Universul este infinit în spațiu? Câte universuri există în univers? Infinitul este

Există două opțiuni: fie universul este finit și are o dimensiune, fie infinit și se întinde pentru totdeauna. Ambele opțiuni sunt provocatoare de gândire. Cât de mare este universul nostru? Totul depinde de răspunsul la întrebările de mai sus. Au încercat astronomii să descopere acest lucru? Bineînțeles că am încercat. Putem spune că sunt obsedați să găsească răspunsuri la aceste întrebări și, prin căutarea lor, construim telescoape și sateliți spațiali sensibili. Astronomii privesc în fundalul cosmic cu microunde, radiația relictă rămasă din Big Bang. Cum poți testa această idee doar urmărind cerul?

Oamenii de știință au încercat să găsească dovezi că caracteristicile de la un capăt al palatului sunt asociate cu caracteristicile de la celălalt, cum ar fi modul în care marginile unui ambalaj de sticlă se conectează între ele. Până în prezent nu s-au găsit dovezi că marginile cerului pot fi conectate.

Din punct de vedere uman, aceasta înseamnă că timp de 13,8 miliarde de ani lumină în toate direcțiile, universul nu se repetă. Lumina călătorește înainte și înapoi pe tot parcursul a 13,8 miliarde de ani lumină și abia apoi părăsește universul. Extinderea Universului a împins limitele luminii care scapă din Univers cu 47,5 miliarde de ani. Ai putea spune că universul nostru are 93 de miliarde de ani lumină. Și acesta este minimul. Poate că acest număr este de 100 de miliarde de ani lumină, sau chiar de un trilion. Nu știm. Poate că nu vom afla. De asemenea, universul poate fi infinit.

Dacă universul este cu adevărat infinit, atunci vom obține un rezultat extrem de interesant, care te va face să fii serios puzzle.

Deci, imaginați-vă. Într-un metru cub (doar întindeți brațele mai larg) există un număr finit de particule care pot exista în această regiune, iar aceste particule pot avea un număr finit de configurații, ținând cont de rotirea, sarcina, poziția, viteza etc.

Tony Padilla de la Numberphile a calculat că acest număr ar trebui să fie de la zece la zecea până la a șaptesprezecea putere. Acesta este un număr atât de mare încât nu poate fi notat cu toate creioanele din univers. Presupunând, desigur, că alte forme de viață nu au inventat creioane eterne sau că nu există o dimensiune suplimentară umplută în întregime cu creioane. Și totuși, probabil că nu vor fi destule creioane.

Există doar 10 ^ 80 de particule în universul observabil. Și aceasta este mult mai mică decât configurațiile posibile ale materiei într-un metru cub. Dacă Universul este cu adevărat infinit, atunci îndepărtându-vă de Pământ veți găsi în cele din urmă un loc cu un duplicat exact al metrului nostru cubic de spațiu. Și cu cât mai departe, cu atât mai multe duplicate.

Gândește-te, zici. Un nor de hidrogen arată la fel ca celălalt. Dar trebuie să știți că pe măsură ce vă plimbați prin locuri care par din ce în ce mai familiare, veți ajunge în cele din urmă într-un loc în care vă veți găsi. Și să găsești o copie a ta este probabil cel mai ciudat lucru care se poate întâmpla într-un univers infinit.

Pe măsură ce continuați, veți găsi duplicate întregi ale universului observabil cu copii exacte și inexacte ale dvs. Ce urmeaza? Posibil un număr infinit de duplicate ale universului observabil. Nici nu trebuie să trageți în multivers pentru a le găsi. Acestea sunt universuri care se repetă în propriul nostru univers infinit.

Răspunsul la întrebarea dacă universul este finit sau infinit este extrem de important, deoarece oricare dintre răspunsuri va fi uluitor. Până în prezent, astronomii nu știu răspunsul. Dar nu își pierd speranța.

Ați întâlnit deja analogii similare: atomii seamănă cu sistemele solare, structurile la scară largă ale universului sunt similare cu neuronii din creierul uman și există, de asemenea, coincidențe curioase: numărul de stele dintr-o galaxie, galaxiile din univers, atomii din o celulă și celulele dintr-o ființă vie sunt aproximativ aceleași (de la 10 ^ 11 la 10 ^ 14). Următoarea întrebare este, așa cum a spus și Mike Paul Hughes:

Nu suntem noi doar celule cerebrale ale unei creaturi planetare mai mari care nu sunt încă conștiente de sine? Cum putem afla? Cum putem testa acest lucru?

Credeți sau nu, ideea că suma totală a tot ceea ce există în univers este o creatură inteligentă există de foarte mult timp și face parte din conceptul Universului Marvel și al ființei finale - Eternitatea.

Este dificil să oferim un răspuns direct la acest tip de întrebare, deoarece nu suntem 100% siguri de ceea ce înseamnă cu adevărat conștiința și conștiința de sine. Dar avem încredere în ceea ce privește un număr mic de lucruri fizice care ne pot ajuta să găsim cel mai bun răspuns posibil la această întrebare, inclusiv răspunsuri la următoarele întrebări:

- Cât de vechi este universul?

- Cât timp au obiecte diferite pentru a-și trimite semnale reciproc și a primi semnale unul de la celălalt?

- Cât de mari sunt cele mai mari structuri legate de gravitație?

