2019 m., Tai yra bendra emocija - norėti kuo daugiau išvykti keturis ar penkis kartus per dieną ne tik į kosmosą, bet ir į patį pasaulio pabaigą, norint atsikratyti blogo apsėstumo ar blogo oro, vėluojančio traukinio ar aptemptų kelnių, tokių įprastų. daiktų žemėje. Bet kas jūsų lauks šioje kosmologinėje srityje? Kas tai yra - pasaulio kraštas, Visatos kraštas - ką mes ten pamatysime? Ar tai apskritai riba ar begalybė?
Paklauskime mokslininkų.
- „Salik.biz“
Ant pasaulio krašto
Seanas Carrollas, Kalifornijos technologijos instituto fizikos profesorius:
„Kiek mes žinome, Visata neturi ribų. Stebima visata turi kraštą - ribą to, ką galime pamatyti. Taip yra todėl, kad šviesa važiuoja ribotu greičiu (vieni šviesos metai per metus), taigi, žiūrėdami į tolimus dalykus, mes žiūrime atgal į laiką. Pačioje pabaigoje mes matome, kas vyko beveik 14 milijardų metų, likutinę Didžiojo sprogimo radiaciją. Tai yra kosminis mikrobangų fonas, kuris mus supa iš visų pusių. Bet tai nėra fizinė „siena“, jei iš tikrųjų taip vertinate.
Kadangi matome tik taip toli, mes nežinome, kas yra daiktai, esantys už mūsų stebimos visatos ribų. Visata, kurią matome, yra gana vienalytė plačiu mastu ir, ko gero, tiesiogine to žodžio prasme ji visada tęsis toliau. Arba Visata galėtų susisukti į sferą ar torą. Jei taip, visatos dydis bus ribotas, tačiau ji vis tiek neturės kraštų, kaip ir apskritimas neturi nei pradžios, nei pabaigos.
Taip pat įmanoma, kad Visata nėra vienalytė, nei mes galime pamatyti, ir kad sąlygos labai skiriasi skirtingose vietose. Šią galimybę pateikia kosmologinė daugialypė dalis. Mes nežinome, ar daugialypė versija iš esmės egzistuoja, bet kadangi nematome nei vieno, nei kito, būtų protinga likti nešališkam “.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Joe Dunkley, fizikos ir astrofizikos mokslų profesorius iš Prinstono universiteto:
Taip, viskas yra tas pats!
Gerai, mes nemanome, kad Visata turi kraštą ar kraštą. Mes manome, kad jis tęsiasi neribotą laiką visomis kryptimis, arba apvynioja save, kad nebūtų be galo didelis, bet vis tiek neturi kraštų. Įsivaizduokite spurgos paviršių: jis neturi ribų. Gal visa Visata yra tokia (bet trijose dimensijose - spurgos paviršiuje yra tik dvi dimensijos). Tai reiškia, kad galite keliauti erdvėlaiviu bet kuria kryptimi, o jei keliausite pakankamai ilgai, grįšite ten, kur pradėjote. Nėra krašto.
Tačiau yra ir tai, ką mes vadiname stebima visata, kuri yra ta erdvės dalis, kurią iš tikrųjų galime pamatyti. Šios vietos kraštas yra tas, kuriame šviesa neturėjo pakankamai laiko mus pasiekti nuo visatos pradžios. Mes galime pamatyti tik tokį kraštą, o už jo, ko gero, bus viskas, ką matome aplink: galaktikų superklasteriai, kurių kiekviename yra milijardai žvaigždžių ir planetų “.
Paskutinis išsibarstęs paviršius
Jesse Sheltonas, Ilinojaus universiteto Urbana-Champaign universiteto Fizikos ir astronomijos katedros docentas:
„Viskas priklauso nuo to, ką jūs turite omenyje visatos kraštą. Kadangi šviesos greitis yra ribotas, tuo toliau ir toliau į kosmosą mes žiūrime, tuo toliau ir toliau atgal į laiką žiūrime - net žvelgdami į kaimyninę galaktiką Andromedą matome ne tai, kas vyksta dabar, bet tai, kas nutiko prieš dvejus su puse milijono metų kai Andromedos žvaigždės skleidė šviesą, kuri tik dabar pateko į mūsų teleskopus. Seniausia šviesa, kurią galime pamatyti, atkeliavo iš giliausių gelmių, taigi tam tikra prasme Visatos kraštas yra seniausia šviesa, kuri mus pasiekė. Mūsų visatoje tai yra kosminis mikrobangų fonas - silpnas, ilgai trunkantis Didžiojo sprogimo žvilgsnis, žymintis momentą, kai Visata atvėsta, kad atomai galėtų susidaryti. Tai vadinama paskutinio išsibarstymo paviršiumi,kai jis žymi vietą, kurioje fotonai nustojo šokinėti tarp elektronų karštoje, jonizuotoje plazmoje ir pradėjo tekėti per skaidrią erdvę, milijardais šviesmečių mūsų kryptimi. Taigi galime pasakyti, kad Visatos kraštas yra paskutinio išsibarstymo paviršius.
