Какво е извън Вселената? Устройството на Вселената. Тайните на космоса

Какво е извън Вселената? Този въпрос е твърде сложен за човешкото разбиране. Това се дължи на факта, че на първо място е необходимо да се определят нейните граници, а това далеч не е просто.

Конвенционалният отговор взема под внимание само наблюдаваната Вселена. Според него размерите се определят скоростта на светлината защото е възможно да се види само светлината, която излъчва или отразява обекти в пространството. Невъзможно е да се погледне по-далеч от най-далечната светлина, която пътува през целия живот на Вселената.

Пространството продължава да расте, но все пак разбира се. Неговият размер понякога се нарича обем или сфера на Хъбъл. Човек във Вселената вероятно никога няма да може да разбере какво е отвъд неговите граници. Така че за всички изследвания това е единственото пространство, с което някога ще трябва да взаимодействате. Поне в близко бъдеще.

величие

Всеки знае, че Вселената е велика. Колко милиона светлинни години тя продължава?

Астрономите внимателно изучават космическото излъчване на микровълнов фон - следсветяването на Големия взрив. Те търсят връзка между това, което се случва от едната страна на небето и това, което е от другата страна. И докато няма доказателства, че има нещо общо. Това означава, че за 13.8 милиарда години Вселената не се повтаря във всяка посока. Толкова много време е необходимо, за да достигне светлината поне до видимия край на това пространство.

Все още сме загрижени за въпроса какво е отвъд границата на Вселената, която може да се наблюдава. Астрономите признават, че пространството е безкрайно. “Веществото” в него (енергия, галактики и т.н.) се разпределя по същия начин, както в наблюдаваната Вселена. Ако това е вярно, тогава се появяват различни аномалии на това, което е на ръба.

Извън обема на Хъбъл се намира не само повече от различни планети. Там можете да намерите всичко, което може да съществува. Ако отидете достатъчно далеч, можете дори да намерите друга слънчева система с Земята, която е идентична във всички отношения, с изключение на това, че сте имали каша за закуска вместо бъркани яйца. Или пък изобщо нямаше закуска. Или, да речем, ти стана рано и ограби една банка.

Всъщност космолозите вярват, че ако отидете достатъчно далеч, ще откриете друга сфера на Хъбъл, която е напълно идентична с нашата. Повечето учени смятат, че познатата ни вселена има граници. Това, което е извън техните граници, остава най-голямата мистерия.

Космологичен принцип

Тази концепция означава, че независимо от местоположението и посоката на наблюдателя, всеки вижда една и съща картина на Вселената. Разбира се, това не се отнася за изследвания в по-малък мащаб. Такава хомогенност на пространството е причинена от равенството на всички нейни точки. Откриване на това явление е възможно само в мащаба на галактическите купове.

Нещо подобно на тази концепция беше предложено за пръв път от Сър Исак Нютон през 1687. А по-късно, през 20-ти век, същото се потвърждава и от наблюденията на други учени. Логично, ако всичко произхожда от една точка на Големия взрив и след това се разшири до Вселената, то ще остане доста хомогенно.

Разстоянието, на което може да се наблюдава космологичния принцип, за да намери това привидно равномерно разпределение на материята, отнема около 300 милиона светлинни години от Земята.

Но всичко се промени през 1973 година. Тогава беше открита аномалия, която нарушава космологичния принцип.

Голям атрактор

Огромна масова концентрация е била открита на разстояние от 250 милиона светлинни години, в близост до съзвездията Hydra и Centauri. Тежестта му е толкова голяма, че може да се сравни с десетки хиляди маси от Млечния път. Тази аномалия се счита за галактически суперкласт.

Този обект се нарича Голям атрактор. Гравитационната му сила е толкова силна, че засяга други галактики и техните клъстери за няколкостотин светлинни години. Дълго време той остава една от най-големите тайни на космоса.

През 1990 г. е открито, че движението на колосалните купове от галактики, наречени Големия атрактор, се стреми към друго пространство от пространството - отвъд ръба на Вселената. Досега този процес може да се наблюдава, въпреки че самата аномалия е в „зоната на избягване“.

Тъмна енергия

Според закона Хъбъл, всички галактики трябва да се движат равномерно един от друг, поддържайки космологичния принцип. Но през 2008 г. се появи ново откритие.

