Что, если у Вселенной нет конца?

13,8 миллиарда лет назад в горячем Большом Взрыве родилась наша Вселенная. С тех пор он расширялся и охлаждался до наших дней. С нашей точки зрения, мы можем смотреть на 46 миллиардов световых лет во всех направлениях, благодаря скорости света и расширению пространства. И хотя это огромное расстояние, это не бесконечно. Потому что мы не видим дальше. Что лежит за горизонтом этих 46 миллиардов световых лет и может ли вселенная быть бесконечной?

Прежде всего, стоит отметить, что мы не знаем точно, является ли Вселенная конечной или бесконечной. Но мы точно знаем, что помимо того, что мы можем наблюдать, есть много, отмечает физик Итан Зигель в своей статье на Medium.com.

Дальнейшие объекты, которые мы наблюдаем во Вселенной, дальше в прошлое во времени, до тех пор, пока атомов не существует, до Большого Взрыва

Посмотрев, насколько это возможно, мы также возвращаемся во времени. Ближайшая галактика, на расстоянии 2,5 миллиона световых лет от нас, предстает перед нами, так как она была 2,5 миллиона лет назад, потому что свету нужно столько времени, чтобы добраться до наших глаз, откуда он исходил. Многие галактики видят нас, поскольку они были десятками миллионов, сотнями миллионов или даже миллиардами лет назад. Взглянув как можно дальше в космос, мы видим свет, как это было в молодые дни Вселенной. Почему же тогда мы не посмотрим, как это было 13,8 миллиарда лет назад? Мы не только посмотрели, но и нашли что-то: космический микроволновый фон, послесвечение Большого Взрыва.

Оказалось, что в то время вселенная была почти совершенно однородной, но некоторые области были более или менее плотными, чем средние, до 1 части 30 000. Этого достаточно для образования звезд, галактик, галактических кластеров и космических пустот, которые мы видим сегодня. Но в тех ранних несовершенствах, которые мы видим из этого космического образа, невероятно много информации о Вселенной. Например, поразительный факт: кривизна пространства, насколько нам известно, абсолютно плоская. Если бы пространство было изогнутым, как если бы мы жили на поверхности четырехмерной сферы, отдаленные лучи света сливались бы. Если бы пространство было вогнутым, как и поверхность четырехмерного седла, дальние лучи были бы расходящимися. Но нет, дальние лучи света движутся в указанном вначале направлении, а флуктуации отражают почти идеальную плоскость.

Значения горячих и холодных пятен, а также их масштабы указывают на кривизну Вселенной. Мы пришли к выводу, что он совершенно плоский

Из ограничений, связанных как с космическим микроволновым фоном, так и с крупномасштабной структурой Вселенной в совокупности, мы можем заключить, что если Вселенная конечна и закрывается сама по себе, она должна быть по крайней мере в 250 раз больше, чем та часть, которую мы наблюдать. Поскольку мы живем в трех измерениях, в 250 раз радиус означает (250) 3 тома, что в 15 миллионов раз больше пространства. И все же, независимо от того, насколько велика эта цифра, она не бесконечна. Нижняя граница Вселенной будет не менее 11 триллионов световых лет во всех направлениях, и это много, но все же, конечно.

И, конечно, у нас есть основания полагать, что Вселенная намного больше. Большой взрыв мог означать начало наблюдаемой вселенной, к которой мы привыкли, но это не обязательно означает рождение самого пространства-времени. Перед Большим взрывом вселенная переживала период космической инфляции. Вместо того, чтобы заполнять вещество и излучение в горячем состоянии, вселенная была иной:

наполненной энергией, присущей самому пространству; Расширяется с постоянной экспоненциальной скоростью; создало новое пространство так быстро, что наименьшая физическая длина, длина Планка, могла быть растянута до размера наблюдаемой в настоящее время Вселенной всего за 10-32 секунды.

Инфляция приводит к тому, что пространство экспоненциально расширяется, что очень быстро приводит к тому, что любое ранее искривленное пространство является плоским.

