Je li svemir beskonačan u svemiru? Koliko univerzuma postoji u univerzumu? Beskonačnost je

Postoje dvije mogućnosti: ili je svemir konačan i ima veličinu, ili beskonačan i proteže se zauvijek. Obje opcije izazivaju razmišljanje. Koliko je veliki naš univerzum? Sve ovisi o odgovoru na gornja pitanja. Jesu li astronomi pokušali to shvatiti? Naravno da smo pokušali. Možemo reći da su opsjednuti pronalaskom odgovora na ova pitanja, a zahvaljujući njihovom pretraživanju gradimo osjetljive svemirske teleskope i satelite. Astronomi zaviruju u kosmičku mikrotalasnu pozadinu, reliktnu radijaciju preostalu od Velikog praska. Kako možete testirati ovu ideju samo gledajući nebo?

Naučnici su pokušali pronaći dokaze da su značajke na jednom kraju nepca povezane s karakteristikama na drugom, poput načina na koji se rubovi omota na boci spajaju jedni s drugima. Do sada nisu pronađeni dokazi da se rubovi neba mogu povezati.

Ljudski govoreći, to znači da se za 13,8 milijardi svjetlosnih godina u svim smjerovima svemir ne ponavlja. Svjetlost putuje naprijed-nazad kroz čitavih 13,8 milijardi svjetlosnih godina i tek tada napušta svemir. Širenje Univerzuma pomjerilo je granice svjetlosti koje su pobjegle iz Univerzuma za 47,5 milijardi godina. Moglo bi se reći da je naš svemir promjera 93 milijarde svjetlosnih godina. A ovo je minimum. Možda je to 100 milijardi svjetlosnih godina, ili čak bilijun. Ne znamo. Možda nećemo saznati. Takođe, univerzum bi mogao biti beskonačan.

Ako je svemir zaista beskonačan, dobit ćemo izuzetno zanimljiv rezultat koji će vas ozbiljno zbuniti.

Pa zamislite. U jednom kubnom metru (samo raširite ruke šire) postoji konačan broj čestica koje mogu postojati u ovoj regiji, a te čestice mogu imati konačan broj konfiguracija, uzimajući u obzir njihov spin, naboj, položaj, brzinu itd.

Tony Padilla iz Numberphile -a izračunao je da bi ovaj broj trebao biti deset do deseti do sedamdeseti stepen. Ovo je toliko veliki broj da se ne može zapisati svim olovkama u svemiru. Pretpostavljajući, naravno, da drugi oblici života nisu izmislili vječne olovke ili da ne postoji dodatna dimenzija ispunjena u potpunosti olovkama. Pa ipak, vjerovatno neće biti dovoljno olovaka.

U svemiru koji se može posmatrati postoji samo 10 ^ 80 čestica. A to je mnogo manje od mogućih konfiguracija materije u jednom kubnom metru. Ako je svemir zaista beskonačan, tada ćete se udaljavanjem od Zemlje na kraju naći mjesto s tačnim duplikatom našeg kubnog metra prostora. Što dalje, to više duplikata.

Samo pomislite, kažete. Jedan oblak vodika izgleda isto kao i drugi. Ali trebali biste znati da ćete, dok hodate mjestima koja izgledaju sve poznatije, na kraju doći na mjesto na kojem ćete se naći. A pronaći kopiju sebe je možda najčudnija stvar koja se može dogoditi u beskonačnom univerzumu.

Dok nastavljate, pronaći ćete čitave duplikate svemira koji se može vidjeti s vašim točnim i netočnim kopijama. Šta je sledeće? Možda beskonačan broj duplikata svemira koji se može posmatrati. Ne morate čak ni da se uvlačite u multiverzum da biste ih pronašli. To su svemiri koji se ponavljaju u našem beskonačnom univerzumu.

Odgovaranje na pitanje je li svemir konačan ili beskonačan izuzetno je važno, jer će bilo koji od odgovora biti šokantan. Zasad astronomi ne znaju odgovor. Ali ne gube nadu.

Već ste sreli slične analogije: atomi nalikuju Sunčevom sistemu, svemirske strukture velikih razmjera slične su neuronima u ljudskom mozgu, a postoje i čudne slučajnosti: broj zvijezda u galaksiji, galaksije u svemiru, atomi u ćelija i ćelije u živom biću približno su iste (od 10 ^ 11 do 10 ^ 14). Sljedeće pitanje je, kako je rekao i Mike Paul Hughes:

Nismo li samo moždane stanice većeg planetarnog stvorenja koje još nije svjesno sebe? Kako to možemo saznati? Kako to možemo testirati?

Vjerovali ili ne, ideja da je ukupan zbir svega u svemiru inteligentno stvorenje prisutna je jako dugo i dio je koncepta Marvelovog univerzuma i konačnog bića - Vječnosti.

Teško je dati direktan odgovor na ovu vrstu pitanja, jer nismo 100% sigurni šta svijest i samosvijest zaista znače. Ali imamo povjerenja u mali broj fizičkih stvari koje nam mogu pomoći da pronađemo najbolji mogući odgovor na ovo pitanje, uključujući odgovore na sljedeća pitanja:

- Koliko je star univerzum?

- Koliko dugo različiti objekti moraju međusobno slati signale i primati signale jedan od drugog?

- Koliko su najveće strukture povezane gravitacijom?

