Вселената безкрайна ли е в пространството? Колко вселени има във Вселената? Безкрайността е

Има два варианта: или Вселената е крайна и има размер, или безкрайна и се простира завинаги. И двата варианта предизвикват размисъл. Колко голяма е нашата вселена? Всичко зависи от отговора на горните въпроси. Опитвали ли са астрономите да разберат това? Разбира се, че опитахме. Можем да кажем, че те са обсебени от намирането на отговори на тези въпроси и благодарение на тяхното търсене ние изграждаме чувствителни космически телескопи и спътници. Астрономите надничат в космическия микровълнов фон, реликтовата радиация, останала от Големия взрив. Как можете да тествате тази идея само като наблюдавате небето?

Учените са се опитали да намерят доказателства, че характеристиките в единия край на небцето са свързани с функции в другия, като например начина, по който краищата на обвивката на бутилката се съединяват. Досега не са открити доказателства, че краищата на небето могат да бъдат свързани.

Човешки погледнато, това означава, че в продължение на 13,8 милиарда светлинни години във всички посоки, Вселената не се повтаря. Светлината пътува напред-назад през всичките 13,8 милиарда светлинни години и едва след това напуска Вселената. Разширяването на Вселената измести границите на светлината, която излиза от Вселената с 47,5 милиарда години. Може да се каже, че нашата Вселена е с диаметър 93 милиарда светлинни години. И това е минимумът. Може би това е число от 100 милиарда светлинни години или дори трилион. Ние незнаем. Може би няма да разберем. Освен това Вселената може да е безкрайна.

Ако Вселената наистина е безкрайна, тогава ще получим изключително интересен резултат, който ще ви накара сериозно да озадачите.

И така, представете си. В един кубичен метър (просто разперете ръцете си по-широко) има краен брой частици, които могат да съществуват в този регион и тези частици могат да имат краен брой конфигурации, като се вземат предвид тяхното въртене, заряд, позиция, скорост и т.н.

Тони Падила от Numberphile изчисли, че това число трябва да бъде десет на десета на седемдесета степен. Това е толкова голямо число, че не може да бъде записано с всички моливи във Вселената. Ако приемем, разбира се, че други форми на живот не са измислили вечни моливи или че няма допълнително измерение, изпълнено изцяло с моливи. И все пак вероятно няма да има достатъчно моливи.

Има само 10 ^ 80 частици в наблюдаваната вселена. А това е много по-малко от възможните конфигурации на материята в един кубичен метър. Ако Вселената наистина е безкрайна, тогава отдалечавайки се от Земята, в крайна сметка ще намерите място с точен дубликат на нашия кубичен метър пространство. И колкото по-далеч, толкова повече дубликати.

Само помислете, казвате. Един водороден облак изглежда по същия начин като другия. Но трябва да знаете, че докато минавате през места, които изглеждат все по-познати, в крайна сметка ще стигнете до място, където ще се окажете. И намирането на свое копие е може би най-странното нещо, което може да се случи в една безкрайна вселена.

Докато продължавате, ще намерите цели дубликати на наблюдаваната вселена, с точни и неточни копия на вас. Какво следва? Вероятно безкраен брой дубликати на наблюдаваната вселена. Дори не е нужно да плъзгате мултивселената, за да ги намерите. Те са повтарящи се вселени в нашата собствена безкрайна вселена.

Изключително важно е да се отговори на въпроса дали Вселената е крайна или безкрайна, защото всеки от отговорите ще бъде умопомрачителен. Засега астрономите не знаят отговора. Но те не губят надежда.

Вече сте срещали подобни аналогии: атомите приличат на слънчеви системи, мащабните структури на Вселената са подобни на невроните в човешкия мозък, а има и любопитни съвпадения: броят на звездите в галактиката, галактиките във Вселената, атомите в клетка и клетки в живо същество е приблизително еднакво (от 10 ^ 11 до 10 ^ 14). Следващият въпрос е, както Майк Пол Хюз също го изрази:

Ние ли сме просто мозъчни клетки на по-голямо планетарно създание, което все още не осъзнава себе си? Как можем да разберем? Как можем да тестваме това?

Вярвате или не, идеята, че общият сбор от всичко във Вселената е интелигентно създание, съществува от много дълго време и е част от концепцията за Вселената на Marvel и върховното същество – Вечността.

Трудно е да се даде директен отговор на този вид въпроси, защото не сме 100% сигурни какво всъщност означават съзнанието и самосъзнанието. Но имаме увереност за малък брой физически неща, които могат да ни помогнат да намерим най-добрия възможен отговор на този въпрос, включително отговори на следните въпроси:

- На колко години е Вселената?

