2019. gadā šī ir ierasta emocija - novēlēt pēc iespējas vairāk doties četrreiz vai piecas reizes dienā ne tikai kosmosā, bet arī līdz pašam pasaules galam, lai atbrīvotos no sliktas apsēstības vai sliktiem laika apstākļiem, aizkavēta vilciena vai stingrām biksēm, tāpēc tas ir parasts uz lietu zemes. Bet kas jūs gaidīs uz šīs kosmoloģiskās robežas? Kas tas par lietu - pasaules malu, Visuma malu - ko mēs tur redzēsim? Vai tā ir robeža vai bezgalība kopumā?
Vaicāsim zinātniekiem.
Pasaules malā
Šons Karols, Kalifornijas Tehnoloģiju institūta fizikas profesors:
“Cik mēs zinām, Visumam nav robežu. Novērojamajam visumam ir mala - robeža tam, ko mēs varam redzēt. Tas notiek tāpēc, ka gaisma pārvietojas ierobežotā ātrumā (viens gaismas gads gadā), tāpēc, aplūkojot tālās lietas, mēs atskatāmies laikā. Pašās beigās mēs redzam, kas notiek gandrīz 14 miljardu gadu laikā, Lielā sprādziena atlikušo starojumu. Tas ir kosmiskais mikroviļņu fons, kas mūs ieskauj no visiem virzieniem. Bet tā nav fiziska "robeža", ja jūs patiešām to vērtējat.
Tā kā mēs varam redzēt tikai tik tālu, mēs nezinām, kas ir lietas, kas atrodas ārpus mūsu novērojamā Visuma. Visums, ko mēs redzam, ir diezgan viendabīgs plašā mērogā, un, iespējams, tas burtiski vienmēr turpināsies šādā veidā. Alternatīvi Visums varētu salocīties sfērā vai torā. Ja tā, Visuma lielums būs ierobežots, taču tam joprojām nebūs robežu, tāpat kā lokam nav ne sākuma, ne beigu.
Ir arī iespējams, ka Visums nav viendabīgs ārpus tā, ko mēs varam redzēt, un ka apstākļi dažādās vietās ir ļoti atšķirīgi. Šo iespēju piedāvā kosmoloģiskais multiverse. Mēs nezinām, vai multiverse pastāv principā, bet, tā kā mēs neredzam ne vienu, ne otru, būtu saprātīgi palikt objektīvam."
Reklāmas video:
Džo Dunklijs, fizikas un astrofizisko zinātņu profesors Prinstonas universitātē:
“Jā, viss ir vienāds!
Labi, mēs nedomājam, ka Visumam ir robeža vai mala. Mēs domājam, ka tas vai nu turpinās bezgalīgi visos virzienos, vai arī ietina sevi, lai tas nebūtu bezgala liels, bet tam joprojām nebūtu malu. Iedomājieties virtuļa virsmu: tai nav robežu. Varbūt viss Visums ir tāds (bet trīs dimensijās - virtula virsmā ir tikai divas dimensijas). Tas nozīmē, ka jūs varat ceļot kosmosa kuģī jebkurā virzienā, un, ja jūs ceļojat pietiekami ilgi, jūs atgriezīsities tur, kur sākāt. Nav malas.
Bet ir arī tas, ko mēs saucam par novērojamo Visumu, kas ir tā kosmosa daļa, kuru mēs faktiski varam redzēt. Šīs vietas mala ir tā, kur gaismai nebija pietiekami daudz laika, lai mūs sasniegtu kopš Visuma sākuma. Mēs varam redzēt tikai šādu malu, un aiz tās, iespējams, būs viss, ko mēs redzam apkārt: galaktiku superklases, no kurām katra satur miljardiem zvaigžņu un planētu."
Pēdējā izkliedes virsma
Jesse Shelton, Ilinoisas Universitātes Fizikas un astronomijas katedras docents Urbana-Champaign:
“Viss ir atkarīgs no tā, ko jūs domājat ar Visuma malu. Tā kā gaismas ātrums ir ierobežots, jo tālāk un tālāk kosmosā mēs skatāmies, jo tālāk un tālāk atpakaļ mēs skatāmies - pat tad, kad skatāmies uz kaimiņu galaktiku Andromedu, mēs redzam nevis to, kas notiek tagad, bet to, kas notika pirms divarpus miljoniem gadu kad Andromedas zvaigznes izstaroja gaismu, kas tikai tagad ir iekļuvusi mūsu teleskopos. Vecākā gaisma, ko mēs varam redzēt, nāca no visdziļākajiem dziļumiem, tāpēc savā ziņā Visuma mala ir vecākā gaisma, kas mūs sasniegusi. Mūsu Visumā tas ir kosmiskais mikroviļņu fons - vājš, ilgstošs Lielā sprādziena pēctecums, kas iezīmē brīdi, kad Visums ir pietiekami atdzisis, lai atomi varētu veidoties. To sauc par pēdējās izkliedes virsmu,kad tas iezīmē vietu, kur fotoni pārstāja atlekt starp elektroniem karstā, jonizētā plazmā un sāka izplūst caurspīdīgā telpā, miljardiem gaismas gadu mūsu virzienā. Tādējādi mēs varam teikt, ka Visuma mala ir pēdējās izkliedes virsma.
