Visi zina, ka Visums paplašinās. Bet kur? Kas ir šis pagarinājums? Novērojot, kā aug kodol sēne, mēs noteikti varam ierobežot vietu, kurā tā aug. Jautājums var būt ļoti muļķīgs, no vienas puses, bet ļoti interesants, no otras puses.
Tātad Visums kopš lielā sprādziena ir paplašinājies vai sarucis (attiecīgi, parādot sarkanas un zilas maiņas). Bet kur beigsies tā paplašināšanās? Galu galā tas nevar būt bezgalībā. Kāpēc mums jāsaka, ka Visums paplašinās, it kā tā būtu pati normālākā un dabiskākā lieta pasaulē?
Pirmkārt, dažas vienkāršas patiesības
1. Tu tagad nepaplašini
Zemes arī nav. Ne Saules sistēma, ne Piena ceļš. Visuma paplašināšanās ir atkarīga no gravitācijas, kas nozīmē tikai to, ka vietējā gravitācijas dominējošā ietekme tiek novērota reģionos ar augstu blīvumu. Izrādās, ka ne visas galaktikas attālinās no Piena ceļa. Mūsu tuvākais kaimiņš, Andromedas galaktika, metas pret mums ar ātrumu 80 km / s un vairāku miljardu gadu laikā ar mums sadursies.
Reklāmas video:
2. Neticiet metaforām
Jums var šķist, ka Visums izplešas kā gaisa balona sūknēšana. “Izskatieties, tieši tāpat kā Visums!” Moderns britu zinātnieks jums pateiks. Bet jūs, būdams gudrs, pamanīsit, ka ārpus bumbas ir vieta un bumbas divdimensiju virsma izplešas trīsdimensiju telpā. Tomēr mūsu Visumam ir trīs dimensijas.
3. Visumam nav gala vai gala
Mēs neesam īsti pārliecināti, vai Visums ir bezgala liels vai tikai ļoti liels, taču, pat ja tas ir, braucot pietiekami ilgi vienā virzienā, jūs tomēr atgriezīsities kvadrātā. Padomājiet par Pacmanu, bet bez augļiem un spokiem. Runājot par Visuma centru, lūk, kur mums palīdz bumbiņas analoģija. Mums šķiet, ka visas galaktikas attālinās no mums, bet, no viņu viedokļa raugoties, tās būs arī Visuma centrs. Šī ir tikai ilūzija.
Tātad, kur patiesībā Visums paplašinās? Jā uz nekurieni. Nav neviena kosmosa skapja, kas būtu pilns ar lietām. Bet, lai to saprastu, redzēsim, kāda vispārējā relativitāte ir jāsaka par kosmosa laiku.
Vispārējā relativitātes jomā (kā saka profesionāļi) vissvarīgākais telpas (un laika) īpašums ir attālums (un laika intervāls) starp diviem punktiem. Faktiski attālums pilnībā definē vietu. Attāluma skalas attīstību nosaka matērijas un enerģijas daudzums telpā, un, laikam ejot, mērogs palielinās, tāpat palielinās attālums starp galaktikām. Tomēr - un tā ir dīvainība - tas notiek, faktiski neceļot galaktikas.
Iespējams, šajā brīdī tava intuīcija ir izgāzusies. Bet tas mūs neatturēs no dīvainību sakārtošanas.
Mēs jau teicām, ka galaktikas attālinās no mums. Ne īsti. Vienkārši zinātniekiem ir vieglāk izskaidrot, kas patiesībā notiek. Viņi jūs maldina.
“Bet pagaidiet!” Teiks zinātniski izveicīgākais no jums. - "Mēs mēra Doplera nobīdi no attālām galaktikām." Šis tā saucamais "redshift", par kuru jūs zināt, ir fiksēts uz Zemes, un tāpat kā garāmbraucošās ātrās palīdzības sirēna, tas ļauj mums zināt, ka notiek kustība. Bet tas nav kaut kas, kas notiek kosmoloģiskā mērogā. Tā kā attālās galaktikas izstaroja gaismu un tā mūs sasniedza, kosmosa mērogs ir nopietni mainījies, palielinājies. Tā kā telpa ir paplašinājusies, fotonu viļņa garums ir palielinājies, tāpēc gaisma izdalās sarkana.
No šīs pieejas izriet vēl viens jautājums: "Vai tiešām Visums izplešas ātrāk nekā gaismas ātrums?" Ir pilnīgi taisnība, ka vistālākās galaktikas attālumu attiecībā pret mums palielina ātrāk nekā gaismas ātrumu, tad ko? Viņi nepārvietojas ātrāk par gaismu (tie parasti stāv uz vietas). Turklāt, zinot to, tas jums nekādā veidā nepalīdzēs: informācija netiek pārsūtīta. Ja jūs nosūtāt pārtikas paciņu uz citu galaktiku ātrāk nekā gaismas ātrums, to nevar izdarīt (un pat šeit principā jums būs jācenšas). Gaismas ātrums paliek universālais ātruma ierobežotājs.
Par kosmoloģisko ekspansiju esam snieguši visizplatītāko (labi vai arī izveidoti relativistu sfērā) viedokli, taču būtu loģiski beigt ar to, ko mēs vispār nesaprotam. Viss iepriekš minētais darbojas lieliski, ja jums ir iespējas soli uz priekšu un izstiepties. Bet kas notika pašā sākumā, kas padarīja kosmosu burtiski no nekā? Fizika uz šo jautājumu neatbild. Un jums jāgaida, līdz parādās kvantu gravitācijas teorija un izgaismo šo jautājumu.
Iļja Khel