Toată lumea știe că universul se extinde. Dar unde? Care este această extensie? Observând cum crește ciuperca nucleară, putem limita cu siguranță spațiul în care crește. Întrebarea poate fi foarte proastă, pe de o parte, dar foarte interesantă pe de altă parte.
Așadar, Universul s-a extins sau a contractat (respectiv, a prezentat redshifts și blueshift) încă de la Big Bang. Dar unde se va încheia expansiunea sa? La urma urmei, nu poate fi la infinit. De ce ar trebui să spunem că universul se extinde ca și cum ar fi cel mai normal și natural lucru din lume?
În primul rând, câteva adevăruri simple
1. Nu vă extindeți acum
Pământul nu este de asemenea. Nici sistemul solar, nici Calea Lactee. Extinderea universului depinde de gravitație, ceea ce înseamnă că efectele de dominare a gravitației locale sunt observate în regiuni cu densitate mare. Se dovedește că nu toate galaxiile se îndepărtează de Calea Lactee. Cel mai apropiat vecin al nostru, galaxia Andromeda, se îndreaptă spre noi cu viteza de 80 km / s și se va ciocni cu noi în câteva miliarde de ani.
Video promotional:
2. Nu credeți metaforele
Vi se poate părea că universul se extinde ca un balon fiind pompat cu aer. „Uite, exact ca universul!” Îți va spune un om de știință britanic la modă. Dar tu, fiind inteligent, vei observa că există spațiu în afara mingii și că suprafața bidimensională a mingii se extinde în spațiul tridimensional. Cu toate acestea, universul nostru are trei dimensiuni.
3. Universul nu are sfârșit sau sfârșit
Nu suntem prea siguri dacă universul este infinit de mare sau doar foarte mare, dar chiar și așa, călătoria într-o direcție suficient de lungă te va întoarce în continuare la unul pătrat. Gândește-te la Pacman, dar fără fructe și fantome. Cât despre centrul universului, iată unde ne ajută analogia cu mingea. Ni se pare că toate galaxiile se îndepărtează de noi, dar, din punctul lor de vedere, vor fi, de asemenea, centrul universului. Aceasta este doar o iluzie.
Deci unde se extinde universul de fapt? Da, nicăieri. Nu există un dulap spațial plin de lucruri. Dar pentru a înțelege acest lucru, să vedem ce are de spus relativitatea generală despre spațiu.
În relativitate generală (așa cum spun profesioniștii), cea mai importantă proprietate a spațiului (și a timpului) este distanța (și intervalul de timp) dintre două puncte. De fapt, distanța definește complet spațiul. Evoluția scării distanței este determinată de cantitatea de materie și de energie din spațiu, iar pe măsură ce trece timpul, scala crește, la fel și distanța dintre galaxii. Cu toate acestea - și aceasta este ciudățenia - se întâmplă fără a mișca de fapt galaxiile.
Poate că în acest moment intuiția ta a eșuat. Dar asta nu ne va împiedica să rezolvăm ciudățile.
Am spus deja că galaxiile se îndepărtează de noi. Nu chiar. Doar că oamenii de știință le este mai ușor să explice ce se întâmplă cu adevărat. Te înșală.
„Dar stai!”, Va spune cel mai priceput științific dintre voi. - "Măsurăm deplasarea Doppler a galaxiilor îndepărtate." Acest așa-numit „redshift”, despre care știi, este fixat pe Pământ și, la fel ca sirena unei ambulanțe care trece, ne permite să știm că există mișcare. Dar acest lucru nu se întâmplă la scară cosmologică. Doar că, de când galaxiile îndepărtate emiteau lumină și ajungeau la noi, scara spațiului s-a schimbat serios, a crescut. Pe măsură ce spațiul s-a extins, lungimea de undă a fotonilor a crescut, astfel încât lumina emite roșu.
O altă întrebare rezultă din această abordare: „Universul se extinde într-adevăr mai repede decât viteza luminii?” Este absolut adevărat că cele mai îndepărtate galaxii își măresc distanța în raport cu noi mai repede decât viteza luminii, deci ce? Nu se mișcă mai repede decât lumina (în general stau nemișcați). Mai mult, știind acest lucru nu vă va ajuta în niciun fel: informațiile nu sunt transmise. Dacă trimiteți un pachet de mâncare către o altă galaxie, mai rapid decât viteza luminii, nu puteți face acest lucru (și chiar aici, în principiu, va trebui să încercați). Viteza luminii rămâne limitatorul universal de viteză.
Am dat cea mai răspândită (bine, sau stabilită în sfera relativiștilor) opinie despre expansiunea cosmologică, dar ar fi logic să încheiem ceea ce nu înțelegem deloc. Toate cele de mai sus funcționează grozav dacă aveți loc pentru a merge înainte și a vă întinde. Dar ce s-a întâmplat chiar la început, care a făcut ca spațiul să rămână literalmente din nimic? Fizica nu are niciun răspuns la această întrebare. Și trebuie să aștepți până când apare teoria gravitației cuantice și aruncă lumină asupra acestei probleme.
Ilya Khel