- I koliko će signala povezane i nepovezane strukture različitih veličina morati imati kako bi međusobno razmjenjivale informacije bilo koje vrste?

Ako izvršimo ovu vrstu proračuna i zatim ih usporedimo s podacima koji nastaju čak i u najjednostavnijim strukturama sličnim mozgu, tada barem možemo dati najbliži mogući odgovor na pitanje postoje li - ili postoje velike kosmičke strukture u univerzumu, obdarene inteligentnim sposobnostima.

Univerzum od trenutka Veliki prasak postoji otprilike 13,8 milijardi godina i od tada se širi vrlo velikom brzinom (ali se smanjuje) i sastoji se od oko 68% tamne energije, 27% tamne tvari, 4,9% normalne tvari, 0,1 % od neutrina i oko 0,01% od fotona (Navedeni postotak je bio drugačiji prije - u trenutku kada su materija i zračenje bili značajniji).

Budući da svjetlost uvijek putuje brzinom svjetlosti - kroz svemir koji se širi - u mogućnosti smo utvrditi koliko je različitih komunikacija ostvareno između dva objekta zahvaćena ovim procesom širenja.

Ako definiramo "komunikaciju" kao vrijeme potrebno za prijenos i primanje informacija u jednom smjeru, onda je ovo put koji možemo preći za 13,8 milijardi godina:

- 1 komunikacija: do 46 milijardi svjetlosnih godina, cijeli posmatrani univerzum;

- 10 komunikacija: do 2 milijarde svjetlosnih godina, ili oko 0,001% svemira; sledećih 10 miliona galaksija.

- 100 komunikacija: skoro 300 miliona svjetlosnih godina ili manje od klastera Koma, koji sadrži približno 100.000 galaksija.

- 1000 komunikacija: 44 miliona svjetlosnih godina, blizu granica klastera Djevice, koji sadrži približno 400 galaksija.

- 100 hiljada komunikacija: 138 hiljada svjetlosnih godina, ili skoro cijelom dužinom Mliječnog puta, ali ne preko njegovih granica.

- 1 milijarda komunikacija - 14 svjetlosnih godina ili samo sljedećih 35 (ili više) zvijezda i smeđih patuljaka; ova brzina se mijenja kako se zvijezde kreću unutar galaksije.

Naša lokalna grupa ima gravitacijske veze - sastoji se od nas, Andromede, galaksije Triangulum i možda 50 drugih, mnogo manjih patuljaka, i na kraju će svi zajedno formirati jednu povezanu strukturu nekoliko stotina hiljada svjetlosnih godina (To će manje -više ovise o veličini pridružene strukture).

Većinu grupa i jata u budućnosti će čekati ista sudbina: sve povezane galaksije unutar njih zajedno formirat će jedinstvenu, ogromnu strukturu promjera nekoliko stotina hiljada svjetlosnih godina, a ta će struktura postojati oko 110 ^ 15 godina.

U trenutku kada će starost svemira biti 100 hiljada puta veća od njegove trenutne brzine, posljednje zvijezde će potrošiti gorivo i zaroniti u mrak, a samo će vrlo rijetki raketi i sudari ponovno uzrokovati fuziju, i to će se nastaviti sve dok sami objekti se neće početi odvajati gravitaciono - u vremenskom okviru od 10 ^ 17 do 10 ^ 22 godine.

Međutim, ove odvojene velike grupe udaljavat će se jedna od druge sve većom brzinom, pa stoga neće imati priliku susresti se ili uspostaviti međusobnu komunikaciju na duži vremenski period. Kad bismo, na primjer, danas slali signal sa našeg mjesta brzinom svjetlosti, tada bismo mogli doseći samo 3% galaksija trenutno promatranog svemira, a ostatak je već izvan našeg dosega.

Stoga su pojedinačne povezane grupe ili jata sve čemu se možemo nadati, a najmanje, poput nas - i većina njih - sadrže oko jedan bilijun (10 ^ 12) zvijezda, dok najveće (poput Jata Koma u budućnosti) sadrže oko 10 ^ 15 zvjezdica.

Ali ako želimo otkriti samosvijest, onda bi najbolja opcija bila usporedba s ljudskim mozgom, koji ima oko 100 milijardi (10 ^ 11) neurona i najmanje 100 bilijuna (10 ^ 14) neuronskih veza, dok svaki neuron treperi oko 200 jednom u sekundi. Ako pođemo od činjenice da ljudski život, u prosjeku, traje negdje oko 2-3 milijarde sekundi, tada se za cijeli period dobije mnogo signala!

Bila bi potrebna mreža od trilijuna zvijezda u volumenu od milijun svjetlosnih godina kroz 10 ^ 15 godina samo da se dobije nešto usporedivo s brojem neurona, neuronskim vezama i količinom prenesenih signala u ljudskom mozgu. Drugim riječima, ti kumulativni brojevi - za ljudski mozak i za velike, potpuno formirane konačne galaksije - zapravo su međusobno uporedivi.

Međutim, bitna razlika je u tome što neuroni unutar mozga imaju povezane i definirane strukture, dok se zvijezde unutar povezanih galaksija ili grupa brzo kreću, bilo da se kreću jedna prema drugoj, bilo da se udaljavaju jedna od druge, što se događa pod utjecajem svih druge zvijezde i mase unutar galaksija.

