Есть ли конец у Вселенной? — Naked ScienceNaked Science
04.06.2016, 09:26
24 минуты
Naked Science
695

Есть ли конец у Вселенной?

Научные исследования последних лет дают соблазнительные намеки на то, что Вселенная действительно не безгранична, более того – она имеет форму.

240280_galaktika_kosmos_vselennaya_zvezdy_2560x1600_www_gdefon_ru

Подобные высказывания сродни тем великим идеям, которые кардинально меняют взгляд на наше место в этом мире. Один из таких переворотов в сознании произошел в 1543-м году, когда Николай Коперник показал, что Земля – не центр Вселенной. В 20-е годы XX века Эдвин Хаббл, заметив, что галактики во Вселенной отдаляются друг от друга, дал жизнь идее о том, что наша Вселенная не существовала вечно, а образовалась в результате определенного события – Большого взрыва. Теперь мы на пороге нового открытия. Если пределы Вселенной найдутся, мы столкнемся с новым еще более трудным вопросом: а что там – по ту сторону границ? 

Ориентируемся по звездам 

 

Бесконечность Вселенной подразумевает, что она должна быть бесконечна не только в пространстве, но и во времени, а значит, иметь бесчисленное количество звезд. В этом случае наше небо было бы сплошь усеянным светилами и ослепительно ярким круглые сутки. Однако небесная тьма свидетельствует о том, что космос не существовал вечно. По распространенной теории, все началось с Большого взрыва, который дал возможность самому существованию и расширению материи. Уже сама эта концепция опровергает идею вечности Вселенной, а значит, подрывает и веру в ее беспредельность. В то же время теория Большого взрыва создает определенные трудности для астрономов, ищущих границы нашего космического пространства. 

 

Космическая музыка 

Реликтовое излучение мешает ученым вглядеться в самые дальние дали космоса, но в то же время оно несет в себе весьма ценную информацию, заключающуюся в микроволновом фоне. Ученые предполагают: будь Вселенная неограниченных размеров, в ней можно было бы найти волны всех вероятных длин. Однако фактически волновой спектр космоса очень узок: по-настоящему крупных волн аппарат NASA WMAP, предназначенный для изучения реликтового излучения, ни разу не обнаружил. «Вселенная обладает свойствами музыкального инструмента, внутри которого длина волн не может превосходить его длину. Мы поняли, что Вселенная не вибрирует на длинных волнах, что стало подтверждением ее конечности», – говорит Жан Пьер Люмине из Парижской обсерватории во Франции. 

 

Британские астрономы из университета Портсмута создали графическую трехмерную модель Вселенной. На создание карты 2MASS Redshift Survey (2MRS) у них ушло десять лет

 

Дело за малым – определить ее границы и форму. Глен Старкманн, физик из Канады, работающий в Кливлендском университете Кейс Вестерн, полагает, что нашел способ определить границы Вселенной, даже если они дальше зоны нашей видимости. Это можно сделать опять-таки с помощью волн. «Звуковые волны, распространившиеся по Вселенной во времена ее молодости, могут поведать многое. От формы Вселенной, как, например, от формы барабана, зависит, какого типа вибрации в ней возникнут», – говорит Глен. Его команда планирует применить спектральный анализ к нашей Вселенной, чтобы на основе издаваемых ею звуков определить ее форму. Правда, эти исследования долгосрочные, и на поиски ответа могут уйти годы. 

 

Мы живем в бублике… 

Впрочем, выяснить, есть ли у Вселенной границы, можно и другим способом. Им сейчас как раз занимается Жанна Левин, теоретик из Кэмбриджского университета. Она объясняет принцип построения Вселенной на примере старой доброй компьютерной игры «Астероиды». Если управляемый игроком космический корабль уйдет вверх, за пределы экрана, он тут же появится снизу. Такой странный маневр становится понятным, если мысленно свернуть экран в трубу, как журнал: получится, что аппарат просто движется по окружности. 
«Так же и мы, живя внутри Вселенной, не можем выбраться наружу. Нам недоступно измерение, с которого мы могли бы взглянуть на нашу трехмерную Вселенную со стороны. Взять, к примеру, бублик – это, кстати, вполне подходящая в данном случае форма для Вселенной – хотя его поверхность четко очерчена, никто из живущих внутри не наткнется на его пределы: им кажется, что никаких границ не существует», – рассказывает Жанна. 

