U našem dijelu svemira inflaciji je zaista došao kraj. Ali tri pitanja na koja ne znamo odgovore da bi imala ogroman uticaj na stvarnu veličinu svemira i da li je beskonačan:

1. Koliko je veliki post-inflacioni deo svemira koji je doveo do našeg Velikog praska?
2. Da li je ideja vječne inflacije, prema kojoj se Univerzum beskonačno širi, tačna, barem u nekim regijama?
3. Koliko je dugo trajala inflacija prije nego što je stala i stvorila vrući Veliki prasak?

Moguće je da bi dio Univerzuma u kojem se odvijala inflacija mogao narasti do veličine koja nije mnogo veća od one koju možemo primijetiti. Moguće je da će u svakom trenutku postojati dokaz o „ivici“ na kojoj je inflacija prestala. Ali takođe je moguće da je svemir gugol puta veći od vidljivog. Bez odgovora na ova pitanja, nećemo dobiti odgovor na glavno.

Ogroman broj odvojenih regija u kojima se dogodio Veliki prasak podijeljen je prostorom, koji neprestano raste kao rezultat vječne inflacije. Ali nemamo pojma kako testirati, izmjeriti ili pristupiti onome što leži izvan našeg vidljivog svemira.

Osim onoga što možemo vidjeti, vjerovatno postoji više univerzuma poput našeg, sa istim zakonima fizike, istim kosmičkim strukturama i istim šansama za složen život.

Također, "mjehur" u kojem se završila inflacija mora imati konačnu veličinu, s obzirom na to da je eksponencijalno veliki broj takvih mehurića sadržan u većem prostoru-vremenu koje se širi.

Ali čak i ako bi cijeli svemir, ili Multiverzum, mogao biti nevjerovatno velik, možda nije beskonačan. U stvari, osim ako se inflacija ne nastavi beskonačno, ili ako se svemir rodi beskonačno velik, mora biti konačan.

Bez obzira koliko veliki dio Univerzuma promatramo, koliko god daleko možemo gledati, sve je to samo mali dio onoga što bi trebalo postojati tamo, izvan njega.

Najveći problem je što nemamo dovoljno informacija da damo konačan odgovor na pitanje. Znamo samo kako pristupiti informacijama dostupnim unutar našeg vidljivog svemira: tih 46 milijardi svjetlosnih godina u svim smjerovima.

Odgovor na najveće pitanje, o konačnosti ili beskonačnosti svemira, možda se krije u samom svemiru, ali ne možemo znati dovoljno veliki dio da bismo znali sa sigurnošću. I dok to ne shvatimo ili smislimo pametnu šemu da pomjerimo granice fizike, neće nam ostati ništa osim vjerovatnoća.

> Struktura univerzuma

Proučite šemu strukture univerzuma: razmjere prostora, mapa svemira, superjata, jata, grupe galaksija, galaksije, zvijezde, Sloaneov Veliki zid.

Živimo u beskonačnom prostoru, pa je uvijek zanimljivo znati kako izgleda struktura i razmjer svemira. Globalna univerzalna struktura su praznine i vlakna koja se mogu podijeliti na klastere, galaktičke grupe i na kraju same. Ako ponovo smanjimo, onda razmotrite i (Sunce je jedno od njih).

Ako shvatite kako ova hijerarhija izgleda, možete bolje razumjeti koju ulogu svaki imenovani element igra u strukturi svemira. Na primjer, ako prodremo još dalje, primijetit ćemo da se molekule dijele na atome, a one na elektrone, protone i neutrone. Posljednja dva se također transformišu u kvarkove.

Ali ovo su male stvari. A šta je sa džinovskim? Šta su superklasteri, šupljine i filamenti? Idemo od malog ka velikom. U nastavku možete vidjeti kako mapa svemira izgleda u mjerilu (ovdje su jasno vidljive niti, vlakna i praznine prostora).