Kas šiuo metu yra visatos pakraštyje? Na, mes nežinome - ir mes negalime sužinoti, mums teks palaukti, kol ten sklindanti šviesa ateis link mūsų, skraidys daugybę milijardų metų ateityje, tačiau visata plečiasi vis greičiau ir greičiausiai mes nematysime naujo visatos krašto. … Galime tik spėlioti. Didelėje plotmėje mūsų Visata atrodo beveik tokia pati, kur bežiūrėtumėte. Yra tikimybė, kad jei šiandien būtumėte stebimos visatos pakraštyje, pamatytumėte visatą, kuri yra daugiau ar mažiau panaši į mūsų pačių: galaktikos, didesnės ir mažesnės, visomis kryptimis. Aš manau, kad dabar visatos kraštas yra tiesiog dar didesnis Visatos kraštas: daugiau galaktikų, daugiau planetų, daugiau gyvų dalykų, užduodančių tą patį klausimą “.
Michaelas Troxelis, Duke universiteto fizikos docentas:
„Nors visatos dydis tikriausiai yra begalinis, iš tikrųjų yra daugiau nei vienas praktinis„ kraštas “.
Mes manome, kad Visata iš tikrųjų yra begalinė - ir ji neturi ribų. Jei Visata būtų „plokščia“(kaip popieriaus lapas), kaip mūsų testai parodė iki procentinio punkto, arba „atvira“(kaip balnas), tada ji tikrai yra begalinė. Jei jis yra „uždarytas“kaip krepšinis, tada jis nėra begalinis. Tačiau jei einate pakankamai toli viena kryptimi, pateksite ten, kur pradėjote: įsivaizduokite, kad judate rutulio paviršiumi. Kaip kartą sakė hobis, vardu Bilbo: „Kelias eina pirmyn ir pirmyn …“. Vėl ir vėl.
Visata turi „kraštą“mums - net du. Taip yra dėl bendrosios reliatyvumo dalies, teigiančios, kad visatos daiktams (įskaitant šviesą) yra greičio apribojimas 299,792,458 m / s - ir šis greičio apribojimas galioja visur. Mūsų matavimai taip pat sako, kad Visata plečiasi visomis kryptimis ir plečiasi vis sparčiau. Tai reiškia, kad stebint objektą, kuris yra labai toli nuo mūsų, reikia laiko, kad šviesa iš to objekto mus pasiektų (atstumas padalytas iš šviesos greičio). Apgaulė yra ta, kad erdvei plečiantis šviesai keliaujant link mūsų, atstumas, kurį šviesa turi nukeliauti, laikui bėgant taip pat didėja, kol ji eina link mūsų.
Taigi, pirmas dalykas, kurio galite paklausti, koks yra toliausias atstumas, kurį galėjome stebėti nuo objekto, jei jis būtų skleidžiamas pačioje visatos pradžioje (kuris yra maždaug 13,7 milijardo metų senumo). Pasirodo, šis atstumas yra 47 milijardai šviesmečių (šviesos metai yra maždaug 63 241 kartus didesnis už atstumą tarp Žemės ir Saulės) ir yra vadinamas kosmologiniu horizontu. Klausimą galima užduoti kiek kitaip. Jei mes siųstume pranešimą šviesos greičiu, kokiu atstumu galėtume ją gauti? Tai dar įdomiau, nes ateityje Visatos plėtimosi greitis didėja.
Pasirodo, net jei ši žinia sklando amžinai, ji gali pasiekti tik tuos, kurie dabar yra 16 milijardų šviesmečių atstumu nuo mūsų. Tai vadinama „kosminių įvykių horizontu“. Tačiau tolimiausia planeta, kurią galėjome stebėti, yra už 25 tūkstančių šviesmečių, tad vis tiek galėtume pasveikinti visus, kurie šiuo metu gyvena šioje visatoje. Bet toliausias atstumas, kuriuo mūsų dabartiniai teleskopai galėjo atskirti galaktiką, yra apie 13,3 milijardo šviesmečių, todėl mes negalime pamatyti, kas yra visatos pakraštyje. Niekas nežino, kas yra abiejose pusėse “.
