I vår del av universum har inflationen verkligen kommit till ett slut. Men tre frågor som vi inte vet svaren på har en enorm inverkan på universums faktiska storlek och om det är oändligt:

1. Hur stor är universums post-inflationsfläck som gav upphov till vår Big Bang?
2. Är idén om evig inflation, enligt vilken universum expanderar oändligt, korrekt, åtminstone i vissa regioner?
3. Hur länge varade inflationen innan den stannade och skapade en het Big Bang?

Det är möjligt att den del av universum där inflationen pågick kunde växa till en storlek som inte var mycket större än vad vi kan observera. Det är möjligt att det när som helst kommer att finnas bevis på en "kant" där inflationen har tagit slut. Men det är också möjligt att universum är en googol gånger större än det observerbara. Utan att svara på dessa frågor får vi inget svar på den huvudsakliga.

Det enorma antalet separata regioner där Big Bang inträffade delas av rymden och växer ständigt som ett resultat av evig inflation. Men vi har ingen aning om hur vi ska testa, mäta eller komma åt det som ligger bortom vårt observerbara universum.

Utöver vad vi kan se finns det sannolikt mer av ett universum precis som vårt, med samma fysiklagar, samma kosmiska strukturer och samma chanser till komplext liv.

Dessutom måste "bubblan" i vilken uppblåsningen har slutat ha en ändlig storlek, givet att ett exponentiellt stort antal sådana bubblor finns i en större, expanderande rumtid.

Men även om hela detta universum, eller Multiversum, kan vara otroligt stort, kanske det inte är oändligt. Faktum är att om inte inflationen fortsatte i det oändliga, eller om universum föddes oändligt stort, måste det vara ändligt.

Oavsett hur stor del av universum vi observerar, hur långt vi än kan titta, är allt detta bara en liten bråkdel av vad som borde finnas där, bortom.

Det största problemet är att vi inte har tillräckligt med information för att definitivt svara på frågan. Vi vet bara hur vi kommer åt den information som finns i vårt observerbara universum: dessa 46 miljarder ljusår i alla riktningar.

Svaret på den största frågan, om universums ändlighet eller oändlighet, kan vara gömt i själva universum, men vi kan inte veta en tillräckligt stor del av det för att veta säkert. Och tills vi räknar ut detta, eller kommer på ett smart schema för att tänja på gränserna för fysikens möjligheter, kommer vi bara att sitta kvar med sannolikheter.

> Universums struktur

Studera schemat universums strukturer: skalor av rymden, karta över universum, superkluster, kluster, grupper av galaxer, galaxer, stjärnor, Sloanes mur.

Vi lever i oändlig rymd, så det är alltid intressant att veta hur universums struktur och skala ser ut. Den globala universella strukturen är tomrum och filament som kan delas in i kluster, galaktiska grupper och i slutändan sig själva. Om vi ​​zoomar ut igen, överväg och (solen är en av dem).

Om du förstår hur denna hierarki ser ut kan du bättre förstå vilken roll varje namngivet element spelar i universums struktur. Om vi ​​till exempel penetrerar ännu längre kommer vi att märka att molekyler är uppdelade i atomer och de i elektroner, protoner och neutroner. De två sista förvandlas också till kvarkar.

Men det här är småsaker. Och hur är det med de gigantiska? Vad är superkluster, tomrum och filament? Låt oss gå från litet till stort. Nedan kan du se hur universumskartan ser ut på en skala (trådar, fibrer och rymden syns tydligt här).

Det finns enstaka galaxer, men de flesta föredrar att vara i grupper. Vanligtvis är dessa 50 galaxer som upptar 6 miljoner ljusår i diameter. Vintergatans grupp innehåller mer än 40 galaxer.

Kluster är regioner med 50-1000 galaxer, som når storlekar på 2-10 megaparsek (diameter). Det är intressant att notera att deras hastigheter är otroligt höga, vilket betyder att de måste övervinna gravitationen. Men de håller fortfarande ihop.

Diskussioner om mörk materia dyker upp vid övervägande av galaktiska hopar. Man tror att det skapar kraften som inte tillåter galaxerna att spridas i olika riktningar.

Ibland går grupper också samman för att bilda ett superkluster. Dessa är en av de största strukturerna i universum. Den största är Great Wall of Sloane, som sträcker sig 500 miljoner ljusår lång, 200 miljoner ljusår bred och 15 miljoner ljusår tjock.