Vjerujemo da takva metoda slučajnog odabira izvora i usmjerenja ne omogućuje formiranje stabilnih signalnih struktura; međutim, to može, ali i ne mora biti potrebno. Na temelju našeg znanja o tome kako svijest nastaje (posebno u mozgu), vjerujem da jednostavno nema dovoljno koordiniranih informacija koje se kreću između različitih formacija kako bi to postalo moguće.

U isto vrijeme, ukupan broj signala koji mogu sudjelovati u razmjenama na galaktičkoj razini u razdoblju postojanja zvijezda privlačan je i zanimljiv, a ukazuje na postojanje potencijala u odnosu na broj razmjena informacija koje posjeduje drugi stvar za koju znamo da ima samosvijest.

Međutim, važno je napomenuti sljedeće: čak i da je to dovoljno, naša bi galaksija bila ekvivalentna novorođenčetu rođenom prije samo 6 sati - što nije preveliki rezultat. Što se tiče veće svijesti, ona se još nije pojavila.

Štoviše, možemo reći da je koncept "vječnosti", koji uključuje sve zvijezde i galaksije u svemiru, nesumnjivo prevelik, s obzirom na postojanje tamne energije i ono što znamo o sudbini našeg svemira.

Nažalost, jedini način da se to provjeri je ili modeliranje (ova opcija ima svoje interne nedostatke), ili sjedenje, čekanje i gledanje onoga što se događa. Dok nam veći um ne pošalje očigledan "razuman" signal, imat ćemo samo izbor grofa Monte Cristo: čekati i nadati se.

Ethan Siegel, osnivač bloga Starts With A Bang, kolumnist NASA -e i profesor na koledžu Lewis & Clark.

Sve vreme vidimo zvezdano nebo. Kosmos djeluje misteriozno i ​​ogromno, a mi smo samo mali dio ovog ogromnog svijeta, tajanstveni i tihi.

Čitavo vrijeme čovječanstvo je postavljalo različita pitanja. Šta se nalazi izvan naše galaksije? Postoji li nešto izvan granica prostora? I ima li prostor granicu? Čak su i naučnici dugo razmišljali o ovim pitanjima. Je li prostor beskonačan? Ovaj članak pruža informacije koje naučnici trenutno imaju.

Granice beskonačnog

Vjeruje se da je naš Sunčev sistem nastao kao rezultat Velikog praska. To se dogodilo uslijed snažnog sabijanja materije i rastrgalo ju je, raspršujući plinove u različitim smjerovima. Ova eksplozija rodila je galaksije i solarne sisteme. Ranije se smatralo da je Mliječni put star 4,5 milijardi godina. Međutim, Plankov teleskop je 2013. godine omogućio naučnicima da ponovo izračunaju starost Sunčevog sistema. Sada se procjenjuje da je stara 13,82 milijardi godina.

Najmodernija tehnologija ne može pokriti cijeli kosmos. Iako su najnoviji uređaji u stanju uhvatiti svjetlost zvijezda udaljenih 15 milijardi svjetlosnih godina od naše planete! Možda su čak i zvijezde koje su već umrle, ali njihova svjetlost i dalje putuje kroz svemir.

Naš Sunčev sistem je samo mali dio ogromne galaksije zvane Mliječni put. Sam Univerzum sadrži hiljade takvih galaksija. A da li je prostor beskonačan, nije poznato ...

Činjenica da se Univerzum neprestano širi, formirajući sve više novih svemirskih tijela, naučna je činjenica. Vjerojatno se njegov izgled stalno mijenja, zbog čega je prije miliona godina, kako su neki naučnici sigurni, izgledao potpuno drugačije nego danas. A ako svemir raste, onda definitivno ima granice? Koliko svemira postoji iza njega? Jao, to niko ne zna.

Proširenje prostora

Današnji naučnici tvrde da se svemir vrlo brzo širi. Brže nego što su ranije mislili. Zbog širenja Univerzuma, egzoplanete i galaksije odmiču se od nas različitim brzinama. Ali u isto vrijeme, stopa njegovog rasta je ista i ujednačena. Samo što su ta tijela na različitim udaljenostima od nas. Tako Suncu najbliža zvijezda "bježi" sa naše Zemlje brzinom od 9 cm / s.

Sada naučnici traže odgovor na drugo pitanje. Zbog čega se univerzum širi?

Tamna materija i tamna energija

Tamna materija je hipotetička tvar. Ne proizvodi energiju ili svjetlost, ali zauzima 80% prostora. Naučnici su nagađali o prisutnosti ove neuhvatljive supstance u svemiru još pedesetih godina prošlog stoljeća. Iako nije bilo direktnih dokaza o njenom postojanju, broj pristalica ove teorije rastao je svakim danom. Možda sadrži nama nepoznate tvari.

Kako je nastala teorija tamne materije? Činjenica je da bi se galaktička jata davno urušila da su samo materijali koji su nama vidljivi činili njihovu masu. Kao rezultat toga, ispostavlja se da je veći dio našeg svijeta predstavljen neuhvatljivom supstancom koja nam je još uvijek nepoznata.

Godine 1990. otkrivena je takozvana tamna energija. Na kraju krajeva, fizičari su mislili da sila gravitacije usporava, jednog dana će se širenje Univerzuma zaustaviti. Ali oba tima koja su prihvatila ovu teoriju neočekivano su pronašla ubrzanje širenja. Zamislite da bacate jabuku u zrak i čekate da padne, ali umjesto toga ona se počinje udaljavati od vas. To sugerira da na širenje utječe određena sila, koja se naziva tamna energija.