Abigail Weiregg, Kosmologinės fizikos instituto docentė. Kavila Čikagos universitete:
„Naudodami teleskopus Žemėje, mes žvelgiame į tolimųjų Visatos vietų skleidžiamą šviesą. Kuo toliau nuo šviesos šaltinio, tuo ilgiau reikia šiai šviesai patekti. Todėl, žiūrėdami į tolimas vietas, jūs žiūrite į tai, kokios tos vietos buvo, kai gimė jūsų matyta šviesa, o ne į tai, kaip šios vietos atrodo šiandien. Galite žiūrėti toliau ir toliau, o tai atitiks judėjimą toliau ir toliau atgal, kol pamatysite tai, kas egzistavo kelis tūkstantmečius po Didžiojo sprogimo. Prieš tai Visata buvo tokia karšta ir tanki (jau seniai, kol nebuvo žvaigždžių ir galaktikų!), Kad bet kokia Visatoje esanti šviesa niekada negalėjo užklupti, jos neįmanoma pamatyti šiuolaikiniais teleskopais. Tai yra „stebimos visatos“- horizonto kraštas, nes jūs negalite pamatyti nieko už jo ribų. Laikas eina, šis horizontas keičiasi. Jei galėtumėte pažvelgti į Visatą iš kitos planetos, greičiausiai pamatytumėte tą patį, ką matome Žemėje: savo horizontą, kurį riboja laikas, praėjęs nuo Didžiojo sprogimo, šviesos greitis ir Visatos išsiplėtimas.
Kaip atrodo vieta, kuri atitinka žemės horizontą? Nežinome, nes galime pamatyti šią vietą tokią, kokia ji buvo iškart po Didžiojo sprogimo, o ne tokią, kokia ji yra šiandien. Bet visi matavimai rodo, kad visa matoma visata, įskaitant stebimos visatos kraštą, atrodo maždaug taip, kaip ir šiandien mūsų vietinėje visatoje: su žvaigždėmis, galaktikomis, galaktikų spiečiais ir didžiulė tuščia erdvė.
Mes taip pat manome, kad Visata yra daug didesnė už tą Visatos dalį, kurią šiandien galime pamatyti iš Žemės, ir kad pati Visata per se neturi „krašto“. Tai tik plečiantis erdvės laikas “.
Visata neturi ribų
Artūras Kosovskis, Pitsburgo universiteto fizikos profesorius:
„Viena iš svarbiausių visatos savybių yra jos amžius, kurį, remiantis įvairiais matavimais, mes dabar apibūdiname kaip 13,7 milijardo metų. Kadangi mes taip pat žinome, kad šviesa juda pastoviu greičiu, tai reiškia, kad ankstyvaisiais laikais pasirodęs šviesos spindulys iki šiol nuvažiavo tam tikrą atstumą (vadinkime tai „atstumu iki horizonto“arba „Hablo atstumu“). Kadangi niekas negali nuvažiuoti greičiau nei šviesos greitis, Hablo atstumas bus toliausias atstumas, kurį iš principo galime bet kada stebėti (nebent rastume kokį nors būdą apeiti reliatyvumo teoriją).
Šviesos šaltinis, nukreiptas į mus beveik iš Hablo atstumo: kosminė mikrobangų foninė radiacija. Mes žinome, kad Visata neturi „krašto“atstumu iki mikrobangų šaltinio, kuris yra beveik visas Hablo atstumas nuo mūsų. Todėl mes paprastai manome, kad Visata yra daug didesnė už mūsų pačių stebimą Hablo tūrį ir kad tikrasis galimas kraštas yra daug toliau nei mes kada nors galėtume pastebėti. Galbūt tai netiesa: gali būti, kad visatos kraštas yra iškart už Hablo atstumo nuo mūsų, o už jo ribų - jūros monstrai. Bet kadangi visa mūsų stebima visata yra santykinai vienoda ir vienalytė visur, toks posūkis būtų labai keistas.
Bijau, kad niekada neturėsime gero atsakymo į šį klausimą. Visata gali iš viso neturėti krašto, ir jei ji bus, ji bus pakankamai toli, kad mes jos niekada nematysime. Mums belieka suvokti tik tą Visatos dalį, kurią iš tikrųjų galime stebėti “.
Ilja Khel