Kas šobrīd atrodas Visuma malā? Nu, mēs nezinām - un to arī nevaram uzzināt, mums būtu jāgaida, kamēr gaisma, ko tur izstaro tagad un kas nāk pretī, nākotnē lido daudzus miljardus gadu, bet, tā kā Visums paplašinās arvien straujāk, maz ticams, ka mēs redzētu jaunu Visuma malu. … Mēs varam tikai minēt. Plašā mērogā mūsu Visums izskatās vienādi visur, kur vien skatāties. Izredzes ir labas, ka, ja jūs šodien atrastos uz novērojamā Visuma robežas, jūs redzētu Visumu, kas vairāk vai mazāk līdzīgs mūsējam: galaktikas, lielākas un mazākas, visos virzienos. Es domāju, ka Visuma mala tagad ir pat vēl lielāka Visuma daļa: vairāk galaktiku, vairāk planētu, vairāk dzīvo lietu, kas uzdod to pašu jautājumu."
Maikls Troksels, Djūka universitātes fizikas asociētais profesors:
“Lai arī Visums, iespējams, ir bezgalīgs, faktiski ir vairāk nekā viena praktiska“mala”.
Mēs domājam, ka Visums patiesībā ir bezgalīgs - un tam nav robežu. Ja Visums būtu “plakans” (piemēram, papīra lapa), kā mūsu testi parādīja līdz procentu punktam, vai “atvērts” (piemēram, uz seglu), tad tas tiešām ir bezgalīgs. Ja tas ir "slēgts" kā basketbols, tad tas nav bezgalīgs. Tomēr, ja jūs ejat pietiekami tālu vienā virzienā, jūs nonāksit tur, kur sākāt: iedomājieties, ka jūs pārvietojaties uz bumbiņas virsmas. Kā reiz teica hobijs Bilbo: "Ceļš ved uz priekšu un uz priekšu …". Atkal un atkal.
Visumam mums ir "mala" - pat divi. Tas ir saistīts ar daļu no vispārējās relativitātes, kurā teikts, ka visām lietām (ieskaitot gaismu) Visumā ir ātruma ierobežojums 299 792 458 m / s - un šis ātruma ierobežojums attiecas visur. Mūsu mērījumi mums arī saka, ka Visums paplašinās visos virzienos un paplašinās arvien ātrāk. Tas nozīmē, ka, novērojot objektu, kas atrodas ļoti tālu no mums, ir nepieciešams laiks, lai gaisma no šī objekta sasniegtu mūs (attālums dalīts ar gaismas ātrumu). Viltība ir tāda, ka, paplašinoties telpai, gaismai virzoties pret mums, attālums, kam gaismai jābrauc, laika gaitā arī palielinās, virzoties pret mums.
Tātad, pirmais, ko jūs varētu jautāt, ir tas, kas ir tālākais attālums, no kura mēs varētu novērot gaismu no objekta, ja tas būtu izstarots visuma pašā sākumā (kas ir apmēram 13,7 miljardi gadu vecs). Izrādās, ka šis attālums ir 47 miljardi gaismas gadu (gaismas gads ir aptuveni 63 241 reizes lielāks par attālumu starp Zemi un Sauli), un to sauc par kosmoloģisko horizontu. Jautājumu var uzdot nedaudz savādāk. Ja mēs nosūtītu ziņojumu gaismas ātrumā, no kāda attāluma mēs to varētu saņemt? Tas ir vēl interesantāk, jo nākotnē Visuma izplešanās ātrums palielinās.
Izrādās, ka pat tad, ja šī vēsts lido mūžīgi, tā var sasniegt tikai tos, kuri tagad atrodas 16 miljardu gaismas gadu attālumā. To sauc par "kosmisko notikumu horizontu". Tomēr vistālākā planēta, ko mēs varētu novērot, atrodas 25 tūkstošu gaismas gadu attālumā, tāpēc mēs joprojām varētu sveikt visus, kas šobrīd dzīvo šajā Visumā. Bet vistālākais attālums, kurā mūsu pašreizējie teleskopi varētu atšķirt galaktiku, ir aptuveni 13,3 miljardi gaismas gadu, tāpēc mēs nevaram redzēt, kas atrodas Visuma malā. Neviens nezina, kas atrodas abās pusēs."