Postoje pojedinačne galaksije, ali većina preferira da budu u grupama. Obično je to 50 galaksija, koje zauzimaju 6 miliona svjetlosnih godina u prečniku. Grupa Mliječni put sadrži više od 40 galaksija.

Jata su regije sa 50-1000 galaksija, koje dostižu veličinu od 2-10 megaparseka (prečnik). Zanimljivo je napomenuti da su njihove brzine nevjerovatno velike, što znači da moraju savladati gravitaciju. Ali i dalje se drže zajedno.

Rasprave o tamnoj materiji pojavljuju se u fazi razmatranja galaktičkih klastera. Vjeruje se da stvara silu koja ne dozvoljava galaksijama da se rasprše u različitim smjerovima.

Ponekad se i grupe udružuju kako bi formirale superklaster. Ovo su jedne od najvećih struktura u svemiru. Najveći je Veliki zid Sloane, koji se proteže 500 miliona svjetlosnih godina dug, 200 miliona svjetlosnih godina širok i 15 miliona svjetlosnih godina debeo.

Moderni uređaji još uvijek nisu dovoljno snažni da uvećaju slike. Sada možemo razmotriti dvije komponente. Filamentne strukture - sastoje se od izolovanih galaksija, grupa, klastera i superklastera. A takođe i praznine - džinovski prazni mehurići. Pogledajte zanimljive videozapise kako biste saznali više o strukturi svemira i svojstvima njegovih elemenata.

Hijerarhijsko formiranje galaksija u Univerzumu

Astrofizičarka Olga Silčenko o svojstvima tamne materije, materije u ranom svemiru i pozadini relikta:

Materija i antimaterija u svemiru

izik Valery Rubakov o ranom svemiru, stabilnosti materije i barionskom naboju:

Pleme Boshongo u centralnoj Africi vjeruje da je od davnina postojala samo tama, voda i veliki bog Bumba. Jednog dana, Bumbu je bio toliko bolestan da je povratio. I tako se pojavilo sunce. Presušio je dio velikog okeana, oslobodivši tlo zatvoreno pod njegovim vodama. Konačno, Bumba je povratio mjesec, zvijezde, a onda su se rodile neke životinje. Prvi je bio leopard, zatim krokodil, kornjača i, na kraju, čovjek. Danas ćemo govoriti o tome šta je Univerzum u modernom pogledu.

Dešifrovanje koncepta

Univerzum je grandiozan, nedokučiv prostor ispunjen kvazarima, pulsarima, crnim rupama, galaksijama i materijom. Sve ove komponente su u stalnoj interakciji i formiraju naš univerzum u obliku u kojem ga zamišljamo. Često zvijezde u svemiru nisu same, već u sastavu grandioznih klastera. Neki od njih mogu sadržavati stotine ili čak hiljade takvih objekata. Astronomi kažu da su mala i srednja klastera ("žablji mrijest") nastala sasvim nedavno. Ali sferne formacije su drevne i vrlo drevne, još uvijek se "sjećaju" primarnog kosmosa. Univerzum sadrži mnogo takvih formacija.

Opće informacije o strukturi

Zvijezde i planete formiraju galaksije. Suprotno popularnom mišljenju, galaktički sistemi su izuzetno pokretni i kreću se kroz svemir gotovo cijelo vrijeme. Zvijezde su također promjenjiva veličina. Rađaju se i umiru, pretvarajući se u pulsare i crne rupe. Naše Sunce je "srednja" zvezda. Takvi ljudi žive (po standardima svemira) vrlo malo, ne više od 10-15 milijardi godina. Naravno, u Univerzumu postoje milijarde svjetiljki, po svojim parametrima koje liče na naše sunce, i isto toliko sistema koji liče na Sunčev. Konkretno, maglina Andromeda se nalazi u našoj blizini.

To je svemir. Ali daleko od toga da je sve tako jednostavno, jer postoji veliki broj tajni i kontradiktornosti, čiji odgovori još nisu dostupni.