- Și câte semnale trebuie să aibă structuri conectate și neconectate de diferite dimensiuni pentru a face schimb de informații de orice fel?

Dacă efectuăm acest tip de calcule și apoi le comparăm cu datele care apar chiar în cele mai simple structuri similare cu creierul, atunci vom putea cel puțin să oferim cel mai apropiat răspuns posibil la întrebarea dacă există unde - sau există mari structuri cosmice în univers, dotate cu abilități inteligente.

Univers din moment Big Bang a existat de aproximativ 13,8 miliarde de ani și de atunci s-a extins cu o rată foarte rapidă (dar în scădere) și constă în aproximativ 68% din energia întunecată, 27% din materia întunecată, 4,9% din materia normală, 0,1 % din neutrini și aproximativ 0,01% din fotoni (Procentul dat era diferit înainte - în momentul în care materia și radiațiile erau mai semnificative).

Întrucât lumina călătorește întotdeauna cu viteza luminii - printr-un univers în expansiune - suntem în măsură să determinăm câte comunicări diferite s-au făcut între două obiecte capturate de acest proces de expansiune.

Dacă definim „comunicarea” ca cantitatea de timp necesară pentru a transmite și primi informații într-o singură direcție, atunci aceasta este calea pe care o putem parcurge în 13,8 miliarde de ani:

- 1 comunicare: până la 46 miliarde de ani lumină, întregul univers observabil;

- 10 comunicații: până la 2 miliarde de ani lumină, sau aproximativ 0,001% din univers; următoarele 10 milioane de galaxii.

- 100 de comunicații: aproape 300 de milioane de ani lumină sau mai puțin decât Coma Cluster, care conține aproximativ 100.000 de galaxii.

- 1000 de comunicații: 44 de milioane de ani lumină, aproape de limitele clusterului Fecioară, conținând aproximativ 400 de galaxii.

- 100 de mii de comunicații: 138 de mii de ani lumină, sau aproape întreaga lungime a Căii Lactee, dar nu dincolo de limitele sale.

- 1 miliard de comunicații - 14 ani lumină sau doar următorii 35 (aproximativ) stele și pitici bruni; această rată se schimbă pe măsură ce stelele se mișcă în interiorul galaxiei.

Grupul nostru local are conexiuni gravitaționale - este format din noi, Andromeda, galaxia Triangulum și poate alte 50 de pitici mult mai mici și, în cele din urmă, toți împreună vor forma o singură structură conectată de câteva sute de mii de ani lumină (Acest lucru va fi mai mult sau mai puțin depind de amploarea structurii asociate).

Majoritatea grupurilor și grupurilor din viitor se vor confrunta cu aceeași soartă: toate galaxiile conectate din interiorul lor vor forma o singură structură gigantică de câteva sute de mii de ani lumină, iar această structură va exista timp de aproximativ 110 ^ 15 ani.

În momentul în care vârsta universului va fi de 100 de mii de ori mai mare decât cea actuală, ultimele stele își vor consuma combustibilul și se vor arunca în întuneric și numai rachete și coliziuni foarte rare vor cauza din nou fuziunea și aceasta va continua atât timp cât obiectele în sine nu vor începe să se separe gravitațional - într-un interval de timp cuprins între 10 ^ 17 și 10 ^ 22 de ani.

Cu toate acestea, aceste grupuri mari individuale se vor îndepărta unele de altele cu o viteză crescândă și, prin urmare, nu vor avea ocazia să se întâlnească sau să stabilească comunicarea între ele pentru o perioadă lungă de timp. Dacă noi, de exemplu, am trimis astăzi un semnal de la locul nostru la viteza luminii, atunci am putea ajunge doar la 3% din galaxiile din universul observat în prezent, iar restul este deja dincolo de atingerea noastră.

Prin urmare, grupurile sau grupurile individuale conectate sunt tot ceea ce putem spera, iar cele mai mici, ca noi - și cele mai multe dintre ele - conțin aproximativ un trilion (10 ^ 12) de stele, în timp ce cele mai mari (ca în viitorul Coma Cluster) conțin aproximativ 10 ^ 15 stele.

Dar dacă vrem să descoperim conștiința de sine, atunci cea mai bună opțiune ar fi să ne comparăm cu creierul uman, care are aproximativ 100 miliarde (10 ^ 11) neuroni și cel puțin 100 trilioane (10 ^ 14) conexiuni neuronale, în timp ce fiecare neuron clipește aproximativ 200 o dată pe secundă. Dacă plecăm de la faptul că o viață umană, în medie, durează undeva la 2-3 miliarde de secunde, atunci se obțin o mulțime de semnale pentru întreaga perioadă!

Ar fi nevoie de o rețea de trilioane de stele într-un volum de un milion de ani lumină de peste 10 ^ 15 ani doar pentru a obține ceva comparabil cu numărul de neuroni, conexiunile neuronale și cantitatea de semnale transmise în creierul uman. Cu alte cuvinte, aceste numere cumulative - pentru creierul uman și pentru galaxiile finite mari, complet formate - sunt, de fapt, comparabile între ele.

Cu toate acestea, diferența esențială este că neuronii din interiorul creierului au structuri conectate și definite, în timp ce stelele din interiorul galaxiilor sau grupurilor conectate se mișcă rapid, fie se deplasează unul către celălalt, fie se îndepărtează unul de celălalt, ceea ce se întâmplă sub influența tuturor alte stele și mase din interiorul galaxiilor.