Danas su naučnici umorni od rasprava o tome je li prostor beskonačan ili nije. Pokušavaju shvatiti kako je svemir izgledao prije Velikog praska. Međutim, ovo pitanje nema smisla. Uostalom, i vrijeme i prostor su također beskonačni. Dakle, razmotrimo nekoliko teorija naučnika o svemiru i njegovim granicama.

Beskonačnost je ...

Takav koncept kao što je "beskonačnost" jedan je od iznenađujućih i relativnih koncepata. Naučnike je dugo zanimalo. U stvarnom svijetu u kojem živimo, sve ima svoj kraj, uključujući i život. Stoga beskonačnost mami svojom misterijom, pa čak i nekom vrstom mistike. Beskonačnost je teško zamisliti. Ali ona postoji. Uostalom, uz njegovu pomoć rješavaju se mnogi problemi, a ne samo matematički.

Beskonačnost i nula

Mnogi naučnici su uvjereni u teoriju beskonačnosti. Međutim, izraelski matematičar Doron Selberger ne dijeli njihovo mišljenje. Tvrdi da postoji ogroman broj i ako mu dodate jedan, krajnji rezultat bit će nula. Međutim, ovaj broj leži toliko daleko od ljudskog shvaćanja da njegovo postojanje nikada neće biti dokazano. Upravo na ovoj činjenici je matematička filozofija pod nazivom "Ultra-Infinity".

Beskrajan prostor

Postoji li šansa da se zbrajanjem dva identična broja završi isti broj? Na prvi pogled ovo izgleda apsolutno nemoguće, ali ako govorimo o Univerzumu ... Prema proračunima naučnika, kada se oduzme od beskonačnosti, dobije se beskonačnost. Kad se dvije beskonačnosti zbroje, beskonačnost ponovo izlazi. Ali ako od beskonačnosti oduzmete beskonačnost, najvjerojatnije ćete je i dobiti.

Drevni naučnici su se takođe pitali postoji li granica u svemiru. Njihova logika bila je jednostavna i genijalna u isto vrijeme. Njihova teorija je izražena na sljedeći način. Zamislite da ste stigli do ruba svemira. Pružili su ruku prema svojoj granici. Međutim, okvir svijeta se proširio. I tako nema kraja. Vrlo je teško zamisliti ovo. No, još je teže zamisliti što postoji u inozemstvu, ako to zaista i postoji.

Hiljade svjetova

Ova teorija kaže da je kosmos beskonačan. Vjerovatno sadrži milijune, milijarde drugih galaksija koje sadrže milijarde drugih zvijezda. Uostalom, ako razmišljate općenito, sve u našem životu počinje uvijek iznova - filmovi se nižu jedan za drugim, život završava u jednoj osobi, počinje u drugoj.

U današnjoj svjetskoj nauci smatra se da je koncept višekomponentnog univerzuma općenito prihvaćen. Ali koliko ima svemira? Niko od nas to ne zna. U drugim galaksijama mogu postojati potpuno različita nebeska tijela. Ovim svjetovima dominiraju potpuno različiti zakoni fizike. Ali kako eksperimentalno dokazati njihovo postojanje?

To se može učiniti samo otkrivanjem interakcije između našeg svemira i drugih. Ova interakcija se odvija kroz neku vrstu crvotočina. Ali kako ih pronalazite? Jedna od najnovijih pretpostavki naučnika kaže da takva rupa postoji upravo u centru našeg Sunčevog sistema.

Naučnici sugerišu da ako je svemir beskonačan, negdje u njegovom prostranstvu postoji blizanac naše planete i, možda, čitavog Sunčevog sistema.

Druga dimenzija

Druga teorija je da postoje granice veličine kosmosa. Stvar je u tome da najbliži vidimo takav kakav je bio prije milijun godina. Dalje znači još ranije. Ne širi se prostor, prostor se širi. Ako možemo prekoračiti brzinu svjetlosti, izaći izvan granica prostora, tada ćemo se naći u prošlom stanju Univerzuma.

A šta je iza ove zloglasne granice? Možda druga dimenzija, bez prostora i vremena, koju samo naša svijest može zamisliti.

Nakon što je Einstein u velikoj mjeri dovršio svoje iskustvo relativističke teorije gravitacije, više je puta pokušavao izgraditi, temeljen na njemu, svoj vlastiti model svemira, koji mnogi smatraju možda najvažnijim dijelom njegovog rada.

Međutim, Einsteinova jednadžba gravitacije, pod istom pretpostavkom o ujednačenoj raspodjeli "materije" ("homogenost i izotropija prostora"), nije dala bijeg od kozmoloških paradoksa: pokazalo se da je "svemir" nestabilan, a kako bi spriječio njezino skupljanje gravitacijom, Einstein nije pronašao ništa bolje. Ova konstanta izražava hipotetičku silu odbijanja zvijezda. Stoga se čak i u odsustvu masa u relativističkom de Sitter-ovom modelu postiže konstantna negativna zakrivljenost prostora-vremena.