- Колко време трябва различните обекти да изпращат сигнали един към друг и да получават сигнали един от друг?

- Колко големи са най-големите структури, свързани чрез гравитация?

- И колко сигнала ще трябва да притежават свързани и несвързани структури с различни размери, за да обменят информация от всякакъв вид помежду си?

Ако извършим този вид изчисления и след това ги сравним с данните, които възникват дори в най-простите структури, подобни на мозъка, тогава поне ще можем да дадем възможно най-близкия отговор на въпроса дали съществува къде - или във Вселената има големи космически структури, надарени с интелигентни способности.

Вселена от момента Голям взривсъществува от около 13,8 милиарда години и оттогава се разширява с много бързи (но намаляващи) темпове и се състои от около 68% тъмна енергия, 27% тъмна материя, 4,9% нормална материя, 0,1 % от неутрино и около 0,01% от фотони (Даденият процент по-рано беше различен - в момента, когато материята и радиацията бяха по-значими).

Тъй като светлината винаги се движи със скоростта на светлината - през разширяваща се вселена - ние сме в състояние да определим колко различни комуникации са били направени между два обекта, уловени от този процес на разширяване.

Ако дефинираме „комуникация“ като количеството време, необходимо за предаване и получаване на информация в една посока, тогава това е пътят, който можем да изминем за 13,8 милиарда години:

- 1 комуникация: до 46 милиарда светлинни години, цялата видима вселена;

- 10 комуникации: до 2 милиарда светлинни години, или около 0,001% от Вселената; следващите 10 милиона галактики.

- 100 комуникации: почти 300 милиона светлинни години или по-малко от купа Кома, който съдържа приблизително 100 000 галактики.

- 1000 комуникации: 44 милиона светлинни години, близо до границите на купа Дева, съдържащ приблизително 400 галактики.

- 100 хиляди комуникации: 138 хиляди светлинни години, или почти цялата дължина на Млечния път, но не извън неговите граници.

- 1 милиард комуникации - 14 светлинни години, или само следващите 35 (или нещо повече) звезди и кафяви джуджета; тази скорост се променя, когато звездите се движат в галактиката.

Нашата локална група има гравитационни връзки - тя се състои от нас, Андромеда, галактиката Триъгълник и може би 50 други, много по-малки джуджета и в крайна сметка всички заедно ще образуват единна свързана структура на няколко стотици хиляди светлинни години (Това повече или по-малко ще зависи от големината на свързаната структура).

Повечето от групите и клъстерите в бъдеще ще бъдат изправени пред същата съдба: всички свързани галактики вътре в тях заедно ще образуват единна, гигантска структура с диаметър няколкостотин хиляди светлинни години и тази структура ще съществува около 110 ^ 15 години.

В момента, когато възрастта на Вселената ще бъде 100 хиляди пъти по-висока от сегашната си скорост, последните звезди ще изразходват горивото си и ще се потопят в тъмнината и само много редки изригвания и сблъсъци ще предизвикат отново синтез и това ще продължи, докато самите обекти няма да започнат да се разделят гравитационно - във времевия период от 10 ^ 17 до 10 ^ 22 години.

Тези отделни големи групи обаче ще се отдалечават една от друга с нарастваща скорост и следователно няма да имат възможност да се срещат или да установяват комуникация помежду си за дълъг период от време. Ако, например, изпратихме сигнал днес от нашето място със скоростта на светлината, тогава бихме могли да достигнем само 3% от галактиките на наблюдаваната в момента Вселена, а останалото вече е извън нашия обсег.

Следователно отделните свързани групи или клъстери са всичко, на което можем да се надяваме, и най-малките, като нас - и повечето от тях - съдържат около един трилион (10 ^ 12) звезди, докато най-големите (като купа Кома в бъдеще) съдържат около 10 ^ 15 звезди.

Но ако искаме да открием самосъзнанието, тогава най-добрият вариант би било сравнение с човешкия мозък, който има около 100 милиарда (10 ^ 11) неврони и най-малко 100 трилиона (10 ^ 14) невронни връзки, като всеки неврон мига около 200 веднъж в секунда. Ако изхождаме от факта, че човешки живот, средно трае някъде около 2-3 милиарда секунди, след което се получават много сигнали за целия период!

Ще е необходима мрежа от трилиони звезди в обем от милион светлинни години за 10 ^ 15 години, само за да се получи нещо, сравнимо с броя на невроните, невронните връзки и количеството предавани сигнали в човешкия мозък. С други думи, тези кумулативни числа - за човешкия мозък и за големите, напълно оформени крайни галактики - всъщност са сравними една с друга.

Съществената разлика обаче е, че невроните в мозъка имат свързани и дефинирани структури, докато звездите вътре в свързаните галактики или групи се движат бързо, или се движат една към друга, или се отдалечават една от друга, което се случва под влиянието на всички други звезди и маси в галактиките.