Credem că o astfel de metodă de selecție aleatorie a surselor și orientărilor nu face posibilă formarea unor structuri stabile de semnal, dar acest lucru poate fi sau nu necesar. Pe baza cunoștințelor noastre despre cum apare conștiința (în special în creier), cred că pur și simplu nu există suficiente informații coordonate care se mișcă între diferite formațiuni pentru ca acest lucru să devină posibil.

În același timp, numărul total de semnale care pot participa la schimburi la nivel galactic în perioada existenței stelelor este atractiv și interesant și indică prezența unui potențial în raport cu numărul de schimburi de informații deținute de altul. lucru despre care știm că are conștiință de sine.

Cu toate acestea, este important să menționăm următoarele: chiar dacă ar fi suficient, galaxia noastră ar fi echivalentul unui nou-născut născut acum doar 6 ore - un rezultat nu prea mare. În ceea ce privește conștiința mai mare, ea nu a apărut încă.

Mai mult, putem spune că conceptul de „eternitate”, care include toate stelele și galaxiile din univers, este, fără îndoială, prea mare, având în vedere existența energiei întunecate și ceea ce știm despre soarta universului nostru.

Din păcate, singura modalitate de a testa acest lucru este fie prin simulare (această opțiune are propriile defecte interne), fie stând, așteptând și urmărind ce se întâmplă. Până când o minte mai mare nu ne trimite un semnal evident „rezonabil”, vom avea doar alegerea contelui de Monte Cristo: așteptare și speranță.

Ethan Siegel, fondator al blogului Starts With A Bang, cronicar NASA și profesor la Lewis & Clark College.

Vedem cerul înstelat tot timpul. Cosmosul pare misterios și imens, iar noi suntem doar o mică parte din această lume vastă, misterioasă și tăcută.

De-a lungul vieții sale, omenirea a pus diferite întrebări. Ce este acolo în afara galaxiei noastre? Există ceva dincolo de granița spațiului? Și spațiul are graniță? Chiar și oamenii de știință se gândesc la aceste întrebări de mult timp. Spațiul este infinit? Acest articol oferă informații pe care oamenii de știință le au în prezent.

Limitele infinitului

Se crede că sistemul nostru solar a fost format ca urmare a Big Bang-ului. A apărut datorită compresiei puternice a materiei și a sfâșiat-o, împrăștiind gaze în direcții diferite. Această explozie a dat viață galaxiilor și sistemelor solare. Se credea anterior că Calea Lactee avea o vechime de 4,5 miliarde de ani. Cu toate acestea, în 2013, telescopul Planck a permis oamenilor de știință să recalculeze vârsta sistemului solar. Acum se estimează că are o vechime de 13,82 miliarde de ani.

Cea mai modernă tehnologie nu poate acoperi întregul cosmos. Deși cele mai noi dispozitive sunt capabile să prindă lumina stelelor la 15 miliarde de ani lumină distanță de planeta noastră! Poate fi vorba chiar de stele care au murit deja, dar lumina lor călătorește încă prin spațiu.

Sistemul nostru solar este doar o mică parte a unei uriașe galaxii numită Calea Lactee. Universul în sine conține mii de astfel de galaxii. Și dacă spațiul este infinit nu se știe ...

Faptul că Universul se extinde constant, formând tot mai multe corpuri cosmice noi, este un fapt științific. Probabil, aspectul său se schimbă în permanență, motiv pentru care acum milioane de ani, după cum unii oameni de știință sunt siguri, arăta complet diferit decât arată astăzi. Și dacă universul crește, atunci are cu siguranță limite? Câte Universuri există în spatele ei? Vai, nimeni nu știe asta.

Extinderea spațiului

Oamenii de știință susțin astăzi că spațiul se extinde foarte rapid. Mai repede decât credeau anterior. Datorită expansiunii Universului, exoplanetele și galaxiile se îndepărtează de noi cu viteze diferite. Dar, în același timp, rata creșterii sale este aceeași și uniformă. Doar că aceste corpuri sunt la distanțe diferite de noi. Astfel, cea mai apropiată stea de Soare „fuge” de Pământul nostru cu o viteză de 9 cm / s.

Acum oamenii de știință caută un răspuns la o altă întrebare. Ce face universul să se extindă?

Materie întunecată și energie întunecată

Materia întunecată este o substanță ipotetică. Nu produce energie sau lumină, dar ocupă 80% din spațiu. Oamenii de știință au ghicit despre prezența acestei substanțe evazive în spațiu în anii 50 ai secolului trecut. Deși nu existau dovezi directe ale existenței sale, numărul susținătorilor acestei teorii a crescut în fiecare zi. Poate conține substanțe necunoscute pentru noi.

Cum a apărut teoria materiei întunecate? Faptul este că grupurile galactice s-ar fi prăbușit demult dacă numai materialele vizibile pentru noi ar constitui masa lor. Drept urmare, se dovedește că cea mai mare parte a lumii noastre este reprezentată de o substanță evazivă care încă nu ne este cunoscută.