Moderna enheter är fortfarande inte tillräckligt kraftfulla för att förstora bilder. Nu kan vi överväga två komponenter. Filamentösa strukturer - består av isolerade galaxer, grupper, kluster och superkluster. Och även tomrum - gigantiska tomma bubblor. Titta på intressanta videor för att lära dig mer om universums struktur och egenskaperna hos dess element.

Hierarkisk bildning av galaxer i universum

Astrofysiker Olga Silchenko om egenskaperna hos mörk materia, materia i det tidiga universum och relikbakgrunden:

Materia och antimateria i universum

izik Valery Rubakov om det tidiga universum, materiens stabilitet och baryonladdningen:

Boshongo-stammen i centrala Afrika tror att det från urminnes tider bara fanns mörker, vatten och den store guden Bumba. En dag var Bumbu så sjuk att han kräktes. Och så dök solen upp. Det torkade upp en del av det stora havet och befriade marken som var fängslad under dess vatten. Till sist spydde Bumba upp månen, stjärnorna och sedan föddes några djur. Den första var en leopard, följt av en krokodil, en sköldpadda och slutligen en man. Idag kommer vi att prata om vad universum är i modern syn.

Dechiffrera konceptet

Universum är ett grandiost, outgrundligt utrymme fyllt med kvasarer, pulsarer, svarta hål, galaxer och materia. Alla dessa komponenter är i ständig interaktion och bildar vårt universum i den form vi föreställer oss det. Ofta är stjärnorna i universum inte ensamma, utan i sammansättningen av grandiosa hopar. Vissa av dem kan innehålla hundratals eller till och med tusentals sådana föremål. Astronomer säger att små och medelstora kluster ("grodlek") bildades ganska nyligen. Men de sfäriska formationerna är uråldriga och mycket uråldriga, fortfarande "minns" det primära kosmos. Universum innehåller många sådana formationer.

Allmän information om strukturen

Stjärnor och planeter bildar galaxer. Tvärtemot vad många tror är galaxsystemen extremt rörliga och rör sig genom rymden nästan hela tiden. Stjärnor är också en variabel mängd. De föds och dör och förvandlas till pulsarer och svarta hål. Vår sol är en "medelstor" stjärna. Sådana människor lever (enligt universums normer) väldigt lite, inte mer än 10-15 miljarder år. Naturligtvis finns det i universum miljarder armaturer, i deras parametrar som liknar vår sol, och samma antal system som liknar solen. I synnerhet Andromeda-nebulosan ligger nära oss.

Det är vad universum är. Men allt är långt ifrån så enkelt, eftersom det finns ett stort antal hemligheter och motsägelser, vars svar ännu inte finns tillgängliga.

Några problem och motsägelser av teorier

Myterna från de forntida folken om skapandet av alla saker, som många andra före och efter dem, försöker svara på frågor som intresserar oss alla. Varför är vi här, var kom universums planeter ifrån? Var kom vi ifrån? Naturligtvis börjar vi få mer eller mindre begripliga svar först nu, när vår teknologi har gjort vissa framsteg. Men under hela människans historia fanns det ofta de representanter för den mänskliga stammen som motsatte sig tanken att universum överhuvudtaget hade en början.

Aristoteles och Kant

Till exempel trodde Aristoteles, den mest kända av de grekiska filosoferna, att "universums ursprung" är en felaktig term, eftersom den alltid har funnits. Något evigt är mer perfekt än något skapat. Motivationen för att tro på universums evighet var enkel: Aristoteles var ovillig att erkänna existensen av någon slags gudom som kunde skapa den. Naturligtvis citerade hans motståndare i polemiska dispyter just exemplet på skapandet av universum som bevis på existensen av ett högre sinne. Under lång tid hemsöktes Kant av en fråga: "Vad hände innan universum uppstod?" Han ansåg att alla teorier som fanns på den tiden hade många logiska motsägelser. Forskaren utvecklade den så kallade antitesen, som fortfarande används av vissa modeller av universum. Här är hennes positioner:

• Om universum hade en början, varför väntade det en evighet innan det började?
• Om universum är evigt, varför hinner det överhuvudtaget; varför behöver du mäta evigheten?