Ние вярваме, че такъв метод за произволен избор на източници и ориентации не дава възможност за формиране на каквито и да е стабилни сигнални структури, но това може или не е необходимо. Въз основа на нашите познания за това как възниква съзнанието (по-специално в мозъка), вярвам, че просто няма достатъчно координирана информация, която се движи между различните формации, за да стане възможно това.

В същото време общият брой сигнали, които могат да участват в обмен на галактическо ниво през периода на съществуване на звездите, е атрактивен и интересен и показва наличието на потенциал спрямо броя на обмена на информация, че е друго нещо има, за което знаем, че тя има самосъзнание.

Важно е обаче да се отбележи следното: дори и това да беше достатъчно, нашата галактика би била еквивалент на новородено бебе, родено само преди 6 часа – не твърде голям резултат. Що се отнася до по-голямото съзнание, то все още не се е появило.

Освен това можем да кажем, че понятието „вечност“, което включва всички звезди и галактики във Вселената, несъмнено е твърде голямо, като се има предвид съществуването на тъмна енергия и това, което знаем за съдбата на нашата Вселена.

За съжаление, единственият начин да тествате това е или чрез моделиране (тази опция има свои собствени вътрешни недостатъци), или да седите, да чакате и да наблюдавате какво се случва. Докато един по-голям ум не ни изпрати очевиден „разумен“ сигнал, ние ще имаме само избор на граф Монте Кристо: чакайте и се надявайте.

Итън Сийгъл, основател на блога Starts With A Bang, колумнист на НАСА и професор в колежа Lewis & Clark.

Виждаме звездното небе през цялото време. Космосът изглежда мистериозен и огромен, а ние сме само малка част от този огромен свят, мистериозен и мълчалив.

През целия си живот човечеството си е задавало различни въпроси. Какво има извън нашата галактика? Има ли нещо извън границите на пространството? А пространството има ли граница? Дори учените обмислят тези въпроси от дълго време. Безкрайно ли е пространството? Тази статия предоставя информация, с която учените разполагат в момента.

Границите на безкрайното

Смята се, че нашата слънчева система се е образувала в резултат на Големия взрив. Това се случи поради силното компресиране на материята и я разкъса, разпръсвайки газове в различни посоки. Тази експлозия роди галактики и слънчеви системи. По-рано се смяташе, че Млечният път е на 4,5 милиарда години. Въпреки това през 2013 г. телескопът Planck позволи на учените да преизчислят възрастта на Слънчевата система. Сега се оценява на 13,82 милиарда години.

Най-модерната технология не може да покрие целия космос. Въпреки че най-новите устройства са в състояние да уловят светлината на звезди на 15 милиарда светлинни години от нашата планета! Може дори да са звезди, които вече са умрели, но тяхната светлина все още пътува през космоса.

Нашата слънчева система е само малка част от огромна галактика, наречена Млечния път. Самата Вселена съдържа хиляди такива галактики. А дали пространството е безкрайно не е известно...

Фактът, че Вселената непрекъснато се разширява, образувайки все повече и повече нови космически тела, е научен факт. Вероятно външният му вид непрекъснато се променя, поради което преди милиони години, както са сигурни някои учени, е изглеждал съвсем различно от днес. И ако Вселената расте, значи определено има граници? Колко Вселени съществуват зад него? Уви, никой не знае това.

Разширяване на пространството

Днес учените твърдят, че космосът се разширява много бързо. По-бързо, отколкото си мислеха преди. Поради разширяването на Вселената екзопланетите и галактиките се отдалечават от нас с различна скорост. Но в същото време темпът на неговия растеж е еднакъв и еднакъв. Просто тези тела са на различни разстояния от нас. Така най-близката до Слънцето звезда "бяга" от нашата Земя със скорост 9 cm / s.

Сега учените търсят отговор на друг въпрос. Какво кара Вселената да се разширява?

Тъмна материя и тъмна енергия

Тъмната материя е хипотетична субстанция. Не произвежда енергия или светлина, но заема 80% от пространството. Още през 50-те години на миналия век учените се досещаха за наличието на това неуловимо вещество в космоса. Въпреки че нямаше преки доказателства за съществуването му, всеки ден имаше все повече привърженици на тази теория. Може би съдържа непознати за нас вещества.

Как се появи теорията за тъмната материя? Факт е, че галактическите купове щяха да се срутят отдавна, ако само видимите за нас материали съставляваха тяхната маса. В резултат на това се оказва, че по-голямата част от нашия свят е представена от неуловимо вещество, което все още е непознато за нас.