În 1990 a fost descoperită așa-numita energie întunecată. La urma urmei, fizicienii obișnuiau să creadă că forța gravitațională funcționează pentru a încetini, într-o zi expansiunea Universului se va opri. Dar ambele echipe care au preluat această teorie au descoperit în mod neașteptat accelerarea expansiunii. Imaginați-vă că aruncați un măr în aer și așteptați să cadă, dar în schimb începe să se îndepărteze de voi. Acest lucru sugerează că expansiunea este influențată de o anumită forță, care a fost numită energie întunecată.

Astăzi oamenii de știință s-au săturat să se certe dacă spațiul este infinit sau nu. Încearcă să înțeleagă cum arăta universul înainte de Big Bang. Cu toate acestea, această întrebare nu are sens. La urma urmei, timpul și spațiul în sine sunt, de asemenea, infinite. Deci, să luăm în considerare mai multe teorii ale oamenilor de știință despre spațiu și limitele sale.

Infinitul este ...

Un astfel de concept ca „infinit” este unul dintre cele mai surprinzătoare și relative concepte. A fost de multă vreme interesul oamenilor de știință. În lumea reală în care trăim, totul are un sfârșit, inclusiv viața. Prin urmare, infinitul face semn cu misterul său și chiar cu un fel de misticism. Infinitul este greu de imaginat. Dar există. La urma urmei, cu ajutorul său se rezolvă multe probleme și nu doar matematice.

Infinit și zero

Mulți oameni de știință sunt convinși de teoria infinitului. Cu toate acestea, matematicianul israelian Doron Selberger nu împărtășește părerea lor. El susține că există un număr imens și dacă adăugați unul la acesta, rezultatul final va fi zero. Cu toate acestea, acest număr se află atât de mult dincolo de înțelegerea umană încât existența sa nu va fi niciodată dovedită. Pe acest fapt, filozofie matematică numit „Ultra-Infinity”.

Spațiu fără sfârșit

Există vreo șansă ca adăugarea a două numere identice să ajungă la același număr? La prima vedere, acest lucru pare absolut imposibil, dar dacă vorbim despre Univers ... Conform calculelor oamenilor de știință, când se scade din infinit, se obține infinitul. Când două infinități sunt adăugate, infinitul iese din nou. Dar dacă scazi infinitul din infinit, cel mai probabil vei primi unul.

Oamenii de știință antici s-au întrebat, de asemenea, dacă există o graniță în spațiu. Logica lor era simplă și ingenioasă în același timp. Teoria lor este exprimată după cum urmează. Imaginați-vă că ați ajuns la marginea universului. Și-au întins mâna spre granița sa. Cu toate acestea, cadrul lumii s-a extins. Și așa este nesfârșit. Este foarte greu să ne imaginăm acest lucru. Dar este și mai dificil să ne imaginăm ce există în străinătate, dacă este cu adevărat.

Mii de lumi

Această teorie spune că cosmosul este infinit. Probabil conține milioane, miliarde de alte galaxii, care conțin miliarde de alte stele. La urma urmei, dacă gândești pe larg, totul din viața noastră începe iar și iar - filmele se succed, viața, care se termină într-o persoană, începe în alta.

În știința mondială de astăzi, conceptul de univers multicomponent este considerat a fi general acceptat. Dar câte Universuri există? Niciunul dintre noi nu știe asta. În alte galaxii, pot exista corpuri cerești complet diferite. Aceste lumi sunt dominate de legi complet diferite ale fizicii. Dar cum să le dovedim existența în mod experimental?

Acest lucru se poate face numai descoperind interacțiunea dintre universul nostru și ceilalți. Această interacțiune are loc printr-un fel de găuri de vierme. Dar cum le găsești? Una dintre cele mai recente presupuneri ale oamenilor de știință spune că există o astfel de gaură chiar în centrul sistemului nostru solar.

Oamenii de știință sugerează că, dacă spațiul este infinit, undeva în vastitatea sa există un geamăn al planetei noastre și, eventual, al întregului sistem solar.

Altă dimensiune

O altă teorie este că există limite la dimensiunea cosmosului. Lucrul este că îl vedem pe cel mai apropiat așa cum era acum un milion de ani. Mai departe înseamnă încă și mai devreme. Nu spațiul se extinde, spațiul se extinde. Dacă putem depăși viteza luminii, depășim granița spațiului, atunci ne vom regăsi în starea trecută a Universului.

Și ce este dincolo de această graniță notorie? Poate o altă dimensiune, fără spațiu și timp, pe care numai conștiința noastră o poate imagina.

După ce Einstein și-a finalizat practic experiența teoriei relativiste a gravitației, a încercat în repetate rânduri să construiască din ea, modelul său de univers, pe care mulți îl consideră poate cea mai importantă parte a operei sale.

Cu toate acestea, ecuația de gravitație a lui Einstein, sub aceeași ipoteză cu privire la distribuția uniformă a „materiei” („omogenitatea și izotropia spațiului”), nu a scăpat de paradoxurile cosmologice: „universul” s-a dovedit a fi instabil și pentru a preveni contracția sa prin gravitație, Einstein nu a găsit nimic mai bun. cum, la fel ca Zeliger, mai introduce un termen în ecuația voastră - aceeași așa-numită constantă cosmologică universală. Această constantă exprimă forța ipotetică de respingere a stelelor. Prin urmare, chiar și în absența maselor în modelul relativist de Sitter, se obține o curbură constantă negativă a spațiului-timp.