Naturligtvis ställde han för sin tid mer än de rätta frågorna. Men idag är de något föråldrade, men vissa forskare fortsätter tyvärr att vägledas av dem i sin forskning. Einsteins teori, som kastar ljus över universums struktur, satte stopp för kastandet av Kant (närmare bestämt, hans efterträdare). Varför är det så chockerande för forskarsamhället?

Einsteins synvinkel

I hans relativitetsteori var rum och tid inte längre absoluta, bundna till någon referenspunkt. Han föreslog att de är kapabla till dynamisk utveckling, vilket bestäms av energin i universum. Einsteins tid är så obestämd att det inte finns något särskilt behov av att definiera den. Det skulle vara som att räkna ut riktningen söder om sydpolen. Ganska meningslöst. Varje så kallad "början" av universum skulle vara konstgjord i den meningen att man skulle kunna försöka resonera om "tidigare" tider. Enkelt uttryckt är detta inte så mycket ett fysiskt problem som ett djupt filosofiskt problem. Idag är mänsklighetens bästa hjärnor engagerade i dess lösning, som outtröttligt tänker på bildandet av primära objekt i yttre rymden.

Det positivistiska förhållningssättet är det vanligaste idag. Enkelt uttryckt förstår vi själva universums struktur som vi kan föreställa oss den. Ingen kommer att kunna fråga om modellen som används är sann, om det finns andra alternativ. Det kan anses vara framgångsrikt om det är tillräckligt elegant och organiskt innehåller alla ackumulerade observationer. Tyvärr tolkar vi (mest troligt) en del fakta felaktigt med hjälp av artificiellt skapade matematiska modeller, vilket ytterligare leder till en förvrängning av fakta om världen omkring oss. När vi tänker på vad universum är, tappar vi ur sikte miljontals fakta som helt enkelt inte har upptäckts ännu.

Modern information om universums ursprung

"Universums medeltid" är den era av mörker som fanns innan de första stjärnorna och galaxerna uppträdde.

Det var under dessa mystiska tider som de första tunga elementen bildades från vilka vi och hela världen omkring oss skapades. Nu utvecklar forskare primära modeller av universum och metoder för att studera de fenomen som ägde rum på den tiden. Moderna astronomer säger att universum är cirka 13,7 miljarder år gammalt. Innan universum började var kosmos så varmt att alla befintliga atomer delades upp i positivt laddade kärnor och negativt laddade elektroner. Dessa joner blockerade allt ljus och hindrade det från att spridas. Mörkret rådde, vars slut och kant inte var det.

första ljuset

Ungefär 400 000 år efter Big Bang kyldes rymden ner tillräckligt för att olika partiklar kunde kombineras till atomer och bilda universums planeter och ... det första ljuset i rymden, vars ekon fortfarande är kända för oss som "ljushorisonten" ". Vad som hände före Big Bang vet vi fortfarande inte. Kanske fanns det något annat universum då. Kanske fanns det ingenting. Det stora ingenting... Många filosofer och astrofysiker insisterar på denna variant.

Nuvarande modeller tyder på att de första galaxerna i universum började bildas cirka 100 miljoner år efter Big Bang, vilket gav upphov till vårt universum. Processen att bilda galaxer och stjärnor fortsatte gradvis tills det mesta av väte och helium införlivades i de nya solarna.

Hemligheter som väntar på att bli utforskade

Det finns många frågor som en studie av de ursprungliga processerna skulle kunna hjälpa till att besvara. Till exempel, när och hur uppstod de monstruöst stora svarta hålen, som ses i hjärtat av praktiskt taget alla stora kluster? Idag är det känt att Vintergatan har ett svart hål, vars vikt är cirka 4 miljoner massor av vår sol, och vissa antika galaxer i universum innehåller svarta hål, vars storlek i allmänhet är svår att föreställa sig. Den största är utbildning i ULAS J1120+0641-systemet. Dess svarta hål har en vikt på 2 miljarder gånger massan av vår stjärna. Denna galax uppstod bara 770 miljoner år efter Big Bang.

Detta är huvudmysteriet: enligt moderna idéer skulle sådana massiva formationer helt enkelt inte ha haft tid att uppstå. Så hur bildades de? Vilka är "frön" av dessa svarta hål?