През 1990 г. е открита т. нар. тъмна енергия. В края на краищата физиците са смятали, че силата на гравитацията работи за забавяне, един ден разширяването на Вселената ще спре. Но и двата екипа, които поеха тази теория, неочаквано откриха ускорение на разширяването. Представете си, че хвърляте ябълка във въздуха и чакате да падне, но вместо това тя започва да се отдалечава от вас. Това предполага, че разширяването се влияе от определена сила, която се нарича тъмна енергия.

Днес учените са уморени да спорят дали пространството е безкрайно или не. Те се опитват да разберат как е изглеждала Вселената преди Големия взрив. Този въпрос обаче няма смисъл. В крайна сметка времето и пространството сами по себе си също са безкрайни. И така, нека разгледаме няколко теории на учените за космоса и неговите граници.

Безкрайността е...

Такова понятие като "безкрайност" е едно от най-изненадващите и относителни понятия. Учените се интересуват от него от дълго време. В реалния свят, в който живеем, всичко има край, включително животът. Следователно безкрайността привлича със своята мистерия и дори някакъв вид мистицизъм. Трудно е да си представим безкрайността. Но то съществува. В крайна сметка с негова помощ се решават много проблеми, и то не само математически.

Безкрайност и нула

Много учени са убедени в теорията за безкрайността. Израелският математик Дорон Селбергер обаче не споделя тяхното мнение. Той твърди, че има огромно число и ако добавите едно към него, крайният резултат ще бъде нула. Това число обаче е толкова далеч отвъд човешкото разбиране, че съществуването му никога няма да бъде доказано. Именно на този факт, математическа философиянаречен "Ultra-Infinity".

Безкрайно пространство

Има ли шанс добавянето на две еднакви числа да се окаже едно и също число? На пръв поглед това изглежда абсолютно невъзможно, но ако говорим за Вселената... Според изчисленията на учените, когато се извади от безкрайността, се получава безкрайност. Когато две безкрайности се съберат заедно, безкрайността излиза отново. Но ако извадите безкрайността от безкрайността, най-вероятно ще получите едно.

Древните учени също се чудеха дали има граница в космоса. Тяхната логика беше проста и гениална в същото време. Теорията им се изразява по следния начин. Представете си, че сте достигнали ръба на Вселената. Протегнаха ръката си към границата му. Рамките на света обаче се разшириха. И така е безкрайно. Много е трудно да си представим това. Но още по-трудно е да си представим какво съществува в чужбина, ако наистина е така.

Хиляди светове

Тази теория казва, че космосът е безкраен. Вероятно съдържа милиони, милиарди други галактики, които съдържат милиарди други звезди. В крайна сметка, ако мислите широко, всичко в живота ни започва отново и отново - филмите следват един след друг, животът, завършващ в един човек, започва в друг.

В световната наука днес концепцията за многокомпонентна Вселена се счита за общоприета. Но колко Вселени има? Никой от нас не знае това. В други галактики може да има напълно различни небесни тела. Тези светове са доминирани от напълно различни закони на физиката. Но как да докажем тяхното съществуване експериментално?

Това може да стане само чрез откриване на взаимодействието между нашата Вселена и другите. Това взаимодействие се осъществява чрез някакъв вид червеи. Но как ги намирате? Едно от последните предположения на учените гласи, че има такава дупка точно в центъра на нашата слънчева система.

Учените предполагат, че ако пространството е безкрайно, някъде в неговата необятност има близнак на нашата планета, а вероятно и цялата слънчева система.

Друго измерение

Друга теория е, че има ограничения за размера на космоса. Работата е там, че виждаме най-близкия такъв, какъвто е бил преди милион години. По-далече означава още по-рано. Не пространството се разширява, пространството се разширява. Ако успеем да надхвърлим скоростта на светлината, да излезем отвъд границата на пространството, тогава ще се окажем в миналото състояние на Вселената.

И какво има отвъд тази прословута граница? Може би друго измерение, без пространство и време, което само нашето съзнание може да си представи.

След като Айнщайн по същество завърши опита си с релативистката теория на гравитацията, той многократно се опитваше да изгради въз основа на нея свой собствен модел на Вселената, който мнозина смятат за може би най-важната част от работата му.

Уравнението на гравитацията на Айнщайн обаче, при същото предположение за равномерното разпределение на "материята" ("хомогенност и изотропия на пространството"), не дава възможност за бягство от космологични парадокси: "Вселената" се оказва нестабилна и за да предотврати привличането му от гравитацията, Айнщайн не е намерил нищо по-добро.как подобно на Зелигер да вмъкнеш още един член в уравнението си - същата универсална така наречена космологична константа. Тази константа изразява хипотетичната сила на отблъскване на звездите. Следователно, дори при липса на маси в релативистичния модел на де Ситер, се получава постоянна отрицателна кривина на пространство-времето.