Neki problemi i kontradikcije teorija

Mitovi starih naroda o stvaranju svega, kao i mnogi drugi prije i poslije njih, pokušavaju odgovoriti na pitanja koja nas sve zanimaju. Zašto smo mi ovdje, odakle su došle planete svemira? Odakle smo došli? Naravno, manje-više razumljive odgovore počinjemo da dobijamo tek sada, kada su naše tehnologije napredovale. Međutim, kroz istoriju čovjeka često je bilo onih predstavnika ljudskog plemena koji su se opirali ideji da svemir uopće ima početak.

Aristotel i Kant

Na primjer, Aristotel, najpoznatiji od grčkih filozofa, vjerovao je da je "porijeklo svemira" pogrešan izraz, budući da je oduvijek postojao. Nešto vječno je savršenije od nečega stvorenog. Motivacija za vjerovanje u vječnost univerzuma bila je jednostavna: Aristotel nije bio voljan da prizna postojanje neke vrste božanstva koje bi ga moglo stvoriti. Naravno, njegovi protivnici u polemičkim sporovima samo su navodili primjer stvaranja Univerzuma kao dokaz postojanja višeg uma. Dugo je Kanta proganjalo jedno pitanje: "Šta se dogodilo prije nego što je svemir nastao?" Smatrao je da su sve teorije koje su postojale u to vrijeme imale mnogo logičkih kontradiktornosti. Naučnik je razvio takozvanu antitezu, koju još uvijek koriste neki modeli svemira. Evo njenih pozicija:

• Ako je svemir imao početak, zašto je čekao cijelu vječnost prije nego što je počeo?
• Ako je svemir vječan, zašto uopće ima vremena; zašto treba da meriš večnost?

Naravno, za svoje vrijeme postavljao je više od pravih pitanja. Ali danas su oni pomalo zastarjeli, ali neki naučnici se, nažalost, i dalje vode njima u svojim istraživanjima. Ajnštajnova teorija, koja baca svetlo na strukturu Univerzuma, stala je na kraj bacanju Kanta (tačnije, njegovih naslednika). Zašto je to toliko šokantno za naučnu zajednicu?

Ajnštajnova tačka gledišta

U njegovoj teoriji relativnosti, prostor i vrijeme više nisu bili apsolutni, vezani za neku referentnu tačku. On je sugerirao da su sposobni za dinamičan razvoj, koji je određen energijom u svemiru. Ajnštajnovo vreme je toliko neodređeno da nema posebne potrebe da se definiše. To bi bilo kao da otkrijete pravac južno od Južnog pola. Prilično besmisleno. Svaki takozvani "početak" univerzuma bio bi vještački u smislu da se može pokušati razmišljati o "ranijim" vremenima. Jednostavno rečeno, ovo nije toliko fizički koliko duboko filozofski problem. Danas su u njegovom rješavanju angažirani najbolji umovi čovječanstva koji neumorno razmišljaju o formiranju primarnih objekata u svemiru.

Pozitivistički pristup je danas najčešći. Jednostavno rečeno, mi shvatamo samu strukturu Univerzuma onako kako je možemo zamisliti. Niko neće moći da pita da li je korišćeni model istinit, da li postoje druge opcije. Može se smatrati uspješnim ako je dovoljno elegantan i organski uključuje sva akumulirana zapažanja. Nažalost, neke činjenice (najvjerovatnije) pogrešno interpretiramo koristeći umjetno stvorene matematičke modele, što dalje dovodi do iskrivljavanja činjenica o svijetu oko nas. Kada razmišljamo o tome šta je svemir, gubimo iz vida milione činjenica koje jednostavno još nisu otkrivene.

Moderne informacije o nastanku svemira

"Srednji vijek svemira" je era tame koja je postojala prije pojave prvih zvijezda i galaksija.