Mörk materia

Slutligen mörk materia, av vilken enligt många forskare 80 % av kosmos, universum, fortfarande är en "mörk häst". Vi vet fortfarande inte vad mörk materias natur är. I synnerhet dess struktur och interaktionen mellan de elementära partiklarna som utgör denna mystiska substans väcker många frågor. Idag antar vi att dess beståndsdelar praktiskt taget inte interagerar med varandra, medan resultaten av observationer av vissa galaxer motsäger denna tes.

Om problemet med stjärnornas ursprung

Ett annat problem är frågan om hur de första stjärnorna var, från vilka stjärnuniversumet bildades. Under förhållanden med otrolig värme och enormt tryck i kärnorna av dessa solar omvandlades relativt enkla grundämnen som väte och helium, i synnerhet, till kol, som vårt liv är baserat på. Forskare tror nu att de allra första stjärnorna var många gånger så stora som solen. Kanske levde de bara i ett par hundra miljoner år, eller ännu mindre (det är förmodligen så de första svarta hålen bildades).

Vissa av "gamlingarna" kan dock mycket väl existera i moderna rymden. De måste ha varit mycket fattiga vad gäller tunga element. Kanske kan några av dessa formationer fortfarande "gömma sig" i Vintergatans gloria. Detta mysterium är fortfarande inte öppet. Man måste möta sådana incidenter varje gång och svara på frågan: "Så vad är universum?" För att studera de första dagarna efter dess uppkomst är det extremt viktigt att söka efter de tidigaste stjärnorna och galaxerna. Naturligtvis är de äldsta förmodligen de föremål som är belägna i ytterkanten av ljushorisonten. Det enda problemet är att endast de mest kraftfulla och sofistikerade teleskopen kan nå dessa platser.

Forskare sätter stora förhoppningar på rymdteleskopet James Webb. Detta verktyg är utformat för att ge forskare den mest värdefulla informationen om den första generationen av galaxer som bildades omedelbart efter Big Bang. Det finns praktiskt taget inga bilder av dessa föremål i acceptabel kvalitet, så stora upptäckter väntar fortfarande.

Fantastiskt "ljus"

Alla galaxer sprider ljus. Vissa formationer lyser starkt, vissa skiljer sig i måttlig "belysning". Men det finns den ljusaste galaxen i universum, vars intensitet inte liknar något annat. Hon heter WISE J224607.57-052635.0. Denna "glödlampa" ligger på ett avstånd av så mycket som 12,5 miljarder ljusår från solsystemet, och den lyser som 300 biljoner solar på en gång. Observera att det idag finns ett 20-tal sådana formationer, och man bör inte glömma begreppet "ljushorisont".

Enkelt uttryckt, varifrån vi är ser vi bara föremål som bildades för cirka 13 miljarder år sedan. Långa regioner är otillgängliga för våra teleskops blick bara för att ljuset därifrån helt enkelt inte hann nå. Så det måste finnas något liknande i de delarna. Detta är den ljusaste galaxen i universum (mer exakt, i dess synliga del).

Universum! Överlevnadsbana [Bland svarta hål. tidsparadoxer, kvantosäkerhet] Dave Goldberg

II. Hur ser kanten av universum ut?

Att prata om Tentaculus VII föranleder oss till viktiga reflektioner. Om vi ​​hade så kraftfulla teleskop att vi kunde se Dr. Kalachiks hemplanet i dem, skulle vi inte se vad som händer där idag, utan vad som var för ungefär en miljard år sedan. Och om vi tittade på en annan, ännu mer avlägsen galax, skulle vi titta in i ett ännu mer avlägset förflutet. Det är så forskare studerar universums tidiga skeden - de tittar på vad som händer i mycket avlägsna galaxer.

Men bortom de mest avlägsna galaxerna finns det en gräns över vilken vi inte kan se. På jorden kallar vi denna gräns för horisonten, men exakt samma horisont finns i universum som helhet. Vi kan inte se bortom horisonten eftersom ljuset färdas med konstant hastighet. Och eftersom universum existerar relativt nyligen, bara cirka 13,7 miljarder år, kommer allt som ligger längre än 13,7 miljarder ljusår inte att vara tillgängligt för våra ögon på en tid.

Och varifrån kom faktiskt detta datum för "universums början"? Låt oss börja från slutet. Om alla galaxer i universum rör sig bort från varandra, så måste det ha funnits ett ögonblick i det förflutna då de (eller åtminstone atomerna som utgör dem) satt på varandras huvuden. Denna "händelse" kallar vi Big Bang, som var orsaken till stora missuppfattningar, all möjlig förvirring och skrivandet av nästa kapitel.