При такива условия решението на гравитационните уравнения даде на Айнщайн краен свят, затворен в себе си поради „кривината на пространството“, като сфера с краен радиус, математически модел под формата на цилиндър, където извита три- размерното пространство образува неговата повърхност, а времето е неизкривено измерение, минаващо по протежение на образуващата на цилиндъра.

Вселената е станала "безгранична": движеща се по сферична повърхност, разбираемо е, невъзможно е да се блъснеш в каквато и да е граница - но въпреки това тя не е безкрайна, а крайна, така че светлината, подобно на Магелан, може да я заобиколи и да се върне от другата страна. Така се оказва, че обсерваторията, наблюдаваща две различни звезди от противоположните страни на небето чрез фантастично силен телескоп, може да се окаже, че вижда една и съща звезда от противоположните й страни и тяхната идентичност може да се установи по някои характеристики на спектър. Така се оказва, че изолацията на света е достъпна за експериментално наблюдение.

Въз основа на такъв модел се оказва, че обемът на света, както и масата на неговата материя, се оказва равни на напълно определена крайна стойност. Радиусът на кривината зависи от количеството "материя" (маса) и нейното разреждане (плътност) във Вселената.

Космолозите са заети с големите изчисления на „радиуса на света“. Според Айнщайн тя е равна на 2 милиарда светлинни години! За този радиус, поради общата "кривина на пространството", няма лъчи и тела; не може да излезе.

Тази "модерна идея" за замяна на безкрайността с безгранична изолация, където упреците за крайност, те казват, "недоразумение", защото няма "крайни прави линии", възниква поне в средата на миналия век, когато е осъществена от Риман 3.

И сега в продължение на век и половина това се обяснява с притчата за поучителното ограничение на същества, плоски, като сянка, пълзящи по двуизмерна топка: без да познават нито височина, нито дълбочина, мъдрите „плоски хора“ с удивление откриват че техният свят няма нито начало, нито край и все още е краен.

На тази основа самият въпрос: какво е извън границите на затворената вселена? - според позитивисткия обичай те отговарят само със снизходителна ирония - сякаш са "безсмислени", защото сферата няма граници.

Що се отнася до фотометричния парадокс на Олберс, статичният модел на Айнщайн не даде дори прилика на неговата резолюция, тъй като светлината винаги трябва да се върти в него.

Противопоставянето на привличане и отблъскване означаваше нестабилността на Вселената: най-малкото натискане - и моделът или започва да се разширява - и тогава нашият остров от звезди и светлина се разпръсква в безкрайния океан, светът става празен. Или да се свие – което надвишава плътността на материята в света.

През 1922 г. ленинградският математик А. А. Фридман решава уравненията на Айнщайн без космологичен член и установява, че Вселената трябва да се разширява, ако плътността на материята в пространството е повече от 2 x 10 до минус 29 градуса g/cm3. Айнщайн не се съгласи веднага със заключенията на Фридман, но през 1931-1932 г. отбелязва голямото им фундаментално значение. И когато през 20-те години на миналия век де Ситер открива в произведенията на Слифер индикации за „червено изместване“ в спектрите на спиралните мъглявини, потвърдени от изследванията на Хъбъл, и белгийският астроном Абат Леметр предполага, според Доплер, причината за тяхното разминаване, някои физиците, включително Айнщайн, видяха това като неочаквано експериментално потвърждение на теорията за "разширяването на Вселената".

Замяната на безкрайността с "неограничена" изолация е софизъм. Изразът "кривина на пространство-времето" физически означава промяна в пространството ("кривина") на гравитационното поле; това пряко или косвено се признава от най-големите експерти в теорията на Айнщайн. Компонентите на метричния тензор или други измервания на "кривината" играят ролята на нютонови потенциали в него. По този начин „пространството“ тук е просто вид материя - гравитационното поле.

Това е обичайното объркване на понятията сред позитивистите, което датира от Платон, Хюм, Мопертиуис, Клифорд и Поанкаре и води до абсурди. Първо, за отделянето на пространството от материята: ако гравитацията не е материя, а само формата на нейното съществуване - "пространство", тогава се оказва, че "формата на материята" се простира далеч от "материята" (както наричат ​​позитивистите само маса) и там се огъва и се затваря. Второ, това води до представянето на „пространството“ като специална субстанция – освен материята: „пространството“ носи енергия и взаимодейства причинно с материята. На трето място, това води до абсурдността на „пространството в пространството“ – обичайната двусмисленост в използването на тази дума сред позитивистите: геометрията на „пространството“ се определя от разпределението на материята в пространството – на такова и такова място в пространство ("близо до масите") "пространството" беше извито ...

