что в определенный момент времени начнут распадаться гравитационные и электромагнитные связи между звездами и галактиками.

Теория Большого разрыва говорит о том, что расширение Вселенной приведет к тому, что в определенный момент времени начнут распадаться гравитационные и электромагнитные связи между звездами и галактиками

Фото: New Atlas

Скопления галактик начнут распадаться, потом это случится с галактиками и звезды отправятся в свободное плавание по космосу. Еще позже от звезд сбегут их планеты. Разрушительные события, во время которых будут уничтожены все звезды и планеты приведут к тому, что материя будет разорвана на части и в конце концов исчезнет сама ткань пространства-времени.

Согласно этой теории, смерть Вселенной наступит через 22 млрд лет. Но самое интересное, что смертельная развязка наступит всего через несколько месяцев, как исчезнет Солнечная система. А сама Земля разрушиться всего за полчаса до Большого разрыва, который закончится исчезновением всех атомов.

Большое сжатие

Когда обсуждаются вероятные сценарии смерти Вселенной, то многие ученые склоняются к первым двум вариантам. Но есть теория, которая называется Большое сжатие, которая гласит, что Вселенная может снова вернуться в изначальное состояние, то есть сожмется до невероятно малого размера.

Согласно этой теории, гравитационные силы станут преобладать над силами расширения Вселенной, и она начнет сжиматься. Сначала будут сливаться воедино скопления галактик, потом сами галактики, и после этого все звезды. И все это время температура во Вселенной будет повышаться, пока оставшиеся звезды не станут настолько горячими, что просто испарятся.

Согласно этой теории, гравитационные силы станут преобладать над силами расширения Вселенной, и она начнет сжиматься. Сначала будут сливаться воедино скопления галактик, потом сами галактики, и после этого все звезды. И все это время температура во Вселенной будет повышаться, пока оставшиеся звезды не станут настолько горячими, что просто испарятся

Фото: NBC News

В последние несколько минут жизни Вселенной в ней станет настолько горячо, что атомы распадаться на части и их затянут в себя черные дыры, которые заполнят почти все оставшееся пространство. А конце вся материя сожмется в маленькую точку, которой она и была до Большого взрыва.

Приверженцы это й теории считают, что подобные события начнутся уже через несколько миллиардов лет. Но некоторые утверждают, что подобный процесс сжатия начнется уже через 100 млн лет. В любом случае весь процесс превращения огромного пространства в ничто займет примерно 1 млрд лет.

Большой отскок

Еще одна теория очень похожа на предыдущую гипотезу. Единственное, что теория, которая называется Большой отскок говорит о том, что если даже смерть Вселенной наступит в виде полного сжатия до очень маленького состояния, это будет еще не конец.

Ученые считают, что в этом случае произойдет новый Большой взрыв и Вселенная снова начнет расширяться, наполняясь всеми ее составляющими объектами. Но, согласно этой теории, смерть Вселенной и ее возрождение будут бесконечной чередой событий.

Ученые считают, что в этом случае произойдет новый Большой взрыв и Вселенная снова начнет расширяться, наполняясь всеми ее составляющими объектами. Но, согласно этой теории, смерть Вселенной и ее возрождение будут бесконечной чередой событий

Фото: New Atlas

Большой хлопок

Последняя теория может быть самой тревожной из всего списка, так как смерть Вселенной может наступить буквально в любой момент. Эта теория называется гипотезой о распаде ложного вакуума или Большой хлопок.

Согласно законам физики, любая система пытается стать стабильной. Для этого она переходит из состояния с высокой энергией в состояние с более низкой энергией, пока не стабилизируется в самом минимальном из возможных энергетических состояний. Для квантовых полей это их вакуумное состояние.

Считается, что все известные квантовые поля находятся в стабильных вакуумных состояниях, кроме одного — поля Хиггса. Кажется, что оно находится в состоянии ложного вакуума, а это означает, что в настоящее время оно кажется стабильным, но, по прогнозам, не находится в состоянии с самой минимальной энергией.

Соответственно в любую секунду поле Хиггса может внезапно перейти в состояние с более низкой энергией и таким образом это уничтожит огромную часть Вселенной, а может и ее всю целиком.

В таком случае одна маленькая точка в космосе, которая перейдет в состояние с более низкой энергией, приведет к появлению разрушающей вакуум волне, которая будет двигаться со скоростью света и уничтожать все на своем пути. Люди на Земле даже не смогут этого увидеть заранее до того момента, пока эта волна не врежется в нашу планету.

Ученые считают, что при одном из вариантов развития последующих событий Землю и все живое не будут уничтожены, но им придется жить в условиях абсолютно других законов физики. Но в худшем случае вся материя будет уничтожена.