В нашем регионе вселенной инфляция закончилась, это правда. Но есть три вопроса, на которые мы не знаем ответа. Они чрезвычайно важны для определения того, насколько велика вселенная и бесконечна она или нет.

Насколько велика была вселенная после инфляции, в которой родился Большой взрыв?

Рассматривая нашу Вселенную сегодня, на равномерном послесвечении Большого Взрыва, на плоскости Вселенной и на колебаниях, которые простирались по Вселенной во всех масштабах, мы можем извлечь некоторую информацию. Мы можем определить верхний предел энергетических масштабов, в которых произошла инфляция; мы можем узнать, сколько вселенной пришлось пройти через инфляцию; мы можем узнать нижний предел того, как долго должна была длиться инфляция.

Но карман с инфляционной вселенной, которая родила нас, может быть намного больше, чем этот нижний предел! Это может быть сотни, миллионы или googles раз больше, чем мы наблюдаем, или по-настоящему бесконечно. И тем не менее, не имея возможности наблюдать большую часть Вселенной, у нас недостаточно информации для принятия решения.

Правильна ли идея «вечной инфляции»?

Предполагая, что инфляция должна быть квантовым полем, в любой данной точке на этом этапе экспоненциального расширения существует вероятность того, что инфляция закончится, что приведет к Большому взрыву, и вероятность продолжения инфляции с созданием большего пространства. Наши расчеты приводят нас к неизбежному выводу: для того, чтобы инфляция производила вселенную, которую мы наблюдаем, она должна всегда создавать больше пространства, в котором будет продолжаться инфляция, по сравнению с регионами, в которых инфляция закончилась Большим взрывом.

Хотя наша наблюдаемая вселенная может появиться в результате окончания инфляции в нашей области пространства 13,8 млрд. Лет назад, остаются области, в которых продолжается инфляция, создавая все больше и больше пространства, даже сегодня. Эта идея известна как вечная инфляция и общепринята сообществом теоретиков-физиков. Но насколько велика должна быть вся незаметная вселенная?

Как долго продолжалась инфляция до тех пор, пока она не закончилась Большим взрывом?

Мы можем видеть только наблюдаемую вселенную, порожденную окончанием инфляции и Большим взрывом. Мы знаем, что инфляция должна длиться как минимум 10-32 секунды или около того, но наверняка она могла длиться дольше. Но сколько еще? Секунды? Много лет? Миллиарды лет? Вечность? Вселенная всегда находится в состоянии инфляции? Началась ли инфляция? Была ли она из предыдущего состояния, которое было вечным? Или все пространство и время исходили из ничего определенного времени? Все может быть, и для всех этих вариантов нет окончательного и проверяемого ответа.

Насколько нам известно, Вселенная намного больше той, которую мы наблюдаем. Вне наблюдаемого мы должны ожидать гораздо больше подобной нам Вселенной, с теми же законами физики, теми же константами, космическими структурами и шансами на возникновение сложной жизни. Должны быть и другие «пузыри», в которых инфляция подошла к концу, много пузырей, которые заключены в еще большее пространство-время, переживая бесконечную инфляцию. И все же, независимо от того, насколько велика эта вселенная или мультивселенная, она может быть бесконечной. Скорее всего, вселенная имеет свой конец, ее протяженность, хотя и спекулятивно большая.

Единственная проблема заключается в том, что у нас недостаточно информации, чтобы наконец ответить на этот вопрос. Мы знаем только, как получить доступ к информации, доступной в нашей наблюдаемой вселенной: в эти 46 миллиардов световых лет во всех направлениях. Ответ на интересующий нас вопрос может быть закодирован во Вселенной, но мы просто не можем его достичь. На данный момент.

Вам нужна помощь квалифицированных специалистов.
Мы готовы помочь вам в реализации ваших идей. Вы можете рассчитывать на максимальный результат от вашего бюджета.

Оставить сообщение на странице

Перед тем как нажать кнопку "Добавить комментарий". Докажите что вы не "Робот", а действительно реальный человек! Нажмите на кнопку "Я не робот".