Pod takvim uvjetima, rješenje gravitacijskih jednadžbi dalo je Einsteinu konačan svijet, zatvoren sam po sebi zbog "zakrivljenosti prostora", poput sfere konačnog radijusa, - matematički model u obliku cilindra, gdje su zakrivljene tri dimenzionalni prostor čini njegovu površinu, a vrijeme je neiskrivljena dimenzija koja teče duž generatrice cilindra.

Univerzum je postao "bezgraničan": krećući se sfernom površinom, razumljivo je, nemoguće je naletjeti na bilo koju granicu - ali ipak nije beskonačno, već konačno, tako da ga svjetlost, poput Magellana, može zaobići i vratiti sa druge strane. Tako se ispostavilo da se opservatorija, koja promatra dvije različite zvijezde na suprotnim stranama neba kroz fantastično snažan teleskop, može pokazati da istu zvijezdu vidi sa suprotnih strana, a njihov identitet može se utvrditi nekim karakteristikama spektar. Tako se ispostavlja da je izolacija svijeta dostupna eksperimentalnom opažanju.

Na temelju takvog modela ispostavlja se da je volumen svijeta, kao i masa njegove materije, jednaka potpuno određenoj konačnoj vrijednosti. Polumjer zakrivljenosti ovisi o količini "materije" (mase) i njenoj razrijeđenosti (gustoći) u svemiru.

Kozmolozi su uzeli u obzir velike proračune "radijusa svijeta". Prema Einsteinu, to je jednako 2 milijarde svjetlosnih godina! Za ovaj radijus, zbog opće "zakrivljenosti prostora", nema zraka i tijela; ne mogu izaći.

Ova "moderna ideja" da se beskonačnost zamijeni neograničenom izolacijom, gdje su zamjerke za konačnost, kažu, "nesporazumi" jer ne postoje "konačne ravne linije", pojavila se barem sredinom pretprošlog stoljeća, kada je izvedena autor Riemann 3.

I sada već stoljeće i pol to se objašnjava parabolom o poučnom ograničenju bića koja, poput sjene, gmižu po dvodimenzionalnoj kugli: ne poznajući ni visinu ni dubinu, mudri "ravni ljudi" zadivljeni otkrivaju da njihov svijet nema ni početak ni kraj i još je konačan.

Na osnovu toga, samo pitanje: šta je izvan granica zatvorenog univerzuma? - prema pozitivističkoj navici, oni odgovaraju samo snishodljivom ironijom - kao da su "besmisleni", jer sfera nema granica.

Što se tiče Olberskog fotometrijskog paradoksa, Einsteinov statički model čak nije dao ni privid svoje rezolucije, budući da se svjetlost uvijek mora vrtjeti u njemu.

Suprotstavljanje privlačnosti i odbijanja značilo je nestabilnost univerzuma: najmanji pritisak - i model se ili počinje širiti - i tada se naše ostrvo zvijezda i svjetlosti raspršuje u beskrajnom okeanu, svijet je prazan. Ili smanjiti - ovisno o tome što nadmašuje gustoću materije u svijetu.

1922. lenjingradski matematičar A.A. Fridman riješio je Einsteinove jednadžbe bez kosmološkog izraza i otkrio da bi se svemir trebao proširiti ako je gustoća materije u svemiru veća od 2 x 10 do minus 29 stupnjeva g / cm3. Ajnštajn se nije odmah složio s Fridmanovim zaključcima, ali je 1931.-1932. Primijetio njihovu veliku fundamentalnu važnost. A kad je 1920 -ih godina de Sitter u Slipherovim djelima pronašao naznake "crvenog pomaka" u spektrima spiralnih maglina, što su potvrdila i Hubbleova istraživanja, a belgijski astronom opat Lemaitre predložio je, prema Doppleru, razlog njihove divergencije, fizičari, uključujući i Einsteina, ovo su vidjeli kao neočekivanu eksperimentalnu potvrdu teorije o "rastućem univerzumu".

Zamjena beskonačnosti “neograničenom” izolacijom je sofizam. Izraz "zakrivljenost prostor-vremena" fizički znači promjenu prostora ("zakrivljenost") gravitacionog polja; to direktno ili indirektno priznaju najveći stručnjaci za Einsteinovu teoriju. Komponente metričkog tenzora ili druga mjerenja "zakrivljenosti" igraju ulogu Newtonovih potencijala u njemu. Dakle, "prostor" je ovdje jednostavno vrsta materije - gravitacijsko polje.

Ovo je uobičajena konfuzija pojmova među pozitivistima, koja seže do Platona, Humea, Maupertiuisa, Clifforda i Poincaréa i dovodi do apsurda. Prvo, do odvajanja prostora od materije: ako gravitacija nije materija, već samo oblik njenog postojanja - "prostor", onda se ispostavlja da se "oblik materije" proteže daleko od "materije" (kako to pozivisti pozicioniraju samo masa) i tamo se savija i zatvara. Drugo, ovo dovodi do predstavljanja "prostora" kao posebne supstance - pored materije: "prostor" nosi energiju i uzročno djeluje s materijom. Treće, to dovodi do apsurda "prostora u prostoru" - uobičajene nejasnoće u upotrebi ove riječi među pozitivcima: geometrija "prostora" određena je raspodjelom tvari u prostoru, - na takvom i takvom mjestu u prostoru prostor ("blizu masa") "prostor" je zakrivljen ...