Некоторые ученые считают, что подобное развитие событий практически невозможно, другие говорят, что такое может произойти через миллиарды лет, а третьи утверждают, что мы уже живем в условиях новой физики и это уже случилось. В то же время поле Хиггса может быть более стабильным, чем мы предполагаем и такая смерть Вселенной невозможна.

С чего начинается космос и где кончается Вселенная

С чего начинается космос и где кончается Вселенная?  Как ученые определяют границы важных параметров в космическом пространстве. Все не так просто и  зависит от того, что считать космосом, сколько насчитывать Вселенных. Впрочем — ниже все подробно. И интересно.

Содержание

• 1 Атмосфера
• 2 Солнечная система
• 3 Пояс, облако, сфера
• 4 Гелиосфера и гелиопауза 
• 5 Пузырь в рукаве
• 6 Млечный путь в своей группе
• 7 Вселенная и дальше?

Атмосфера

«Официальная» граница между атмосферой и космосом – линия Кармана, проходящая на высоте около 100 км. Ее выбрали не только из-за круглого числа: примерно на этой высоте плотность воздуха уже настолько мала, что ни один аппарат не может лететь, поддерживаясь одними лишь аэродинамическими силами. Чтобы создать достаточную подъемную силу, потребуется развить первую космическую скорость. Такому аппарату крылья уже не нужны, поэтому именно на 100-километровой высоте проходит граница между аэронавтикой и астронавтикой.

Но воздушная оболочка планеты на высоте 100 км, конечно, не заканчивается. Внешняя ее часть – экзосфера – простирается вплоть до 10 тыс. км, хотя и состоит уже, в основном, из редких атомов водорода, способных легко покидать ее.

Солнечная система

Наверное, ни для кого не секрет, что пластиковые модели Солнечной системы, к которым мы так привыкли со школы, не показывают истинные расстояния между звездой и ее планетами. Школьная модель сделана так лишь для того, чтобы все планеты поместились на подставке. В действительности, все куда масштабнее.

Итак, центр нашей сис­темы – Солнце – звезда диаметром почти 1,4 млн. километров. Ближайшие к нему планеты – Меркурий, Венера, Земля и Марс – составляют внутреннюю область Солнечной системы. Все они имеют малое количество спутников, состоят из твердых минералов и (за исключением Меркурия) имеют атмосферу. Условно границу внутренней области Солнечной системы можно провести по Поясу астероидов, который находится между орбитами Марса и Юпитера, примерно в 2-3 раза дальше от Солнца, чем Земля.

Это царство гигантских планет и их многочисленных спутников. И первым из них является, конечно, громадный Юпитер, расположенный от Солнца примерно впятеро дальше, чем Земля. За ним следуют Сатурн, Уран и Нептун, расстояние до которого уже умопомрачительно велико – более 4,5 млрд. км. Отсюда до Солнца уже в 30 раз дальше, чем от Земли.

Если сжать Солнечную систему до размеров футбольного поля с Солнцем в качестве ворот, то Меркурий расположится в 2,5 м от крайней линии, Уран – у противоположных ворот, а Нептун – уже где-то на ближайшей парковке.

Самая удаленная галактика, которую астрономы сумели наблюдать с Земли – это z8_GND_5296, расположенная на расстоянии примерно 30 млрд. световых лет. Но самым далеким объектом, который возможно наблюдать в принципе, является реликтовое излучение, сохранившееся практически со времени Большого взрыва.

Ограниченная им сфера наблюдаемой Вселенной включает более 170 млрд. галактик. Представьте: если бы вдруг они превратились в горошины, ими можно было бы заполнить целый стадион «с горкой». Звезд здесь – сотни секстиллионов (тысяч миллиардов). Она охватывает пространство, которое тянется на 46 млрд. световых лет во всех направлениях. Но что лежит за ним – и где Вселенная заканчивается?

На самом деле, ответа на этот вопрос нет до сих пор: размеры всей Вселенной неизвестны – возможно, она вообще бесконечна. А может быть, за ее границами имеются другие Вселенные, но как они друг с другом соотносятся, что собой представляют – уже слишком туманная история, о которой мы как-нибудь еще расскажем.

Пояс, облако, сфера

Плутон, как известно, утратил статус полноценной планеты, перейдя в семейство карликов. К ним относятся вращающаяся неподалеку от него Эрида, Хаумеа, другие малые планеты и тела пояса Койпера.

Эта область исключительно далека и обширна, она тянется, начиная с 35‑ти расстояний от Земли до Солнца, и до 50-ти. Именно из пояса Койпера во внут­ренние области Солнечной системы прилетают короткопериодические кометы. Если вспомнить наше футбольное поле, то пояс Койпера находился бы в нескольких кварталах от него. Но и здесь до границ Солнечной системы еще далеко.