În astfel de condiții, soluția ecuațiilor gravitaționale a dat lui Einstein o lume finită, închisă în sine din cauza „curburii spațiului”, ca o sferă cu rază finită, - un model matematic sub forma unui cilindru, unde un -spatiul dimensional formeaza suprafata sa, iar timpul este o dimensiune nedistorsionata care se desfasoara de-a lungul generatoarei cilindrului.

Universul a devenit „nemărginit”: deplasându-se de-a lungul unei suprafețe sferice, este de înțeles, este imposibil să se lovească de orice frontieră - dar totuși nu este infinit, ci finit, astfel încât lumina, la fel ca Magellan, poate să o înconjoare și să se întoarcă din cealaltă parte. Astfel, se dovedește că observatorul, observând două stele diferite de pe laturile opuse ale cerului printr-un telescop fantastic de puternic, se poate dovedi a vedea aceeași stea din laturile sale opuse, iar identitatea lor poate fi stabilită prin unele caracteristici ale spectru. Deci, se pare că izolarea lumii este accesibilă observației experimentale.

Pe baza unui astfel de model, se dovedește că volumul lumii, precum și masa materiei sale, se dovedește a fi egal cu o valoare finită complet definită. Raza de curbură depinde de cantitatea de „materie” (masă) și de rarefacția (densitatea) acesteia în univers.

Cosmologii sunt ocupați cu marile calcule ale „razei lumii”. Potrivit lui Einstein, este egal cu 2 miliarde de ani lumină! Pentru această rază, datorită „curburii spațiului” generală, nu există raze și corpuri; nu poate ieși.

Această „idee modernă” de a înlocui infinitul cu o izolare nelimitată, unde reproșurile pentru finețe, să spunem „neînțelegerea” pentru că nu există „linii drepte finite”, a apărut cel puțin la mijlocul secolului înainte de sfârșit, când a fost realizat de Riemann 3.

Și acum, timp de un secol și jumătate, aceasta a fost explicată prin parabola limitării instructive a creaturilor plate, ca o umbră, târându-se pe o bilă bidimensională: necunoscând nici înălțimea, nici adâncimea, „oamenii plate” înțelepți sunt uimiți să descopere că lumea lor nu are nici început, nici sfârșit și încă finită.

Pe această bază, întrebarea însăși: ce este dincolo de granițele unui univers închis? - conform obiceiului pozitivist, ei răspund doar cu ironie condescendentă - de parcă ar fi „lipsiți de sens”, deoarece sfera nu are limite.

În ceea ce privește paradoxul fotometric al lui Olbers, modelul static al lui Einstein nu a dat nici măcar o aparență a rezoluției sale, deoarece lumina trebuie să se rotească întotdeauna în el.

Opoziția atracției și respingerii a însemnat instabilitatea universului: cea mai mică împingere - și modelul fie începe să se extindă - și apoi insula noastră de stele și lumină împrăștie în oceanul nesfârșit, lumea este goală. Sau se micșorează - oricare dintre ele depășește densitatea materiei din lume.

În 1922, matematicianul din Leningrad, A. A. Friedman, a rezolvat ecuațiile Einstein fără un termen cosmologic și a constatat că universul ar trebui să se extindă dacă densitatea materiei în spațiu este mai mare de 2 x 10 până la minus 29 de grade g / cm3. Einstein nu a fost de acord imediat cu concluziile lui Friedman, dar în 1931-1932 a remarcat marea lor importanță fundamentală. Și când, în anii 1920, de Sitter a găsit în lucrările lui Slipher indicații despre o „deplasare la roșu” în spectrele nebuloaselor spirale, confirmate de studiile lui Hubble, iar astronomul belgian Abatele Lemaitre a sugerat, potrivit Doppler, motivul divergenței lor, unele fizicienii, inclusiv Einstein, au văzut acest lucru ca pe o confirmare experimentală neașteptată a teoriei „universului în expansiune”.

Înlocuirea infinitului prin izolarea „nelimitată” este sofism. Expresia „curbură a spațiului-timp” înseamnă fizic o schimbare a spațiului („curbură”) a câmpului gravitațional; acest lucru este recunoscut direct sau indirect de cei mai mari experți în teoria lui Einstein. Componentele tensorului metric sau alte măsurători ale „curburii” joacă rolul potențialelor newtoniene în acesta. Astfel, „spațiul” aici este pur și simplu un tip de materie - câmpul gravitațional.

Aceasta este confuzia obișnuită a conceptelor în rândul pozitivistilor, care se întoarce la Platon, Hume, Maupertiuis, Clifford și Poincaré și duce la absurdități. În primul rând, la separarea spațiului de materie: dacă gravitația nu este materie, ci doar forma existenței sale - „spațiu”, atunci se dovedește că „forma materiei” se extinde departe de „materie” (așa cum numesc pozitivistii numai masa) și acolo se îndoaie și se închide. În al doilea rând, acest lucru duce la reprezentarea „spațiului” ca substanță specială - pe lângă materie: „spațiul” transportă energie și interacționează cauzal cu materia. În al treilea rând, acest lucru duce la absurditatea „spațiului în spațiu” - ambiguitatea obișnuită a pozitivistilor în utilizarea acestui cuvânt: geometria „spațiului” este determinată de distribuția materiei în spațiu, - într-un astfel de loc în spațiu („lângă mase”) „spațiul” a fost curbat ...