Vi kan uppskatta när Big Bang inträffade om vi kommer ihåg att hastighet är förhållandet mellan avstånd och tid. Om vi ​​antar (felaktigt, som det visar sig, men för tillfället passar ett sådant fel oss) att vikhastigheten för galaxen där Tentaculus befinner sig har varit konstant sedan tidernas begynnelse, kan vi beräkna universums hastighet med hjälp av enkla magomamatiska beräkningar. Tänk bara: ju längre bort en galax är från oss idag, desto äldre är vårt universum, eftersom allt flyr ifrån varandra i den takt vi känner till. Ersätt i denna enkla linjära ekvation de variabler som är giltiga för vårt universum och uppskatta att universums ålder är cirka 13,8 miljarder år: se, resultatet är nästan detsamma som om du gjorde alla beräkningar exakt och med nödvändiga korrigeringar .

Om vi ​​hade ett tillräckligt kraftfullt teleskop, skulle vi kunna se början av universum med våra egna ögon? Nästan, men inte riktigt. Den nuvarande rekordhållaren för avstånd, ett föremål med smeknamnet A 1689-zD1, är på så långt avstånd från oss att dess bild, synlig i rymdteleskopet Hubble, går tillbaka till den tid då universum bara var 700 miljoner år gammalt (cirka 5 ? % av hennes nuvarande ålder) när hennes storlek var mindre än / 8 av hennes nuvarande ålder.

Ännu värre, en 1689-zD1 rör sig bort från oss med ungefär 8 gånger ljusets hastighet. (Vi väntar medan du bläddrar tillbaka boken till kapitel 1, där vi tydligt och otvetydigt konstaterade att detta är omöjligt.) Gåtan löses omedelbart om vi kommer ihåg att det är universum som expanderar, inte galaxen som rör sig. Galaxen står stilla.

Tror du fortfarande att vi fuskar? Inte alls. Den speciella relativitetsteorien säger inte att objekt inte kan röra sig bort från varandra snabbare än ljusets hastighet. Vad hon säger är att om jag skickar en Bat-Signal till himlen, kommer Batman inte att kunna köra om honom på Batplane, oavsett hur uppblåst han är. I en mer allmän mening betyder detta att ingen information (som en partikel eller en signal) kan färdas snabbare än ljus. Detta är absolut sant, även om universum expanderar väldigt snabbt. Vi kan inte använda universums expansion för att springa undan en ljusstråle.

Faktum är att vi kan se ännu längre in i det förflutna än A 1689-zD1, men för detta behöver vi radioapparater. Vi kan skymta in i en tid då universum bara var 380 000 år gammalt och bestod av inget annat än en sjudande blandning av väte, helium och extremt högenergistrålning.

Då ligger allt i dimman – bokstavligen. Eftersom universum var fullt av materia i dess tidiga skeden är det som att försöka kika bakom din grannes gardiner. Vad som ligger bakom dem är inte synligt, men vi vet hur universum ser ut nu och hur det såg ut i varje ögonblick i tiden från dess tidiga skeden till idag, så vi kan gissa vad som finns bakom denna kosmiska ridå. Det får dig att vilja se bakom henne, eller hur?

Så även om vi inte kan se bortom horisonten ser vi tillräckligt för att tillfredsställa vår egen och andras nyfikenhet på statens bekostnad. Det vackraste är att ju längre vi väntar, desto äldre blir universum och ju längre horisonten rör sig tillbaka. Med andra ord, det finns avlägsna hörn av universum, vars ljus når oss först nu.

Och vad är bortom horisonten? Ingen vet, men vi är fria att göra välgrundade gissningar. Kom ihåg att Copernicus och hans anhängare gjorde det klart för oss, "När du går någonstans hamnar du fortfarande någonstans", så vi kan anta att bortom horisonten ser universum ungefär likadant ut som här. Naturligtvis kommer det att finnas andra galaxer, men det kommer att finnas ungefär lika många av dem som runt omkring oss, och de kommer att se ungefär likadana ut som våra grannar. Men detta är inte nödvändigtvis sant. Vi gör detta antagande eftersom vi inte har någon anledning att tro något annat.