Облако Оорта пока остается местом гипотетическим: уж очень оно далеко. Однако существует немало косвенных свидетельств того, что где-то там, в 50-100 тыс. раз дальше от Солнца, чем мы, находится обширное скопление ледяных объектов, откуда к нам прилетают долгопериодические кометы. Это расстояние так велико, что составляет уже целый световой год – четверть пути до ближайшей звезды, а в нашей аналогии с футбольным полем – в тысячах километрах от ворот.

Но гравитационное влияние Солнца, пускай и слабое, простирается еще дальше: внешняя граница облака Оорта – сфера Хилла – находится на расстоянии двух световых лет.

Рисунок, иллюстрирующий предполагаемый вид облака Оорта

Гелиосфера и гелиопауза 

Не стоит забывать, что все эти границы являются довольно условными, как та же линия Кармана. За такую условную границу Солнечной системы считают не облако Оорта, а область, в которой давление солнечного ветра уступает межзвездному веществу – край ее гелиосферы. Первые признаки этого наблюдаются на расстоянии примерно в 90 раз большем от Солнца, чем орбита Земли, на так называемой границе ударной волны.

Окончательная остановка солнечного ветра должна происходить в гелиопаузе, уже в 130-ти таких дистанций. В такую даль не добирались еще ни одни зонды, кроме американских Voyager-1 и Voyager-2, запущенных еще в 1970-х годах. Это самые далекие на сегодня искусственно созданные объекты: в прошлом году аппараты пересекли границу ударной волны, и ученые с волнением следят за данными, которые зонды время от времени присылают домой на Землю.

Пузырь в рукаве

Все это – и Земля с нами, и Сатурн с кольцами, и ледяные кометы облака Оорта, и само Солнце – мчится в очень разреженном Местном межзвездном облаке, от влияния которого нас как раз и ограждает солнечный ветер: за пределы границы ударной волны облачные частицы практически не проникают.

На таких расстояниях пример с футбольным полем окончательно теряет удобство, и нам придется ограничиться более научными мерами длины – такими, как световой год. Местное межзвездное облако тянется примерно на 30 световых лет, и через пару десятков тысяч лет мы его покинем, войдя в соседнее (и более обширное) G-облако, где сейчас находятся соседние с нами звезды – Альфа Центавра, Альтаир и другие.

Все эти облака появились в результате нескольких древних взрывов сверхновых, которые образовали Местный пузырь, в котором мы движемся уже минимум последние 5 млрд. лет. Он тянется уже на 300 световых лет и входит в состав рукава Ориона – одного из нескольких рукавов Млечного пути. Хотя он гораздо меньше других рукавов нашей спиральной галактики, его размеры на порядки больше Местного пузыря: более 11 тыс. световых лет в длину и 3,5 тыс. в толщину.

3D представление Местного пузыря (Белый) с примыкающим Местным межзвездным облаком (розовый) и частью Пузыря I (зеленый).

Млечный путь в своей группе

Расстояние от Солнца до центра нашей галактики составляет 26 тыс. световых лет, а диаметр всего Млечного пути достигает 100 тыс. световых лет. Мы с Солнцем остаемся на его периферии, вместе с соседними звездами вращаясь вокруг центра и описывая полный круг примерно за 200 – 240 млн. лет. Удивительно, но когда на Земле царили динозавры, мы были на противоположной стороне галактики!

К диску галактики подходят два мощных рукава – Магелланов поток, включающий газ, перетянутый Млечным путем от двух соседних карликовых галактик (Большого и Малого Магеллановых облаков), и поток Стрельца, куда входят звезды, «оторванные» от другой карликовой соседки. С нашей галактикой связаны и несколько небольших шаровых скоплений, а сама она входит в гравитационно связанную Местную группу галактик, где их насчитывается около полусотни.

Ближайшая к нам галактика – Туманность Андромеды. Она в несколько раз больше Млечного пути и содержит около триллиона звезд, находясь от нас на 2,5 млн. световых лет. Граница же Местной группы находится и вовсе на умопомрачительном удалении: диаметр ее оценивается в мегапарсек – чтобы преодолеть это расстояние, свету понадобится около 3,2 млн. лет.

Но и Местная группа бледнеет на фоне крупномасштабной структуры размерами около 200 млн. световых лет. Это – Местное сверхскопление галактик, куда входит около сотни таких групп и скоплений галактик, а также десятки тысяч отдельных галактик, вытянутых в длинные цепочки – филаменты. Дальше только – границы наблюдаемой Вселенной.

Вселенная и дальше?

На самом деле, ответа на этот вопрос нет до сих пор: размеры всей Вселенной неизвестны – возможно, она вообще бесконечна. А может быть, за ее границами имеются другие Вселенные, но как они друг с другом соотносятся, что собой представляют – уже слишком туманная история.