U međuvremenu, Einsteinova "zatvorenost univerzuma" u stvarnosti može značiti zatvaranje samo njegove pojedinačne formacije, koja nije ništa izvanredno: zatvoreni i zvjezdani sistemi, planete, organizmi, molekuli, atomi i elementarne čestice. Nuklearne sile se ne šire dalje od 3 x 10 do minus 13 cm, ali je ovaj prostor otvoren za elektromagnetske i gravitacijske sile.

Astronomi ukazuju na postojanje "crnih rupa" - kolapsanih zvijezda s tako jakim gravitacijskim poljem da ne "oslobađaju" svjetlost. Može se pretpostaviti da negdje postoji granica širenja gravitacijskih sila, otvorena za neke druge sile. Slično, crna i pjenušava mećava galaksija dostupnih našim teleskopima može biti relativno zatvorena - dio svijeta koji uključuje svijet koji poznajemo.

Da su kozmolozi bili jasno svjesni da govorimo o relativnoj izolaciji nekog dijela svemira, tada proračuni radijusa ovog dijela ne bi privukli tako uzbuđenu pažnju mistika.

Postulacijom različitih dodatnih uvjeta u Newtonovoj, Einsteinovoj i drugim teorijama gravitacije dobivaju se mnogi mogući kozmološki modeli. Ali svaki od njih, očigledno, opisuje samo neko ograničeno područje univerzuma. Koliko god nas uspjesi spoznaje nadahnjivali, isuviše je pojednostavljeno i pogrešno predstavljati cijeli svijet prema modelu spoznatog - jednoličnog gomila istog, čineći apsolutna svojstva i zakone njegovog zasebnog dijela.

Beskonačnost se u osnovi ne može spoznati konačnim sredstvima. Ni kosmologija, niti bilo koja druga posebna nauka ne može biti nauka cijelog beskonačnog svijeta. Osim toga, takva ekstrapolacija također pruža hranu za razne mistične spekulacije.

Doktor pedagoških nauka E. LEVITAN.

Zavirite u dosad nedostižne dubine Univerzuma.

Radoznali hodočasnik stigao je do "kraja svijeta" i pokušava vidjeti: šta je tu, s onu stranu ruba?

Ilustracija za hipotezu o rođenju metagalaksija iz ogromnog mjehurića koji se raspada. Mjehurić je narastao do ogromne veličine u fazi brze "inflacije" Univerzuma. (Slika iz časopisa "Zemlja i svemir".)

Nije li to čudan naslov članka? Nije li svemir sam? Krajem dvadesetog stoljeća postalo je jasno da je slika svemira nemjerljivo složenija od one koja se činila sasvim očiglednom prije stotinu godina. Pokazalo se da ni Zemlja, ni Sunce, ni naša Galaksija nisu centar svemira. Geocentrične, heliocentrične i galaktocentrične sisteme svijeta zamijenila je ideja da živimo u metagalaksiji koja se širi (naš univerzum). U njemu se nalazi bezbroj galaksija. Svaka se, poput naše, sastoji od desetina ili čak stotina milijardi zvijezda-sunca. I nema centra. Stanovnicima svake od galaksija samo se čini da se druga zvjezdana ostrva razliježu od njih u svim smjerovima. Prije nekoliko desetljeća astronomi su mogli samo pretpostaviti da negdje postoje planetarni sistemi slični našem Sunčevom. Sada - s visokim stupnjem sigurnosti imenuju brojne zvijezde u kojima su otkriveni "protoplanetarni diskovi" (od kojih će se planete jednog dana formirati) i pouzdano govore o otkriću nekoliko planetarnih sistema.

Proces poznavanja univerzuma je beskonačan. I dalje, odvažniji, ponekad naizgled apsolutno fantastični zadaci koje su postavili istraživači. Pa zašto ne pretpostaviti da će astronomi jednog dana otkriti druge univerzume? Uostalom, vrlo je vjerojatno da naša Metagalaksija nije cijeli svemir, već samo neki njegov dio ...

Malo je vjerojatno da će moderni astronomi, pa čak i astronomi iz daleke budućnosti ikada moći vidjeti druge svemire vlastitim očima. Pa ipak, znanost već ima neke podatke da bi se naša Metagalaksija mogla pokazati kao jedan od mnogih mini univerzuma.

Gotovo nitko ne sumnja da život i um mogu nastati, postojati i razvijati se samo u određenoj fazi evolucije Univerzuma. Teško je zamisliti da su se neki oblici života pojavili prije zvijezda i planeta koje se kreću oko njih. I nije svaka planeta, kako znamo, pogodna za život. Potrebni su određeni uvjeti: prilično uski temperaturni raspon, sastav zraka pogodnog za disanje, voda ... Solarni sistem u takvom "pojasu života" bila je Zemlja. I naše se Sunce vjerovatno nalazi u "pojasu života" Galaksije (na određenoj udaljenosti od njenog središta).