Междувременно „затвореността на Вселената“ на Айнщайн в действителност може да означава затваряне само на нейното отделно образуване, в което няма нищо необикновено: затворени и звездни системи, и планети, и организми, и молекули, и атоми, и елементарни частици. Ядрените сили не се разпространяват повече от 3 x 10 до минус 13 cm, но това пространство е отворено за електромагнитни и гравитационни сили.

Астрономите предполагат съществуването на "черни дупки" - колапсирани звезди с толкова силно гравитационно поле, че не "освобождава" светлина. Може да се предположи, че някъде има граница на разпространението на гравитационните сили, отворена за някои други сили. По същия начин черната и искряща виелица от галактики, достъпни за нашите телескопи, може да бъде относително затворена - някаква част от света, която включва света, познат за нас.

Ако космолозите ясно осъзнаваха, че говорим за относителна изолация на някаква част от Вселената, тогава изчисленията на радиуса на тази част не биха се радвали на такова развълнувано внимание на мистиците.

Чрез постулиране на различни допълнителни условия в Нютоновата, Айнщайновата и други теории на гравитацията се получават много възможни космологични модели. Но всеки от тях, очевидно, описва само някаква ограничена област от Вселената. Колкото и вдъхновяващо да са ни вдъхновявали успехите на познанието, опростено и погрешно е да представяме целия свят по модела на познатото – монотонна купчина от същото, абсолютизиращо свойствата и законите на отделната му част.

Безкрайността е фундаментално непознаваема чрез крайни средства. Нито космологията, нито която и да е друга от специалните науки може да бъде наука за целия безкраен свят. И освен това, подобна екстраполация осигурява и храна за различни мистични спекулации.

Доктор на педагогическите науки Е. ЛЕВИТАН.

Погледнете в недостижими досега дълбини на Вселената.

Любознателен поклонник стигна до „ръба на света“ и се опитва да види: какво има там, отвъд ръба?

Илюстрация за хипотезата за раждането на метагалактики от разпадащ се гигантски балон. Балонът е нараснал до огромни размери на етапа на бързото "надуване" на Вселената. (Снимка от списание "Земята и Вселената".)

Не е ли странно заглавието на статията? Вселената не е ли сама? В края на двадесети век стана ясно, че картината на Вселената е неизмеримо по-сложна от тази, която изглеждаше напълно очевидна преди сто години. Нито Земята, нито Слънцето, нито нашата Галактика се оказаха център на Вселената. Геоцентричните, хелиоцентричните и галактоцентричните системи на света са заменени от идеята, че живеем в разширяваща се Метагалактика (нашата Вселена). В него има безброй галактики. Всяка, като нашата, се състои от десетки или дори стотици милиарди звезди-слънца. И няма център. На жителите на всяка една от галактиките се струва само, че от тях във всички посоки се разпръскват други звездни острови. Преди няколко десетилетия астрономите можеха само да предполагат, че някъде има планетни системи, подобни на нашата слънчева. Сега - с голяма степен на сигурност те назовават редица звезди, в които са открити "протопланетни дискове" (от които някога ще се образуват планети), и уверено говорят за откриването на няколко планетни системи.

Процесът на опознаване на Вселената е безкраен. И колкото по-далеч, толкова по-смели, понякога на пръв поглед абсолютно фантастични, задачи, поставени от изследователите. Така че защо да не предположим, че някой ден астрономите ще открият други вселени? В крайна сметка, вероятно нашата Метагалактика не е цялата Вселена, а само част от нея ...

Малко вероятно е съвременните астрономи и дори астрономи от много далечно бъдеще някога да могат да видят други вселени със собствените си очи. И все пак науката вече има някои данни, че нашата Метагалактика може да се окаже една от многото мини-вселени.

Едва ли някой се съмнява, че животът и умът могат да възникнат, съществуват и се развиват само на определен етап от еволюцията на Вселената. Трудно е да си представим, че някакви форми на живот са се появили по-рано от звездите и планетите, движещи се около тях. И не всяка планета, както знаем, е подходяща за живот. Необходими са определени условия: доста тесен температурен диапазон, съставът на въздуха, подходящ за дишане, вода ... Слънчева системав такъв "пояс на живота" е била Земята. И нашето Слънце вероятно се намира в "спасителния пояс" на Галактиката (на определено разстояние от нейния център).