Între timp, „închiderea universului” lui Einstein în realitate poate însemna închiderea doar a formării sale separate, ceea ce nu este nimic extraordinar: sisteme închise și stelare și planete și organisme și molecule și atomi și particule elementare. Forțele nucleare nu se răspândesc dincolo de 3 x 10 până la minus 13 cm, dar acest spațiu este deschis forțelor electromagnetice și gravitaționale.

Astronomii sugerează existența „găurilor negre” - stele prăbușite cu un câmp gravitațional atât de puternic încât nu „eliberează” lumina. Se poate presupune că există undeva o limită pentru răspândirea forțelor gravitaționale, deschisă pentru alte forțe. În mod similar, viscolul negru și strălucitor al galaxiilor accesibile telescoapelor noastre poate fi relativ închis - o parte a lumii care include lumea pe care o cunoaștem.

Dacă cosmologii ar fi în mod clar conștienți că vorbim despre izolarea relativă a unei părți a universului, atunci calculele razei acestei părți nu ar fi primit o atenție atât de emoționată de la mistici.

Postulând diferite condiții suplimentare în Newton, Einstein și alte teorii ale gravitației, se obțin multe modele cosmologice posibile. Dar fiecare dintre ele, aparent, descrie doar o parte limitată a universului. Oricât de mult ne-ar inspira succesele cunoașterii, este simplificat și eronat să reprezentăm întreaga lume după modelul celor cunoscuți - o grămadă monotonă a aceluiași, care face absolute proprietățile și legile părții sale separate.

Infinitul este fundamental necunoscut prin mijloace finite. Nici cosmologia, nici oricare dintre științele speciale nu pot fi știința întregii lumi infinite. Și, în plus, o astfel de extrapolare oferă și hrană pentru diverse speculații mistice.

Doctor în științe pedagogice E. LEVITAN.

Urmăriți adâncurile inaccesibile ale Universului.

Un pelerin curios a ajuns la „sfârșitul lumii” și încearcă să vadă: ce este acolo, dincolo de margine?

Ilustrație pentru ipoteza nașterii metagalaxiilor dintr-o bulă uriașă care se dezintegrează. Balonul a crescut la dimensiuni enorme în stadiul „inflației” rapide a Universului. (Imagine din revista „Pământ și Univers”.)

Nu este un titlu ciudat al articolului? Nu este universul singur? La sfârșitul secolului al XX-lea, a devenit clar că imaginea universului este mult mai complicată decât cea care părea destul de evidentă acum o sută de ani. Nici Pământul, nici Soarele, nici Galaxia noastră nu s-au dovedit a fi centrul Universului. Sistemele geocentrice, heliocentrice și galactocentrice ale lumii au fost înlocuite de ideea că trăim într-o Metagalaxie în expansiune (Universul nostru). Există nenumărate galaxii în ea. Fiecare, ca și al nostru, este format din zeci sau chiar sute de miliarde de stele-sori. Și nu există centru. Locuitorilor fiecăreia dintre galaxii li se pare că alte insule stelare se împrăștie din ele în toate direcțiile. Cu câteva decenii în urmă, astronomii puteau presupune doar că undeva există sisteme planetare asemănătoare solarei noastre. Acum - cu un grad ridicat de certitudine numesc o serie de stele în care au fost descoperite „discuri protoplanetare” (din care se vor forma planete cândva) și vorbesc cu încredere despre descoperirea mai multor sisteme planetare.

Procesul de cunoaștere a Universului este nesfârșit. Și cu cât sarcinile mai îndrăznețe, uneori aparent absolut fantastice, sunt stabilite de cercetători. Deci, de ce să nu presupunem că astronomii vor descoperi cândva alte universuri? La urma urmei, este destul de probabil ca Metagalaxia noastră să nu fie întregul Univers, ci doar o parte din el ...

Este puțin probabil ca astronomii moderni și chiar astronomii viitorului foarte îndepărtat să poată vedea vreodată alte universuri cu ochii lor. Și totuși știința are deja unele date despre care Metagalaxia noastră s-ar putea dovedi a fi unul din multele mini-universuri.

Cu greu cineva se îndoiește că viața și mintea pot apărea, exista și se pot dezvolta doar într-un anumit stadiu al evoluției Universului. Este greu de imaginat că orice formă de viață a apărut mai devreme decât stelele și planetele care se mișcau în jurul lor. Și nu fiecare planetă, după cum știm, este potrivită pentru viață. Sunt necesare anumite condiții: un interval de temperatură destul de restrâns, compoziția aerului adecvată pentru respirație, apă ... Sistem solarîntr-o astfel de „centură de viață” se afla Pământul. Și Soarele nostru este probabil situat în „centura de viață” a Galaxy (la o anumită distanță de centrul său).