Tako su snimljene mnoge izuzetno slabe (u smislu svjetline) i udaljene galaksije. Najsjajniji od njih uspjeli su razmotriti neke detalje: strukturu, strukturne karakteristike. Svjetlina najslabijih galaksija na slici je 27,5 m, a tačkasti objekti (zvijezde) su čak i slabiji (do 28,1 m)! Podsjetimo da golim okom ljudi sa dobrim vidom i pod najpovoljnijim uslovima posmatranja vide zvijezde od oko 6 m (to su 250 miliona puta svjetliji objekti od onih sa sjajem od 27 m).
Takvi zemaljski teleskopi, koji se danas stvaraju, već su po svojim mogućnostima usporedivi s onima svemirskog teleskopa Hubble, pa ih na neki način čak i nadmašuju.
Koji su uslovi potrebni za nastanak zvijezda i planeta? Prije svega, to je posljedica osnovnih fizičkih konstanti kao što su konstanta gravitacije i konstante drugih fizičkih interakcija (slabe, elektromagnetske i jake). Numeričke vrijednosti ovih konstanti dobro su poznate fizičarima. Čak se i školarci, proučavajući zakon univerzalne gravitacije, upoznaju sa konstantnom (konstantnom) gravitacijom. Studenti opće fizike također će naučiti o konstantama tri druge vrste fizičke interakcije.

Relativno nedavno, astrofizičari i stručnjaci iz područja kosmologije shvatili su da su postojeće vrijednosti konstanti fizičkih interakcija potrebne da bi Univerzum bio ono što jest. S drugim fizičkim konstantama, svemir bi bio potpuno drugačiji. Na primjer, životni vijek Sunca mogao bi biti samo 50 miliona godina (ovo je prekratko za nastanak i razvoj života na planetama). Ili, recimo, da se svemir sastoji samo od vodika ili samo od helija, to bi ga učinilo i potpuno beživotnim. Varijante univerzuma s drugim masama protona, neutrona, elektrona ni na koji način nisu prikladne za život u obliku u kojem ga poznajemo. Proračuni uvjeravaju: potrebne su nam elementarne čestice upravo takve kakve jesu! Dimenzionalnost prostora je od fundamentalne važnosti za postojanje i planetarnih sistema i pojedinačnih atoma (s elektronima koji se kreću oko jezgra). Živimo u trodimenzionalnom svijetu i ne bismo mogli živjeti u svijetu s više ili manje dimenzija.

Ispostavilo se da se čini da je sve u Univerzumu "prilagođeno" kako bi se život u njemu mogao pojaviti i razviti! Napisali smo, naravno, vrlo pojednostavljenu sliku, jer ne samo fizika, već i hemija i biologija igraju ogromnu ulogu u nastanku i razvoju života. Međutim, s drugačijom fizikom, i kemija i biologija bi mogle postati različite ...

Sva ta razmatranja vode do onoga što se u filozofiji naziva antropskim principom. Ovo je pokušaj sagledavanja Univerzuma u "ljudsko-dimenzionalnoj" dimenziji, odnosno sa stanovišta njegovog postojanja. Sam po sebi, antropski princip ne može objasniti zašto je svemir ovakav kakvim ga posmatramo. No, u određenoj mjeri pomaže istraživačima u formuliranju novih problema. Na primjer, nevjerovatno "uklapanje" osnovnih svojstava našeg Univerzuma može se posmatrati kao okolnost koja svjedoči o jedinstvenosti našeg Univerzuma. Čini se da je odavde jedan korak do hipoteze o postojanju potpuno različitih svemira, svjetova koji apsolutno nisu slični našem. A njihov broj, u načelu, može biti neograničeno velik.

Pokušajmo sada problemu postojanja drugih univerzuma pristupiti sa stanovišta moderne kosmologije, nauke koja proučava Univerzum u cjelini (za razliku od kosmogonije koja proučava porijeklo planeta, zvijezda, galaksija).

Upamtite, otkriće da se Metagalaksija širi širilo se gotovo odmah do hipoteze Velikog praska (vidi Science and Life, No. 2, 1998). Vjeruje se da se to dogodilo prije otprilike 15 milijardi godina. Vrlo gusta i vrela materija prolazila je jednu fazu za drugom "vrućeg univerzuma". Tako su se milijardu godina nakon Velikog praska počele pojavljivati ​​"protogalaksije" iz oblaka vodika i helija koji su do tada nastali, a u njima su se počele pojavljivati ​​prve zvijezde. Hipoteza o "vrućem univerzumu" zasnovana je na proračunima koji prate istoriju ranog univerzuma doslovno od prve sekunde.

Evo što je o tome napisao naš poznati fizičar akademik Ya. B. Zel'dovich: "Teorija Velikog praska u trenutno nema uočljivih nedostataka. Rekao bih čak i da je onoliko dobro utvrđeno i ispravno koliko je istina da se Zemlja okreće oko Sunca. Obje su teorije bile središnje za sliku svemira njihovog vremena, a obje su imale mnogo protivnika koji su tvrdili da su nove ideje ugrađene u njih apsurdne i suprotne zdravom razumu. Ali takvi govori ne ometaju uspjeh novih teorija. "

Ovo je rečeno početkom 80 -ih, kada su već učinjeni prvi pokušaji da se hipoteza o "vrućem univerzumu" značajno dopuni važnom idejom o tome šta se dogodilo u prvoj sekundi "stvaranja", kada je temperatura bila iznad 10 28 K. Napravite još jedan korak do "samog početka" koji je uspio zahvaljujući najnovijim dostignućima u fizici elementarnih čestica. Upravo na spoju fizike i astrofizike počela se razvijati hipoteza o "nabujalom univerzumu" (vidi Science and Life, No. 8, 1985). Po svojoj neuobičajenosti, hipoteza "nabujalog Univerzuma" može se prilično svrstati među "najluđe". Međutim, iz povijesti znanosti je poznato da upravo takve hipoteze i teorije često postaju važne prekretnice u razvoju znanosti.