Микровълновата анизотропна проба на Уилкинсън (WMAP) открива голяма група от клъстери, които се движат в една посока със скорост до 600 мили в секунда. Всички те водеха пътя към малка част от небето между съзвездията Кентавър и Платна.

Няма очевидна причина за това, и тъй като това е необяснимо явление, то се нарича "тъмна енергия". Тя е причинена от нещо извън границите на наблюдаваната вселена. В момента съществуват само предположения за неговата същност.

Ако групи от галактики са привлечени към колосална черна дупка, тогава тяхното движение трябва да се ускори. Тъмната енергия показва постоянната скорост на космическите тела в милиарди светлинни години.

Една от възможните причини за този процес са масивните структури, които са извън Вселената. Те имат огромен гравитационен ефект. Вътре в наблюдаваната вселена няма гигантски структури с достатъчно гравитационна гравитация, които да задействат това явление. Но това не означава, че те не биха могли да съществуват извън наблюдаваната зона.

Това би означавало, че устройството на Вселената не е хомогенно. Що се отнася до самите структури, те могат да бъдат буквално всички - от агрегатите на материята до енергията по скалите, които трудно могат да бъдат представени. Дори е възможно те да са ръководства. гравитационни сили от други вселени.

Безкрайни мехурчета

Да се ​​говори за нещо извън сферата на Хъбъл не е съвсем вярно, тъй като все още има идентично метагалактично устройство. "Неизвестно" има същите физически закони на Вселената и константи. Има версия, че Големият взрив причинява появата на мехурчета в структурата на пространството.

Веднага след това, преди началото на инфлацията на Вселената, се появи някаква „космическа пяна“, която съществува като група „мехурчета“. Един от предметите на тази субстанция внезапно се разшири, като в крайна сметка се превръща във Вселената, известна днес.

Но какво излезе от другите мехурчета? Александър Кашлински е ръководител на екипа на НАСА, организация, която е открила “тъмна енергия”, казва: “Ако се движите достатъчно далеч, можете да видите структура, която е извън балона, извън Вселената. Тези структури трябва да предизвикат движение. "

Така „тъмната енергия” се възприема като първото доказателство за съществуването на друга Вселена или дори на „Мултивселената”.

Всеки балон е област, която е престанала да се простира заедно с останалата част от пространството. Тя сформира собствената си Вселена със своите специални закони.

В този сценарий пространството е безкрайно и всеки балон също няма граници. Дори ако можете да прекъснете границата на една от тях, пространството между тях все още се разширява. С течение на времето ще бъде невъзможно да стигнем до следващия балон. Такова явление все още е една от най-големите загадки на космоса.

Черна дупка

Теорията, предложена от физика Лий Смолин, предполага, че всеки такъв космически обект в метагалактичното устройство причинява образуването на нов. Човек трябва само да си представи колко черни дупки във Вселената. Във всяка има физически закони, които са различни от тези на предшественика. Такава хипотеза е описана за първи път през 1992 г. в книгата „Животът на космоса”.

Звезди по целия свят, които попадат в черни дупки се свиват до невероятно висока плътност. В такива условия това пространство експлодира и се разширява до своята нова Вселена, различна от оригинала. Точката, в която времето спира в черна дупка, е началото на Големия взрив на нова метагалактика.

Екстремните условия вътре в унищожената черна дупка водят до малки случайни промени в основните физически сили и параметри в дъщерната Вселена. Всяка от тях има различни характеристики и индикатори от родителя.

Съществуването на звезди е предпоставка за формирането на живота. Това се дължи на факта, че в тях се създават въглеродни и други сложни молекули, които осигуряват живот. Следователно за формирането на същества и Вселената са необходими същите условия.

Критиката на космическия естествен подбор като научна хипотеза е липсата на преки доказателства на този етап. Но трябва да се има предвид, че от гледна точка на вярата, тя не е по-лоша от предложените научни алтернативи. Няма доказателства за това, което е извън Вселената, било то Мулверс, Теория на струните или циклично пространство.

Много паралелни вселени

Тази идея изглежда е нещо, което има малко значение за съвременната теоретична физика. Но идеята за съществуването на Мултиверс отдавна се смята за научна възможност, въпреки че все още повдига активни дискусии и деструктивни дебати сред физиците. Тази опция напълно унищожава идеята за това колко вселени са в космоса.

Важно е да се има предвид, че мултиверсът не е теория, а по-скоро следствие от съвременното разбиране на теоретичната физика. Тази разлика е от решаващо значение. Никой не се отказа и каза: "Нека бъде Мултивселената!" Тази идея произлиза от настоящите учения като квантовата механика и теорията на струните.