Abigail Weiregg, Kosmoloģiskās fizikas institūta asociētais profesors. Kavila Čikāgas universitātē:
“Izmantojot teleskopus uz Zemes, mēs skatāmies uz gaismu, kas izstaro no tālām Visuma vietām. Jo tālāk ir gaismas avots, jo ilgāks laiks nepieciešams, lai šī gaisma nokļūtu šeit. Tāpēc, kad jūs skatāties attālās vietās, jūs skatāties uz to, kādas bija šīs vietas, kad piedzima redzētā gaisma - nevis uz to, kā šīs vietas izskatās šodien. Jūs varat turpināt meklēt tālāk un tālāk, kas atbildīs virzībai tālāk un tālāk laikā, līdz redzēsit kaut ko tādu, kas pastāvēja vairākas tūkstošgades pēc Lielā sprādziena. Pirms tam Visums bija tik karsts un blīvs (ilgi pirms bija zvaigznes un galaktikas!), Ka jebkura Visuma gaisma nekad nevarētu uzķerties, to nevar redzēt ar mūsdienu teleskopiem. Šī ir "novērojamā Visuma" - horizonta - mala, jo jūs neko vairāk par to nevarat redzēt. Laiks iet, šis horizonts mainās. Ja jūs varētu palūkoties uz Visumu no citas planētas, jūs, iespējams, redzētu to pašu, ko mēs redzam uz Zemes: savu horizontu, kuru ierobežo laiks, kas pagājis kopš Lielā sprādziena, gaismas ātrums un Visuma izplešanās.
Kā izskatās vieta, kas atbilst zemes horizontam? Mēs nezinām, jo mēs varam redzēt šo vietu tādu, kāda tā bija tūlīt pēc Lielā sprādziena, un nevis tādu, kāda tā ir šodien. Bet visi mērījumi rāda, ka viss redzamais Visums, ieskaitot novērotā Visuma malu, izskatās apmēram tāds pats, kā šodien mūsu lokālais Visums: ar zvaigznēm, galaktikām, galaktiku kopām un milzīgu tukšu vietu.
Mēs arī domājam, ka Visums ir daudz lielāks nekā tā Visuma daļa, ko mēs šodien varam redzēt no Zemes, un ka Visumam pašam par sevi nav "malas". Tas ir tikai paplašinājies telpas laiks."
Visumam nav robežu
Artūrs Kosovskis, Pitsburgas universitātes fizikas profesors:
“Viena no visuma fundamentālākajām īpašībām ir tā vecums, kuru saskaņā ar dažādiem mērījumiem mēs tagad definējam kā 13,7 miljardus gadu. Tā kā mēs arī zinām, ka gaisma pārvietojas ar nemainīgu ātrumu, tas nozīmē, ka agrīnajos laikos parādītais gaismas stars jau ir nobraucis noteiktu attālumu (sauksim šo "attālumu līdz horizontam" vai "Habla attālums"). Tā kā nekas nevar pārvietoties ātrāk par gaismas ātrumu, Habla attālums būs tālākais attālums, ko principā varam novērot (ja vien mēs atradīsim veidu, kā apiet relativitātes teoriju).
Mums ir gaismas avots, kas nāk no mums gandrīz no Habla attāluma: kosmiskais mikroviļņu fona starojums. Mēs zinām, ka Visumam nav "malas" attālumā no mikroviļņu avota, kas ir gandrīz viss Habla attālums no mums. Tāpēc parasti mēs pieņemam, ka Visums ir daudz lielāks nekā mūsu pašu novērotais Habla tilpums un ka reālā mala, kas var pastāvēt, atrodas daudz tālāk nekā mēs jebkad varētu novērot. Varbūt tā nav taisnība: iespējams, ka Visuma mala atrodas tieši aiz Habla attāluma no mums, bet aiz tā - jūras monstriem. Bet, tā kā viss mūsu novērotais Visums ir salīdzinoši vienāds un viendabīgs visur, šāds pavērsiens būtu ļoti dīvains.
Baidos, ka mums nekad nebūs labu atbilžu uz šo jautājumu. Visumam var nebūt malas, un, ja tas notiks, tas būs pietiekami tālu, ka mēs to nekad neredzēsim. Mums atliek izprast tikai to Visuma daļu, kuru mēs patiešām varam novērot."
Iļja Khel