Така бяха заснети много изключително бледи (по отношение на яркостта) и далечни галактики. Най-ярките от тях успяха да разгледат някои детайли: структура, структурни характеристики. Яркостта на най-слабите галактики на изображението е 27,5 m, а точковите обекти (звезди) са още по-слаби (до 28,1 m)! Припомнете си, че с просто око хората с добро зрение и при най-благоприятни условия за наблюдение виждат звезди от около 6 m (това са 250 милиона пъти по-ярки обекти от тези с яркост 27 m).
Такива наземни телескопи, които се създават днес, вече са сравними по своите възможности с тези на космическия телескоп Хъбъл и в някои отношения дори ги превъзхождат.
Какви условия са необходими, за да възникнат звезди и планети? На първо място, това се дължи на такива фундаментални физически константи като константата на гравитацията и константите на други физически взаимодействия (слаби, електромагнитни и силни). Числовите стойности на тези константи са добре известни на физиците. Дори учениците, изучаващи закона за всемирното привличане, се запознават с постоянното (постоянно) привличане. Студентите по обща физика също ще научат за константите на три други вида физическо взаимодействие.

Сравнително наскоро астрофизиците и специалистите в областта на космологията осъзнаха, че съществуващите стойности на константите на физическите взаимодействия са необходими, за да бъде Вселената това, което е. С други физически константи Вселената би била напълно различна. Например, животът на Слънцето може да бъде само 50 милиона години (това е твърде кратко за появата и развитието на живот на планетите). Или, да речем, ако Вселената се състои само от водород или само от хелий, това също би я направило напълно безжизнена. Вариантите на Вселената с други маси от протони, неутрони, електрони по никакъв начин не са подходящи за живот във вида, в който го познаваме. Изчисленията убеждават: имаме нужда от елементарни частици точно такива, каквито са! А измерението на пространството е от основно значение за съществуването както на планетарни системи, така и на отделни атоми (с електрони, движещи се около ядрата). Живеем в триизмерен свят и не бихме могли да живеем в свят с повече или по-малко измерения.

Оказва се, че всичко във Вселената сякаш е „настроено”, за да може да се появи и развие животът в нея! Ние, разбира се, нарисувахме много опростена картина, защото не само физиката, но и химията и биологията играят огромна роля в възникването и развитието на живота. Въпреки това, с различна физика, химията и биологията биха могли да станат различни ...

Всички тези съображения водят до това, което във философията се нарича антропен принцип. Това е опит да се разгледа Вселената в "човешко-измерно" измерение, тоест от гледна точка на нейното съществуване. Сам по себе си антропният принцип не може да обясни защо Вселената е такава, каквато я наблюдаваме. Но до известна степен това помага на изследователите да формулират нови проблеми. Например, невероятното „прилягане“ на основните свойства на нашата Вселена може да се разглежда като обстоятелство, което свидетелства за уникалността на нашата Вселена. И от тук, изглежда, е една стъпка към хипотезата за съществуването на напълно различни вселени, светове, които абсолютно не са подобни на нашия. И техният брой по принцип може да бъде неограничено огромен.

Сега нека се опитаме да подходим към проблема за съществуването на други вселени от гледна точка на съвременната космология, наука, която изучава Вселената като цяло (за разлика от космогонията, която изучава произхода на планетите, звездите, галактиките).

Не забравяйте, че откритието, че Метагалактиката се разширява, доведе почти веднага до хипотезата за Големия взрив (вж. Наука и живот, № 2, 1998 г.). Смята се, че се е случило преди около 15 милиарда години. Много плътна и гореща материя минаваше през един етап след друг на „горещата Вселена“. И така, 1 милиард години след Големия взрив, от образувалите се по това време облаци от водород и хелий започват да се появяват "протогалактики", а в тях и първите звезди. Хипотезата за "горещата вселена" се основава на изчисления, които проследяват историята на ранната вселена буквално от първата секунда.

Ето какво пише за това нашият известният физик акад. Я. Б. Зельдович: „Теорията за Големия взрив в понастоящемняма забележими недостатъци. Бих казал дори, че е толкова надеждно установено и правилно, колкото е вярно, че Земята се върти около Слънцето. И двете теории бяха централни за картината на Вселената на своето време и и двете имаха много противници, които твърдяха, че новите идеи, заложени в тях, са абсурдни и противоречащи на здравия разум. Но подобни речи не успяват да попречат на успеха на новите теории."

Това беше казано в началото на 80-те, когато вече бяха направени първите опити да се допълни съществено хипотезата за „гореща Вселена“ с важна идея за това какво се е случило в първата секунда от „сътворението“, когато температурата е била над 10 28 К. Направете още една крачка към "самото начало" успя благодарение на последните постижения във физиката на елементарните частици. Именно на кръстопътя на физиката и астрофизика започва да се развива хипотезата за "набъбващата Вселена" (вж. Наука и живот, № 8, 1985). По своята необичайност хипотезата за "набъбващата Вселена" може да се нареди сред най-"лудите". От историята на науката обаче е известно, че точно такива хипотези и теории често се превръщат във важни етапи в развитието на науката.