Мултиверсална и квантова физика

Много хора познават мисловния експеримент "Котката на Шрьодингер". Нейната същност е в това, че австрийският физик Ервин Шрьодингер посочил несъвършенството на квантовата механика.

Ученият предлага да представи животно, което е поставено в затворена кутия. Ако го отворите, можете да откриете едно от двете състояния на котката. Но докато кутията е затворена, животното е или живо, или мъртво. Това доказва, че няма условие, съчетаващо живот и смърт.

Всичко това изглежда невъзможно просто защото човешкото възприятие не може да осъзнае това.

Но това е доста реалистично в съответствие с странните правила на квантовата механика. Пространството на всички възможности в нея е огромно. Математически, квантово механичното състояние е сумата (или суперпозицията) на всички възможни състояния. В случая на Шрьодингер Кота, експериментът е суперпозиция на „мъртви“ и „живи“ позиции.

Но как да го тълкуваме, за да има някакво практическо значение? Популярният начин е да се мисли за всички тези възможности по такъв начин, че единственото “обективно истинско” състояние на котката е - наблюдавано. Въпреки това, човек може също да се съгласи, че тези възможности са верни и всички те съществуват в различни Вселени.

Теория на струните

Това е най-обещаващата възможност да се комбинират квантовата механика и гравитацията. Това е трудно, защото силата на силата е също толкова неописуема в малък мащаб, както атомите и субатомните частици в рамките на квантовата механика.

Но струнната теория, която казва, че всички фундаментални частици се състоят от мономерни елементи, описва всички известни сили на природата едновременно. Те включват гравитацията, електромагнетизма и ядрените сили.

Въпреки това, математическата теория на струните изисква най-малко десет физически измервания. Можем да наблюдаваме само четири измерения: височина, ширина, дълбочина и време. Затова от нас са скрити допълнителни измерения.

За да могат да използват теорията, за да обяснят физическите явления, тези допълнителни изследвания са „уплътнени” и твърде малки в малък мащаб.

Проблемът или особеността на теорията на струните е, че има много начини да се произведе компактификация. Всеки от тях води до създаването на вселена с различни физически закони, като различни електронни маси и константи на тежестта. Съществуват обаче и сериозни възражения срещу методологията на компактификацията. Следователно проблемът не е напълно решен.

Но очевидният въпрос възниква: в коя от тези възможности живеем? Теорията на струните не осигурява механизъм за определяне на това. Това го прави безполезен, защото не е възможно да се тества напълно. Но проучването на ръба на Вселената превърна тази грешка в функция.

Последици от Големия взрив

По време на най-ранното подреждане на Вселената имаше период на ускорена експанзия, наречена инфлация. Първоначално тя обясни защо сферата на Хъбъл е почти еднаква по температура. Въпреки това, инфлацията предвиждаше и спектър от температурни колебания около това равновесие, което по-късно беше потвърдено от няколко космически кораба.

Въпреки че точните детайли на теорията все още са горещо дискутирани, инфлацията е широко приета от физиците. Последствията от тази теория обаче са, че във Вселената трябва да има други обекти, които все още се ускоряват. Поради квантовите флуктуации на пространството-време, някои от неговите части никога не достигат крайното състояние. Това означава, че пространството ще се разширява завинаги.

Този механизъм генерира безкраен брой вселени. Комбинирайки това скрипт с теория на струните, има вероятност всяка от тях да има различна компактификация на допълнителни измерения и следователно да има различни физични закони на Вселената.

Според мултивселективното обучение, предсказано от теорията на струните и инфлацията, всички Вселени живеят в едно и също физическо пространство и могат да се пресичат. Те неизбежно трябва да се сблъскат, оставяйки следи в космическото небе. Техният характер има широк спектър - от студени или горещи точки на космически микровълнов фон до аномални кухини в разпределението на галактиките.

Тъй като сблъсъкът с други вселени трябва да се случи в определена посока, се очаква, че всяка намеса ще наруши хомогенността.

Някои учени ги търсят чрез аномалии в космическия микровълнов фон, в следсветлението на Големия взрив. Други са в гравитационни вълни, които се вълнуват в пространството-време, докато преминават през масивни обекти. Тези вълни могат директно да докажат съществуването на инфлация, която в крайна сметка засилва подкрепата на теорията за мултивселената.