Впрочем, шанс распознать эти пределы все же есть, хоть и мизерный – нужно следить за тем, как ведет себя свет. Представим себе, что Вселенная – это комната, а вы, вооружившись фонарем, стоите в ее центре. Свет от фонаря достигнет стены за вашей спиной, а затем отразится от стены напротив. и вы увидите в ней отражение собственной спины. Те же правила могут работать и в ограниченном космосе. «Световые портреты» могут отражаться от предполагаемых космических стен и таким образом многократно дублироваться, но с некоторыми изменениями. И будь Вселенная чуть больше Земли, свет мгновенно облетел бы ее, и искривленные образы планеты появились бы по всему небосводу. Но космос настолько огромен, что свету понадобятся миллиарды лет, чтобы его облететь и выдать отражение. 

Но вернемся к нашим «баранкам». Жанна Левин со своей теорией о Вселенной в виде бублика нашла поддержку в лице Френка Штайнера из университета Ульма в Германии. Проанализировав данные, полученные с помощью WMAP, этот ученый сделал вывод, что наибольшее совпадение с наблюдающимся реликтовым излучением дает именно Вселенная-пончик. Его команда также попыталась угадать вероятный размер Вселенной – согласно исследованиям, он может достичь 56 миллиардов световых лет в поперечнике. 

 

…или в футбольном мяче? 

Жан Пьер Люминэ при всем своем уважении к бублику г-жи Левин все же уверен, что Вселенная представляет собой сферический додекаэдр или, проще говоря, футбольный мяч: двенадцать пятиугольных округлых поверхностей, расположенных симметрично. По сути, теория французского ученого не особо противоречит научным изысканиям Жанны Левин с ее игрой в «Астероиды». Тут работает та же схема – покидая одну из сторон, Вы оказываетесь на противоположной. Например, полетев на какой-нибудь «сверхскоростной» ракете по прямой, можно, в конце концов, вернуться к точке старта. Не отрицает Жан-Пьер и принципа зеркальных отражений. Он уверен, что если бы существовал супермощный телескоп, можно было бы увидеть в разных сторонах космоса одни и те же объекты, только на разных стадиях жизни. Но когда края додекаэдра находятся на расстоянии миллиардов световых лет, слабые отражения на них не могут заметить даже самые наблюдательные астрономы. 

Отметим, и у Люмине с его концепцией футбольного мяча нашелся союзник – математик Джеффри Уикс. Этот ученый утверждает, что волны в космическом микроволновом фоне выглядят точно так же, как они должны выглядеть, возникнув внутри правильной геометрической фигуры с двенадцатью пятиугольными гранями. 

Инфляция вселенских масштабов 

Первое мгновение жизни Вселенной сыграло огромную роль в ее дальнейшей эволюции. Ученые до сих пор строят сложные гипотезы относительно инфляции – очень короткого промежутка времени, намного меньше секунды, за который размер Вселенной увеличился в сотню триллионов раз. Большинство ученых склоняется к тому, что расширение Вселенной продолжается до сих пор. И, казалось бы, теория бесконечности космоса является логичным продолжением идеи инфляции. 

 

Компьютерная модель Вселенной

Однако у Энди Олбрахта, физика-теоретика Калифорнийского университета в Девисе, на этот счет другое мнение: хоть расширение Вселенной продолжается и по сей день, у этого процесса все же есть пределы. Чтобы пояснить свою теорию, Энди подобрал Вселенной метафору мыльного пузыря. Традиционная теория инфляции допускает бесконечное увеличение этого пузыря, но даже детсадовцы знают, что рано или поздно мыльный шар должен лопнуть. Энди считает, что, достигнув своего максимума, инфляция должна остановиться. И этот максимум не так уж велик, как нам кажется. По мнению Олбрахта, Вселенная лишь на 20% больше видимого нами пространства. «Конечно, неимоверно сложно от бесконечности прийти к такому крошечному размеру – всего на каких-то 20% больше! У меня даже началась клаустрофобия», – шутит ученый. Безусловно, умозаключения Олбрахта весьма спорны и требуют фактического подтверждения, а пока большинство астрономов полагает, что инфляция затухнет еще очень нескоро. 