Astfel, au fost fotografiate multe galaxii extrem de slabe (în ceea ce privește strălucirea) și îndepărtate. Cel mai strălucitor dintre ei a reușit să ia în considerare câteva detalii: structură, caracteristici structurale. Luminozitatea celor mai slabe galaxii din imagine este de 27,5 m, iar obiectele punctuale (stelele) sunt chiar mai slabe (până la 28,1 m)! Amintiți-vă că, cu ochiul liber, persoanele cu o vedere bună și în cele mai favorabile condiții de observare văd stele de aproximativ 6 m (acestea sunt obiecte de 250 de milioane de ori mai strălucitoare decât cele cu o luminozitate de 27 m).
Astfel de telescoape la sol, care sunt create astăzi, sunt deja comparabile în ceea ce privește capacitățile lor cu cele ale telescopului spațial Hubble și, într-un fel, chiar le depășesc.
Ce condiții sunt necesare pentru ca stelele și planetele să apară? În primul rând, acest lucru se datorează unor constante fizice fundamentale precum constanta gravitației și constantele altor interacțiuni fizice (slabe, electromagnetice și puternice). Valorile numerice ale acestor constante sunt bine cunoscute fizicienilor. Chiar și școlarii, studiind legea gravitației universale, fac cunoștință cu constanta (constantă) a gravitației. Elevii de fizică generală vor afla, de asemenea, despre constantele altor trei tipuri de interacțiune fizică.

Relativ recent, astrofizicienii și specialiștii din domeniul cosmologiei au realizat că valorile existente ale constantelor interacțiunilor fizice sunt necesare pentru ca Universul să fie ceea ce este. Cu alte constante fizice, universul ar fi complet diferit. De exemplu, durata de viață a Soarelui ar putea fi de doar 50 de milioane de ani (aceasta este prea scurtă pentru apariția și dezvoltarea vieții pe planete). Sau, să zicem, dacă Universul ar consta doar din hidrogen sau numai din heliu, acest lucru l-ar face, de asemenea, complet lipsit de viață. Variantele Universului cu alte mase de protoni, neutroni, electroni nu sunt în niciun caz potrivite vieții în forma în care o cunoaștem. Calculele conving: avem nevoie de particule elementare exact așa cum sunt! Iar dimensiunea spațiului este de o importanță fundamentală pentru existența atât a sistemelor planetare, cât și a atomilor individuali (cu electroni care se deplasează în jurul nucleelor). Trăim într-o lume tridimensională și nu am putea trăi într-o lume cu dimensiuni mai mult sau mai puține.

Se pare că totul din Univers pare a fi „ajustat” astfel încât viața din el să poată apărea și dezvolta! Desigur, am pictat un tablou foarte simplificat, deoarece nu numai fizica, ci și chimia și biologia joacă un rol imens în originea și dezvoltarea vieții. Cu toate acestea, cu o fizică diferită, atât chimia, cât și biologia ar putea deveni diferite ...

Toate aceste considerații conduc la ceea ce în filozofie se numește principiul antropic. Aceasta este o încercare de a vizualiza Universul într-o dimensiune „uman-dimensională”, adică din punctul de vedere al existenței sale. Prin el însuși, principiul antropic nu poate explica de ce este universul așa cum îl observăm. Dar, într-o oarecare măsură, îi ajută pe cercetători să formuleze noi probleme. De exemplu, „potrivirea” uimitoare a proprietăților fundamentale ale Universului nostru poate fi privită ca o circumstanță care mărturisește unicitatea Universului nostru. Și de aici, se pare, este un pas către ipoteza existenței universurilor complet diferite, lumi care nu sunt absolut similare cu ale noastre. Și numărul lor, în principiu, poate fi nelimitat de mare.

Acum să încercăm să abordăm problema existenței altor universuri din punctul de vedere al cosmologiei moderne, o știință care studiază Universul ca întreg (spre deosebire de cosmogonie, care studiază originea planetelor, stelelor, galaxiilor).

Amintiți-vă, descoperirea că Metagalaxy se extinde a condus aproape imediat la ipoteza Big Bang (a se vedea Știința și viața, nr. 2, 1998). Se crede că s-a produs cu aproximativ 15 miliarde de ani în urmă. O materie foarte densă și fierbinte a trecut printr-o etapă după alta a „Universului fierbinte”. Așadar, la 1 miliard de ani după Big Bang, „protogalaxii” au început să apară din norii de hidrogen și heliu formați în acel moment, iar primele stele au început să apară în ele. Ipoteza „universului fierbinte” se bazează pe calcule care trasează istoria universului timpuriu din prima secundă, literalmente.

Iată ce a scris faimosul nostru fizician Academicianul Ya. B. Zel'dovich despre acest lucru: în prezent nu are dezavantaje vizibile. Aș spune chiar că este atât de fiabil stabilit și corect pe cât este de adevărat că Pământul se învârte în jurul Soarelui. Ambele teorii erau esențiale pentru imaginea universului din timpul lor și ambele aveau mulți adversari care susțineau că noile idei încorporate în ele erau absurde și contrare bunului simț. Dar astfel de discursuri nu reușesc să împiedice succesul noilor teorii. "

Acest lucru s-a spus la începutul anilor 80, când s-au făcut deja primele încercări de a completa substanțial ipoteza unui „Univers fierbinte” cu o idee importantă a ceea ce s-a întâmplat în prima secundă a „creației”, când temperatura era peste 10 28 K. Fă încă un pas către „chiar începutul” reușit datorită ultimelor realizări în fizica elementară a particulelor. La îmbinarea fizicii și astrofizicii a început să se dezvolte ipoteza „Universului umflat” (vezi Știință și viață, nr. 8, 1985). Prin neobișnuința sa, ipoteza „Universului umflat” poate fi destul de clasată printre cele mai „nebunești”. Cu toate acestea, din istoria științei se știe că tocmai astfel de ipoteze și teorii devin deseori repere importante în dezvoltarea științei.