U tim misterioznim vremenima nastali su prvi teški elementi od kojih smo stvoreni mi i cijeli svijet oko nas. Sada istraživači razvijaju primarne modele svemira i metode za proučavanje pojava koje su se dešavale u to vrijeme. Savremeni astronomi kažu da je svemir star oko 13,7 milijardi godina. Prije nego što je svemir počeo, kosmos je bio toliko vruć da su svi postojeći atomi bili podijeljeni na pozitivno nabijene jezgre i negativno nabijene elektrone. Ovi joni su blokirali svu svjetlost, sprečavajući je da se širi. Zavladala je tama kojoj nije bilo kraja i ivice.

prvo svjetlo

Otprilike 400.000 godina nakon Velikog praska, prostor se ohladio dovoljno da se različite čestice spoje u atome, formirajući planete Univerzuma i ... prvu svjetlost u svemiru, čiji odjeci su nam još uvijek poznati kao "svjetlosni horizont ". Šta se dogodilo prije Velikog praska, još uvijek ne znamo. Možda je tada postojao neki drugi univerzum. Možda nije bilo ničega. Veliko Ništa... Mnogi filozofi i astrofizičari insistiraju na ovoj opciji.

Trenutni modeli sugeriraju da su se prve galaksije u svemiru počele formirati oko 100 miliona godina nakon Velikog praska, čime je nastao naš svemir. Proces formiranja galaksija i zvijezda postupno se nastavio sve dok većina vodonika i helijuma nije bila ugrađena u nova sunca.

Tajne koje čekaju da budu istražene

Postoje mnoga pitanja na koja bi proučavanje originalnih procesa moglo pomoći da se odgovori. Na primjer, kada i kako su nastale monstruozno velike crne rupe, koje se mogu vidjeti u srcima gotovo svih velikih klastera? Danas je poznato da Mliječni put ima crnu rupu čija je težina otprilike 4 miliona masa našeg Sunca, a neke drevne galaksije Univerzuma sadrže crne rupe čiju veličinu je općenito teško zamisliti. Najveća je edukacija u sistemu ULAS J1120+0641. Njegova crna rupa ima težinu 2 milijarde puta veću od mase naše zvijezde. Ova galaksija je nastala samo 770 miliona godina nakon Velikog praska.

Ovo je glavna misterija: prema modernim idejama, takve masivne formacije jednostavno ne bi imale vremena da se pojave. Pa kako su nastali? Koje su "seme" ovih crnih rupa?

Crna materija

Konačno, tamna materija, od koje je, prema mnogim istraživačima, 80% kosmosa, Univerzum, još uvijek "tamni konj". Još uvijek ne znamo kakva je priroda tamne materije. Posebno, njegova struktura i interakcija onih elementarnih čestica koje čine ovu misterioznu supstancu postavlja mnoga pitanja. Danas pretpostavljamo da njeni sastavni dijelovi praktično nisu u interakciji jedni s drugima, dok su rezultati promatranja nekih galaksija u suprotnosti sa ovom tezom.

O problemu porijekla zvijezda

Drugi problem je pitanje kakve su bile prve zvijezde od kojih je nastao zvjezdani svemir. U uslovima neverovatne toplote i ogromnog pritiska u jezgri ovih sunaca, relativno jednostavni elementi kao što su vodonik i helijum pretvoreni su, posebno, u ugljenik, na kome se zasniva naš život. Naučnici sada vjeruju da su prve zvijezde bile mnogo puta veće od Sunca. Možda su živjeli samo nekoliko stotina miliona godina, ili čak i manje (tako su vjerovatno nastale prve crne rupe).