Темный поток и другие Вселенные 

Расширение Вселенной, кстати, является лучшим объяснением движения галактик на видимой нами территории. Правда, некоторые особенности этого галактического перемещения вызывают недоумение. Группа специалистов NASA под руководством астрофизика Александра Кашлинского, изучая микроволновое и рентгеновское излучение, обнаружила, что около восьмисот отдаленных галактических скоплений дружно направляются в одну сторону со скоростью в тысячу километров в секунду, словно их притягивает некий магнит. Это вселенское перемещение было названо «темным потоком». По последним данным, он охватывает уже 1400 галактик. Они устремлены в район, расположенный более чем в трех миллиардах световых лет от Земли. Ученые предполагают, что как раз где-то там, за пределами, недоступными наблюдениям, располагается огромная масса, которая и притягивает материю. Однако по существующей теории, вещество после Большого взрыва, породившего нашу Вселенную, распределилось более-менее равномерно, а значит, и концентраций масс, обладающих столь фантастической силой, быть не может. Тогда что там? 

Ответ на этот вопрос дала физик-теоретик Лаура Мерсини-Хофтан, руководитель группы из университета Северной Каролины. Она всерьез рассматривает существование другой Вселенной, расположенной по соседству с нашей. Ее умозаключения, кажущиеся на первый взгляд невероятными, вполне сочетаются с озвученной Энди Олбрахтом теорией инфляции и «мыльного пузыря», а также с «темным потоком» Александра Кашлинского. Теперь изыскания этих ученых сложись в единую картину как пазлы. Темный поток, наблюдающийся в нашем космическом пространстве, может быть спровоцирован одним из соседних «пузырей» – другой Вселенной. 

Множественность вселенных Хофтан объясняет теорией вероятности. Она считает зарождение нашего мира чудом, он мог запросто и не появиться: шансы на его возникновение ничтожно малы и составляют 1 к 10133. 

«Задавать вопрос о происхождении Вселенной можно тогда, когда у нас есть множественная структура, в которой она сформировалась, – такие места, условия в которых благоприятны для ее зарождения. Другими словами, можно предположить множество Больших взрывов и множество вселенных», – отмечает Хофтан. Для наглядности она сравнивает эти благоприятные места с комнатами в отеле. Вселенная может зародиться лишь в свободном «номере» и существовать там в одиночестве. Однако это не значит, что в «номер» через стенку не сможет вселиться еще один такой космомир. Но если наша Вселенная – комната в отеле, должны ли мы слышать своих соседей? В 2007-м году аппарат WMAP зафиксировал необычную область существенно пониженного фона реликтового излучения, что говорит об отсутствии в ней материи. По словам ученой дамы, единственным объяснением для такой холодной и абсолютной пустоты является то, что там действуют какие-то другие силы, возможно, наличие другой Вселенной, огромная масса которой притягивает соседнюю материю. И хотя эти «чужие» объекты неподвластны нашему зрению, наша соседка все же дает о себе знать посланиями в виде холодного пятна и потока галактических кластеров. 

Конечно, в научном сообществе реакция на выводы о множественных вселенных неоднозначна. Однако ученые, пытающиеся дать характеристику космическому пространству, готовы к свершению новых революций в науке. Наша Вселенная, ранее считавшаяся бесконечной, может перестать быть таковой и занять должное место в пространстве, среди такого количества вселенных, которое невозможно даже представить.

19 октября
6 минут
Полина Гершберг

Дельта-волны, которые ранее считались проявлением «молчания мозга», играют важную роль в создании долговременных воспоминаний.

Вчера, 12:49
4 минуты
Никита Шевцов

Ученые обнаружили, что бактерия Helicobacter pylori, вызывающая опасные заболевания пищеварительной системы, за 20 лет стала в два раза устойчивее к широко используемым антибиотикам.