Источник

(Visited 1 times, 1 visits today)

Вселенная кончается? Астроном весит

Наука

Вы когда-нибудь задумывались, каково это — отправиться в космос, а затем продолжить путь?

Shutterstock

Джек Сингал

11 сентября 2021 г.

Прямо над вами находится небо — или, как сказали бы ученые, атмосфера. Он простирается примерно на 20 миль (32 километра) над Землей. В атмосфере плавает смесь молекул — крошечных частиц воздуха, настолько маленьких, что вы поглощаете их миллиарды каждый раз, когда дышите.

Над атмосферой находится космос. Он так называется, потому что в нем гораздо меньше молекул и много пустого пространства между ними.

Вы когда-нибудь задумывались, каково это — отправиться в открытый космос, а затем продолжить полет? Что бы вы нашли? Такие учёные, как я, способны объяснить многое из того, что вы видите. Но есть некоторые вещи, которых мы еще не знаем, например, существует ли пространство вечно.

Планеты, звезды и галактики

В начале вашего путешествия в космос вы можете узнать некоторые достопримечательности. Земля является частью группы планет, которые все вращаются вокруг Солнца, с некоторыми вращающимися вокруг астероидами и кометами.

Знакомый район. Марк Гарлик/Science Photo Library через Getty Images

Возможно, вы знаете, что Солнце на самом деле является обычной звездой и выглядит больше и ярче других звезд только потому, что оно ближе. Чтобы добраться до следующей ближайшей звезды, вам придется преодолеть триллионы миль космоса. Если бы вы могли прокатиться на самом быстром космическом зонде из когда-либо созданных НАСА, вам все равно потребовались бы тысячи лет, чтобы добраться туда.

Если звезды подобны домам, то галактики подобны городам, полным домов. По оценкам ученых, в земной галактике насчитывается 100 миллиардов звезд. Если бы вы могли уменьшить масштаб далеко за пределы земной галактики, эти 100 миллиардов звезд смешались бы вместе — так, как это происходит с огнями городских зданий, если смотреть с самолета.

Недавно астрономы узнали, что у многих или даже у большинства звезд есть свои планеты, вращающиеся вокруг них. Некоторые из них даже похожи на Землю, так что вполне возможно, что они могут быть домом для других существ, которым также интересно, что там.

Галактика среди многих других галактик. Michael Miller/Stocktrek Images через Getty Images

Вам придется пройти еще миллионы триллионов миль космоса только для того, чтобы добраться до другой галактики. Большая часть этого пространства почти полностью пуста, лишь с несколькими рассеянными молекулами и крошечными таинственными невидимыми частицами, которые ученые называют «темной материей».

Используя большие телескопы, астрономы видят миллионы галактик, и они продолжают двигаться во всех направлениях.

Если бы вы могли наблюдать достаточно долго, в течение миллионов лет, казалось бы, что между всеми галактиками постепенно добавляется новое пространство. Вы можете визуализировать это, представляя крошечные точки на сдутом воздушном шаре, а затем думая о том, чтобы надуть его. Точки будут продолжать отдаляться друг от друга, как и галактики.

Есть ли конец Вселенной?

Если бы вы могли продолжать летать так далеко, как хотите, вы бы продолжали вечно летать мимо галактик? Существует ли бесконечное количество галактик во всех направлениях? Или все это когда-нибудь закончится? А если и кончается, то чем?

На эти вопросы у ученых пока нет однозначного ответа. Многие думают, что вы, вероятно, будете просто продолжать проходить мимо галактик во всех направлениях вечно. В этом случае Вселенная была бы бесконечной, без конца.

Некоторые ученые считают, что, возможно, Вселенная может в конечном итоге замкнуться на самой себе — так что если бы вы могли просто продолжать выходить, вы бы когда-нибудь вернулись туда, откуда начали, с другого направления.

Один из способов подумать об этом — представить себе земной шар и представить, что вы — существо, которое может двигаться только по поверхности. Если вы начнете идти в любом направлении, например на восток, и просто продолжите идти, в конце концов вы вернетесь туда, откуда начали. Если бы это имело место для Вселенной, это означало бы, что она не бесконечно велика, хотя она все равно была бы больше, чем вы можете себе представить.

В любом случае вы никогда не доберетесь до края вселенной или космоса. Сейчас ученые считают маловероятным, что у Вселенной есть конец — область, где останавливаются галактики или где может быть какой-то барьер, обозначающий конец пространства.

Но никто не знает наверняка. Как ответить на этот вопрос, предстоит выяснить будущему ученому.

Эта статья была первоначально опубликована по телефону The Conversation Джеком Сингалом из Университета Ричмонда. Прочтите оригинальную статью здесь.

Похожие теги

• Астрономия
• Космические науки

Поделиться:

Вселенная где-то кончается? Если нет, то какой самый дальний объект? | Примечания и вопросы