Međutim, neki od "oldtajmera" možda postoje u modernom prostoru. Mora da su bili veoma siromašni u smislu teških elemenata. Možda se neke od ovih formacija još uvijek "skrivaju" u oreolu Mliječnog puta. Ova misterija još uvek nije otvorena. Sa takvim incidentima se mora svaki put susresti, odgovarajući na pitanje: "Pa šta je Univerzum?" Za proučavanje prvih dana nakon njegovog nastanka izuzetno je važno tražiti najranije zvijezde i galaksije. Naravno, najstariji su vjerovatno oni objekti koji se nalaze na samom rubu svjetlosnog horizonta. Jedini problem je što samo najmoćniji i najsofisticiraniji teleskopi mogu doći do tih mjesta.

Istraživači polažu velike nade u svemirski teleskop James Webb. Ovaj alat je dizajniran da naučnicima pruži najvrednije informacije o prvoj generaciji galaksija koje su nastale neposredno nakon Velikog praska. Praktično nema slika ovih objekata u prihvatljivom kvalitetu, tako da su velika otkrića tek pred nama.

Nevjerovatno "svjetlo"

Sve galaksije šire svjetlost. Neke formacije snažno sijaju, neke se razlikuju po umjerenom "osvjetljenju". Ali postoji najsjajnija galaksija u svemiru, čiji je intenzitet različit od bilo čega drugog. Njeno ime je WISE J224607.57-052635.0. Ova "sijalica" nalazi se na udaljenosti od čak 12,5 milijardi svjetlosnih godina od Sunčevog sistema, a sija kao 300 triliona sunaca odjednom. Imajte na umu da danas postoji oko 20 takvih formacija, a ne treba zaboraviti na koncept "svjetlosnog horizonta".

Jednostavno rečeno, odakle se nalazimo, vidimo samo objekte koji su nastali prije oko 13 milijardi godina. Daleke regije su nedostupne pogledima naših teleskopa jednostavno zato što svjetlost odatle jednostavno nije stigla doprijeti. Dakle, mora da postoji nešto slično u tim krajevima. Ovo je najsjajnija galaksija u svemiru (tačnije, u njenom vidljivom dijelu).

Univerzum! Kurs preživljavanja [Među crnim rupama. vremenski paradoksi, kvantna nesigurnost] Dave Goldberg

II. Kako izgleda rub svemira?

Razgovor o Tentaculusu VII navodi nas na važna razmišljanja. Kada bismo imali tako moćne teleskope da bismo u njima mogli da vidimo matičnu planetu dr Kalačika, videli bismo ne ono što se tamo dešava danas, već ono što je bilo pre oko milijardu godina. A kada bismo pogledali u drugu, još udaljeniju galaksiju, pogledali bismo u još udaljeniju prošlost. Tako naučnici proučavaju rane stadijume univerzuma - oni posmatraju šta se dešava u veoma udaljenim galaksijama.

Međutim, iza najudaljenijih galaksija postoji granica preko koje ne možemo gledati. Na Zemlji ovu granicu nazivamo horizontom, ali potpuno isti horizont postoji u svemiru kao cjelini. Ne možemo vidjeti dalje od horizonta jer svjetlost putuje konstantnom brzinom. A kako svemir postoji relativno nedavno, tek nekih 13,7 milijardi godina, sve što se nalazi dalje od 13,7 milijardi svjetlosnih godina neće biti dostupno našim očima još neko vrijeme.

A odakle je, zapravo, došao ovaj datum “početka svemira”? Počnimo od kraja. Ako se sve galaksije u svemiru udaljavaju jedna od druge, onda je sigurno postojao trenutak u prošlosti kada su one (ili barem atomi koji ih čine) sjedili jedna drugoj na glavi. Ovaj "događaj" nazivamo Veliki prasak, koji je bio uzrok velikih zabluda, svakojakih zabuna i pisanja narednog poglavlja.