19 октября
4 минуты
Илья Ведмеденко

Полномасштабный выпуск новейшего истребителя пятого поколения может начаться позже, чем предполагали американские военные.

17 октября
4 минуты
Илья Ведмеденко

Согласно представленным данным, вместо космического аппарата «Космос-2535» на орбите сейчас находятся пять объектов.

16 октября
3 минуты
Никита Шевцов

Биологи обнаружили вирус, который не может самостоятельно заражать клетки. Предполагается, что он пользуется помощью других вирусов.

16 октября
2 минуты
Илья Ведмеденко

Ученые сравнили состояние мозга женщин, имеющих детей, и тех, у кого их никогда не было. Выводы оказались более чем интересны.

17 октября
4 минуты
Илья Ведмеденко

Согласно представленным данным, вместо космического аппарата «Космос-2535» на орбите сейчас находятся пять объектов.

16 октября
3 минуты
Никита Шевцов

Биологи обнаружили вирус, который не может самостоятельно заражать клетки. Предполагается, что он пользуется помощью других вирусов.

16 октября
2 минуты
Илья Ведмеденко

Ученые сравнили состояние мозга женщин, имеющих детей, и тех, у кого их никогда не было. Выводы оказались более чем интересны.

[miniorange_social_login]

Комментарии

12 Комментарий
Роман Роман 1
3 неделя назад
-
0
+
Очень понравилась модель построения вселенной в конце фильма "Люди в черном" . По моему самая логичная теория о бесконечности
Виталий Пугач
3 месяц назад
-
0
+
Во всем виноват недостаток информации. Сколько б мы не упражнялись в теориях, без их подтверждения все будет впустую. А во всем виновата теория относительности, которая запрещает существование суперсвета/ сверхсветовой скорости /. А это неправильно. Элемен тарные расчеты показывают, что суперсвет должен быть.
ulogin_vkontakte_264160968
11 месяц назад
-
0
+
Всё существующее существует в виде материальной формы, а, значит, и существование вселенной, как совокупности всех существующих материальных форм, также имеет свою форму существования - то есть, границы. Возникающий отсюда вопрос о том, что есть за границами этой всеобщей формы может быть решён на путях применения к физическому дискурсу функции "становления" или, другими словами, динамики эволюционного развития вселенной, но, с точки зрения сегодняшнего конвенционального научного знания, этот подход выходит за пределы принципов научности.
ulogin_facebook_1908986655882047
11 месяц назад
-
0
+
Наиболее вероятным фактором движения тёмного потока в данном направлении - это действия силы полей в пространстве по направлению к месту отсутствия силы противодействия. Там сила притяжения практически мала и не имеет необходимой массы материи, для рождения условий возникновения новых звёздных систем. Но, там полярность должна быть, и противоположна, и не постоянна, и не стабильна. А это создаёт эффект пылесоса, который мы наблюдаем, а поэтому и непонятен, там, где за далью даль.
ulogin_facebook_1908986655882047
1 год назад
-
0
+
Взрывы происходили последовательно вслед за произошедшим....Затем пауза....И вновь зеркально
ulogin_facebook_104195600480044
1 год назад
-
0
+
Мне тоже интересна геометрия нашей вселенной.Но мне не нравится, например, форма бублика, пончика, мячика, пусть даже футбольного. Как-то не романтично и заурядно.Оставим эти формы другим вселенным, которые где то плавают невдалеке.Вообще то многие учёные утверждают, что материя и пространство возникли как единое целое Так в каком же ещё пространстве мы плаваем, наряду с другими вселенными.Мне же больше импонирует идея геометрии пространства-времени, в основе которой лежит односторонняя поверхность Мёбиуса.Математики и любознательные знают, что это такое.Правда такая геометрия предполагает наличие комбинации из двух вселенных разных знаков, положительного как у нашей, и отрицательного,как у компаньонки нашей вселенной, связанных общей геометрией.Как они уживаются меж собой, это другая история.
Alex1
2 год назад
-
0
+