Същността на хипотезата за "набъбващата Вселена" е, че в "самото начало" Вселената се е разширявала чудовищно бързо. Само за 10 -32 s размерът на възникващата Вселена е нараснал не 10 пъти, както би се очаквало при "нормално" разширение, а 10 50 или дори 10 1000000 пъти. Разширяването протича с ускорена скорост, докато енергията на единица обем остава непроменена. Учените твърдят, че първоначалните моменти на разширяване са се случили във „вакуум“. Тази дума е поставена тук в кавички, тъй като вакуумът не е обикновен, а фалшив, защото е трудно да се нарече обикновен "вакуум" с плътност 10 77 kg / m 3! От такъв фалшив (или физически) вакуум, който притежаваше удивителни свойства (например отрицателно налягане), би могла да се образува не една, а много метагалактики (включително, разбира се, нашата). И всяка от тях е мини-вселена със собствен набор от физически константи, собствена структура и други присъщи й особености (за повече подробности вижте „Земята и Вселената“ No 1, 1989 г.).

Но къде са тези „роднини“ на нашата Метагалактика? По всяка вероятност те, както и нашата Вселена, са се образували в резултат на "надуващия" домейн ("домейни" от френското domaine - област, сфера), в който веднага се разби много ранната Вселена. Тъй като всяка такава област е набъбнала до размер, надвишаващ сегашния размер на Метагалактиката, техните граници са отдалечени една от друга на огромни разстояния. Може би най-близката от мини-вселените се намира на разстояние около 10 35 светлинни години от нас. Припомнете си, че размерът на Метагалактиката е "само" 10 10 светлинни години! Оказва се, че не до нас, а някъде много, много далеч един от друг, има други, вероятно напълно необичайни, според нашите представи, светове ...

Така че е възможно светът, в който живеем, да е много по-сложен, отколкото се предполагаше досега. Вероятно се състои от безброй вселени във Вселената. За тази Голяма Вселена, сложна, изненадващо разнообразна, ние все още не знаем практически нищо. Но едно нещо все пак, изглежда, знаем. Колкото и да са отдалечени другите мини светове, всеки от тях е реален. Те не са измислени, като някои модни сега "паралелни" светове, за които сега често се говори от хора, далеч от науката.

Е, какво се получава в крайна сметка? Звезди, планети, галактики, метагалактики всички заедно заемат само най-малкото място в безкрайните простори на изключително разредена материя... И няма нищо друго във Вселената? Твърде просто е... Някак си е дори трудно да се повярва.

А астрофизиците отдавна търсят нещо във Вселената. Наблюденията показват съществуването на "скрита маса", някакъв вид невидима "тъмна" материя. Не може да се види дори с най-мощния телескоп, но се проявява чрез гравитационния си ефект върху обикновената материя. Съвсем наскоро астрофизиците предположиха, че в галактиките и в пространството между тях има приблизително същото количество такава скрита материя, колкото има наблюдавана материя. Напоследък обаче много изследователи стигнаха до още по-сензационно заключение: „нормалната“ материя в нашата Вселена е не повече от пет процента, останалата част е „невидима“.

Предполага се, че 70 процента от тях са квантово-механични, вакуумни структури, равномерно разпределени в пространството (те са отговорни за разширяването на Метагалактиката), а 25 процента са различни екзотични обекти. Например черни дупки с ниска маса, почти точкови; много разширени обекти - "струни"; домейн стени, които вече споменахме. Но освен такива обекти, "скритата" маса може да бъде съставена от цели класове хипотетични елементарни частици, например "огледални частици". Известният руски астрофизик, академик на Руската академия на науките Н. С. Кардашев (някога и двамата бяхме активни членове на астрономическия кръг в Московския планетариум) предполага, че невидимият за нас "огледален свят" с неговите планети и звезди може да се състои от "огледални частици"... А веществото в "огледалния свят" е около пет пъти повече, отколкото в нашия. Оказва се, че учените имат някаква причина да смятат, че „огледалният свят“ сякаш прониква в нашия. Все още обаче не е възможно да се намери.

Идеята е почти страхотна, фантастична. Но кой знае, може би някои от вас – днешните любители на астрономията – ще станат изследовател през идващия XXI век и ще успеят да разкрият тайната на „огледалната вселена“.

Публикации по темата в "Наука и живот"

Шулга В. Космически лещи и търсене на тъмна материя във Вселената. - 1994, бр.2.

Ройзен I. Вселената между мига и вечността. - 1996, бр. 11, 12.

Сажин М., Шулга В. Загадки на космически струни. - 1998, бр.4.