Suština hipoteze o "nabujalom univerzumu" je da se na "samom početku" svemir monstruozno brzo širio. Za nekih 10 -32 s, veličina svemira u nastajanju nije porasla 10 puta, kako bi se očekivalo s "normalnim" širenjem, već 10 50 ili čak 10 1000000 puta. Ekspanzija se odvijala ubrzano, dok je energija po jedinici volumena ostala nepromijenjena. Naučnici tvrde da su se početni trenuci širenja odvijali u "vakuumu". Ova je riječ ovdje stavljena pod navodnike, jer vakuum nije bio običan, već lažan, jer je teško nazvati obični "vakuum" gustoće 10 77 kg / m 3! Iz takvog lažnog (ili fizičkog) vakuuma, koji je imao nevjerojatna svojstva (na primjer, negativni tlak), ne bi mogla nastati jedna, već mnoge metagalaksije (uključujući, naravno, i našu). I svaki od njih je mini univerzum sa svojim vlastitim skupom fizičkih konstanti, svojom strukturom i drugim svojstvima koja su mu svojstvena (za više detalja vidi "Zemlja i svemir" br. 1, 1989).

Ali gdje su ti "rođaci" naše Metagalaksije? Po svoj prilici, oni su, poput našeg Univerzuma, nastali kao rezultat "inflacije" domena ("domena" iz francuskog domena - regije, sfere), u koji se odmah zaletio vrlo rani Univerzum. Budući da je svako takvo područje nateklo do veličine koja prelazi sadašnju veličinu Metagalaksije, njihove granice se međusobno uklanjaju velikim udaljenostima. Možda se najbliži mini svemir nalazi na udaljenosti od oko 10 35 svjetlosnih godina od nas. Podsjetimo se da je veličina Metagalaksije "samo" 10 10 svjetlosnih godina! Ispostavilo se da ne pored nas, već negdje jako, jako daleko jedan od drugog, postoje i drugi, vjerojatno potpuno čudni, prema našim konceptima, svjetovi ...

Dakle, moguće je da je svijet u kojem živimo mnogo složeniji nego što se do sada pretpostavljalo. Vjerovatno se sastoji od bezbroj univerzuma u svemiru. O ovom velikom univerzumu, kompleksnom, iznenađujuće raznolikom, još uvijek ne znamo gotovo ništa. Ali jedna stvar je ista, čini se, znamo. Bez obzira na to koliko su udaljeni drugi mini-svjetovi, svaki od njih je stvaran. Oni nisu izmišljeni, poput nekih modernih sada "paralelnih" svjetova, o kojima sada često govore ljudi daleko od nauke.

Pa, što na kraju ispadne? Zvijezde, planete, galaksije, metagalaksije sve zajedno zauzimaju samo najsitnije mjesto u bezgraničnim prostranstvima iznimno rijetke materije ... I nema ništa drugo u svemiru? Previše je jednostavno ... Nekako je čak teško povjerovati.

A astrofizičari su dugo tražili nešto u Univerzumu. Zapažanja ukazuju na postojanje "skrivene mase", neke vrste nevidljive "tamne" materije. Ne može se vidjeti čak ni najmoćnijim teleskopom, ali se očituje svojim gravitacijskim djelovanjem na običnu materiju. U novije vrijeme astrofizičari su pretpostavili da u galaksijama i u prostoru između njih postoji otprilike ista količina takve skrivene tvari koliko se i promatra. Nedavno su, međutim, mnogi istraživači došli do još senzacionalnijeg zaključka: "normalna" materija u našem Univerzumu nije veća od pet posto, ostatak je "nevidljiv".

Pretpostavlja se da su 70 posto njih kvantno-mehaničke, vakuumske strukture ravnomjerno raspoređene u prostoru (odgovorne su za širenje Metagalaksije), a 25 posto su različiti egzotični objekti. Na primjer, crne rupe male mase, gotovo točkaste; vrlo prošireni objekti - "nizovi"; domene, koje smo već spomenuli. No, osim takvih objekata, "skrivenu" masu mogu činiti čitave klase hipotetičkih elementarnih čestica, na primjer, "zrcalne čestice". Poznati ruski astrofizičar, akademik Ruske akademije nauka NS Kardašev (nekada smo obojica bili aktivni članovi astronomskog kruga u moskovskom planetariju) sugerira da se za nas nevidljivi "zrcalni svijet" sa svojim planetima i zvijezdama može sastojati "zrcalnih čestica" ... A tvari u "ogledalnom svijetu" je oko pet puta više nego u našem. Ispostavilo se da znanstvenici imaju razloga vjerovati da "svijet ogledala" izgleda da prožima naš. Međutim, još ga nije bilo moguće pronaći.

Ideja je skoro fantastična, fantastična. Ali tko zna, možda će neki od vas - današnjih ljubitelja astronomije - postati istraživač u nadolazećem XXI stoljeću i moći će otkriti tajnu "zrcalnog univerzuma".

Publikacije na temu "Nauka i život"

Shulga V. Kosmička sočiva i potraga za tamnom materijom u svemiru. - 1994., br. 2.

Royzen I. Univerzum između trenutka i vječnosti. - 1996., br. 11, 12.

Sazhin M., Shulga V. Zagonetke kosmičkih žica. - 1998, br. 4.