Možemo procijeniti kada se Veliki prasak dogodio ako se sjetimo da je brzina omjer udaljenosti i vremena. Pod pretpostavkom (pogrešno, kako se ispostavilo, ali za sada nam takva greška odgovara) da je brzina povlačenja galaksije u kojoj se nalazi Tentaculus konstantna od početka vremena, možemo izračunati brzinu Univerzuma koristeći jednostavne magomatematske proračune. Zamislite samo: što je galaksija udaljenija od nas danas, to je naš svemir stariji, jer sve bježi jedno od drugog brzinom koju poznajemo. Zamijenite u ovoj jednostavnoj linearnoj jednadžbi varijable koje vrijede za naš svemir i procijenite da je starost svemira oko 13,8 milijardi godina: pogledajte, rezultat je skoro isti kao da ste sve proračune uradili tačno i sa potrebnim korekcijama .

Da imamo dovoljno moćan teleskop, da li bismo mogli svojim očima da vidimo početak svemira? Skoro, ali ne sasvim. Trenutni rekorder po udaljenosti, objekat pod nadimkom A 1689-zD1, nalazi se na tolikoj udaljenosti od nas da njegova slika, vidljiva u svemirskom teleskopu Hubble, datira iz vremena kada je Univerzum bio star samo 700 miliona godina (oko 5 ? % njene trenutne starosti) kada je njena veličina bila manja od / 8 njenih trenutnih godina.

Još gore, A 1689-zD1 se udaljava od nas oko 8 puta većom brzinom svjetlosti. (Sačekaćemo dok vratite knjigu na poglavlje 1, gde smo jasno i nedvosmisleno rekli da je to nemoguće.) Zagonetka je trenutno rešena ako se setimo da se svemir širi, a ne da se galaksija kreće. Galaksija miruje.

Da li i dalje mislite da se varamo? Ne sve. Specijalna teorija relativnosti ne kaže da se objekti ne mogu udaljavati jedan od drugog brže od brzine svjetlosti. Ono što ona kaže je da ako pošaljem Bat-Signal u nebo, Batman ga neće moći prestići na Batplaneu, bez obzira koliko je napuhan. U širem smislu, to znači da nijedna informacija (kao što je čestica ili signal) ne može putovati brže od svjetlosti. Ovo je apsolutno tačno, čak i ako se svemir veoma brzo širi. Nismo u mogućnosti da iskoristimo širenje svemira da pobjegnemo snop svjetlosti.

U stvari, u mogućnosti smo da gledamo i dalje u prošlost od A 1689-zD1, ali za ovo su nam potrebni radio aparati. Možemo zaviriti u vrijeme kada je svemir bio star samo 380.000 godina i sastojao se od ničega više od uzavrele mješavine vodonika, helijuma i ekstremno visokoenergetskog zračenja.

Tada je sve u magli - bukvalno. Budući da je svemir bio prepun materije u svojim ranim fazama, to je kao da pokušavate zaviriti iza susjedovih zavjesa. Ono što je iza njih nije vidljivo, ali znamo kako Univerzum sada izgleda i kako je izgledao u svakom trenutku od svojih ranih faza do danas, tako da možemo pretpostaviti šta se krije iza ove kosmičke zavjese. Poželiš da pogledaš iza nje, zar ne?

Dakle, iako ne možemo gledati dalje od horizonta, vidimo dovoljno da zadovoljimo svoju i tuđu radoznalost na štetu države. Najljepše je da što duže čekamo, svemir postaje stariji i horizont se više pomiče. Drugim riječima, postoje udaljeni kutovi Univerzuma, čija svjetlost dopire do nas tek sada.

A šta je iza horizonta? Niko ne zna, ali slobodni smo da nagađamo. Sjetite se da su nam Kopernik i njegovi sljedbenici jasno stavili do znanja: „Kada negdje odeš, ipak negdje završiš“, tako da možemo pretpostaviti da iza horizonta svemir izgleda otprilike isto kao i ovdje. Naravno, biće i drugih galaksija, ali će ih biti otprilike isti broj kao oko nas, a izgledat će otprilike isto kao i naši susjedi. Ali to nije nužno istina. Ovo pretpostavljamo jer nemamo razloga da mislimo drugačije.