Так много теорий, и каждая в чем-то находит подтверждение. Но когда мы все-таки получим ответ? Я была бы рада, даже если бы наша Вселенная оказалась голограммой, лишь бы это было научно подтверждено. Тоскливо жить в неведении...
Katniss Everdeen
3 год назад
-
0
+
"Бесконечность Вселенной подразумевает, что она должна быть бесконечна не только в пространстве, но и во времени, а значит, иметь бесчисленное количество звезд. В этом случае наше небо было бы сплошь усеянным светилами и ослепительно ярким круглые сутки. Однако небесная тьма свидетельствует о том, что космос не существовал вечно." - эм... Ну знаете ли... Если все так просто и легко, то почему же мы тогда на данный момент не видим самого простого... Если в космосе такая отличная видимость, то... почему мы не видим центр Млечного Пути.............................
    ulogin_vkontakte_55886622
    2 год назад
    -
    0
    +
    Да, уж, об этом они не подумали. Ведь кроме мифической тёмной материи существует межзвёздная пыль, которая поглащает излучение звёзд.
Александр Пискунов
3 год назад
-
0
+
Можно много говорить о строении Вселенной, о взаимодействиях систем в космических структурах, но это все — гадания, которые могут быть основаны лишь на строении атома. На самом деле строение космических структур имеет совсем другую базу — природную. То-есть, для познания Вселенной достаточно взглянуть на строение овощей или фруктов и других естественных строений. Например, можно без всяких проблем разрезать любой овощ или фрукт и посмотреть их устройство. Здесь хорошо видно ядро, вокруг которого расположены семена и семенные сумки. По сравнению, например, с Солнечной системой аналогично расположено Солнце как ядро системы и планеты — зерна, а остальное — мякоть в овощах и фруктах — среда обитания, как и вещество межпланетного пространства, которое еще не изучено наукой, тоже является средой обитания планет и их спутников, объединенных в планетарные ячейки. Космические системы объединены в галактики коридорами обмена межгалактическим веществом, как ветки дерева для фруктов или побеги кустов и плети для овощей у нас в огороде. Все они по сути одинаковы. Поэтому нужно нашим ученым фантастам как-то умерить свой пыл в придумывании неестественных структур и взаимодействий, а чаще бывать в саду и огороде.
    ulogin_facebook_1860123400932360
    2 год назад
    -
    0
    +
    Глубоко копаешь друг) Прям до самой овощной сути.
ppk1304
3 год назад
-
0
+
Честно сказать, не понял... что не так? Почему комментарий удалили?
ulogin_facebook_720936081381778
3 год назад
-
0
+
По данным информационной космической диагностики (diagtor.com.ua) наш космический мир состоит из 7 Вселенных, мы живем в седьмой Вселенной, которая представляет собой тор у которого высота и диаметр одинаковы. Количество звезд в нашей Вселенной 10 в 40 степени. Размеры Вселенной 10 в 70 степени километров. Такие данные современными приборами ученые получить не могут. Ермаков П П, профессор
ulogin_facebook_1937376709822157
3 год назад
-
0
+
В самом начале статьи обозначена западня, в которую попала космология. Хабл не открыл расширение вселенной!!!! Он обнаружил космологическое красное смещение. Всего-то навсего!! Но кому то оказалось удобным однозначно объяснить это эффектом Доплера. Ну а дальше пошло-поехало. Не имея представления что из себя представляет фотон, к примеру, космологи уверовали в современную версию сказки о скатерти - самобранке. Большой взрыв, называется
    ulogin_facebook_1908986655882047
    1 год назад
    -
    0
    +
    Там, в неведомой дали, есть край всего конечный, где мирозданья точно нет - ведь там и не было начала... Взрыв "Большой" был не один - он над всем не властелин, а лишь незримой силы часть - в тёмной массе скрыта власть. Взрывалось нечто там во тьме, в студёной сумрака "Зиме". В движеньи вихря закругленья с растущей силой тяготенья... Проснулся спящий мрак.../ v.veselyj@yandex.ru /. ( IX - XII, 2014)
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.