Esența ipotezei „Universului care se umflă” este că la „chiar începutul” Universul s-a extins monstruos rapid. Pentru aproximativ 10 -32 s, dimensiunea Universului emergent a crescut nu de 10 ori, așa cum s-ar aștepta cu o expansiune „normală”, ci de 10 50 sau chiar de 10 1000000 de ori. Extinderea a decurs într-un ritm accelerat, în timp ce energia pe unitate de volum a rămas neschimbată. Oamenii de știință susțin că momentele inițiale de expansiune au avut loc într-un „vid”. Acest cuvânt este pus aici între ghilimele, deoarece vidul nu era obișnuit, ci fals, deoarece este dificil să numim obișnuit „vid” cu o densitate de 10 77 kg / m 3! Dintr-un astfel de vid fals (sau fizic), care poseda proprietăți uimitoare (de exemplu, presiune negativă), nu s-ar fi putut forma una, ci multe metagalaxii (inclusiv, desigur, a noastră). Și fiecare dintre ele este un mini-univers cu propriul său set de constante fizice, propria structură și alte particularități inerente acestuia (pentru mai multe detalii, a se vedea „Pământul și Universul” nr. 1, 1989).

Dar unde sunt aceste „rude” ale Metagalaxiei noastre? După toate probabilitățile, ele, la fel ca Universul nostru, s-au format ca urmare a „inflației” domeniului („domenii” din domeniul francez - regiune, sferă), în care Universul foarte timpuriu s-a prăbușit imediat. Deoarece fiecare astfel de zonă s-a umflat la o dimensiune care depășește dimensiunea curentă a Metagalaxy, limitele lor sunt îndepărtate unele de altele la distanțe mari. Poate că cel mai apropiat dintre mini-universuri este situat la o distanță de aproximativ 10 35 de ani lumină de noi. Amintiți-vă că dimensiunea Metagalaxy este „doar” 10 10 ani lumină! Se pare că nu lângă noi, ci undeva foarte, foarte departe unul de celălalt, există alte, probabil complet bizare, conform conceptelor noastre, lumi ...

Deci, este posibil ca lumea în care trăim să fie mult mai complexă decât se presupunea până acum. Este probabil că este format din nenumărate universuri din univers. Încă nu știm nimic despre acest Univers mare, complex și surprinzător de divers. Dar se pare că știm un lucru. Oricât de îndepărtate ar fi celelalte mini-lumi, fiecare dintre ele este reală. Nu sunt fictive, ca unele lumi la modă „paralele”, care acum sunt deseori interpretate de oameni departe de știință.

Ei bine, ce se dovedește în cele din urmă? Stelele, planetele, galaxiile, metagalaxiile, toate împreună, ocupă doar cel mai mic loc în întinderile nemărginite ale materiei extrem de rarefiate ... Și nu există nimic altceva în Univers? Este prea simplu ... Este cumva chiar greu de crezut.

Și astrofizicienii caută ceva în Univers de mult timp. Observațiile indică existența unei „mase ascunse”, un fel de materie „întunecată” invizibilă. Nu poate fi văzut nici cu cel mai puternic telescop, dar se manifestă prin efectul gravitațional asupra materiei obișnuite. Mai recent, astrofizicienii au presupus că în galaxii și în spațiul dintre ele, există aproximativ aceeași cantitate de materie ascunsă ca și materia observată. Recent, însă, mulți cercetători au ajuns la o concluzie și mai senzațională: materia „normală” din Universul nostru nu depășește cinci procente, restul este „invizibil”.

Se presupune că 70 la sută dintre ele sunt mecanice cuantice, structuri de vid distribuite uniform în spațiu (sunt responsabile de expansiunea Metagalaxiei), iar 25 la sută sunt diverse obiecte exotice. De exemplu, găurile negre cu masă redusă, aproape asemănătoare; obiecte foarte extinse - „șiruri”; ziduri de domeniu, pe care le-am menționat deja. Dar, în afară de astfel de obiecte, masa „ascunsă” poate fi alcătuită din clase întregi de particule elementare ipotetice, de exemplu, „particule oglindă”. Celebrul astrofizician rus, academician al Academiei Ruse de Științe NS Kardashev (a fost odată amândoi membri activi ai cercului astronomic de la Planetariul Moscovei) sugerează că „lumea oglindă” invizibilă pentru noi cu planetele și stelele sale poate consta de „particule oglindă” ... Iar substanța din „lumea oglinzii” este de aproximativ cinci ori mai mare decât în ​​a noastră. Se pare că oamenii de știință au unele motive să creadă că „lumea oglindă” pare să pătrundă în a noastră. Cu toate acestea, nu a fost încă posibil să-l găsim.

Ideea este aproape fabuloasă, fantastică. Dar cine știe, poate unii dintre voi - iubitorii de astronomie de astăzi - vor deveni cercetători în secolul XXI următor și vor putea dezvălui secretul „universului oglindă”.

Publicații pe tema „Știință și viață”

Shulga V. Lentilele cosmice și căutarea materiei întunecate în Univers. - 1994, nr. 2.

Royzen I. Universul dintre moment și eternitate. - 1996, nr. 11, 12.

Sazhin M., Shulga V. Ghicitori de corzi cosmice. - 1998, nr. 4.