Če se vesolje širi, kje?

Vsakdo ve, da se vesolje širi. Ampak kje? Kaj je ta razširitev? Če opazujemo, kako raste goba, lahko definitivno omejimo prostor, v katerem raste. Vprašanje je po eni strani lahko zelo neumno, po drugi pa zelo zanimivo..

Torej se vesolje širi ali skrči (oziroma prikazuje rdečo in modro premikanje) od trenutka velikega poka. Toda kje je konec njegove širitve? Navsezadnje ne more biti v neskončnosti. Zakaj bi rekli, da se vesolje širi, kot da je najbolj normalna in naravna stvar na svetu?

Prvič, nekaj preprostih resnic.

1. Sedaj se ne širiš. Tudi zemljo. Niti sončni sistem niti Rimska cesta. Širitev vesolja je odvisna od gravitacije, kar pomeni, da se v regijah z visoko gostoto opazijo lokalni učinki prevlade gravitacije. Izkazalo se je, da se vse galaksije ne oddaljujejo od Rimske ceste. Naša najbližja soseda, galaksija Andromeda, hiti proti nam s hitrostjo 80 km / s in bo trčila z nami več milijard let..

2. Ne verjemite metaforam. Morda mislite, da se vesolje širi kot balon, ki se črpa z zrakom. "Poglejte, tako kot vesolje!", Vam bo povedal moden britanski znanstvenik. Če pa ste pametni, boste opazili, da je zunaj krogle prostor in da se dvodimenzionalna površina krogle širi v tridimenzionalni prostor. Vendar ima naše vesolje tri dimenzije..

3. Vesolje nima konca ali roba. Nismo resnično prepričani, ali je vesolje neskončno veliko ali pa je zelo veliko, toda tudi če je to, da potujete v eni smeri dovolj dolgo, boste še vedno na začetku. Zapomnite si "pakmana", vendar brez sadja in duhov. Kar se tiče središča vesolja, nam bo to pomagalo. Zdi se nam, da se vse galaksije odmikajo od nas, toda z njihovega vidika bodo tudi središče vesolja. To je samo iluzija..

Kje se torej vesolje res razširi? Ja, nikjer. Ni prostorske omarice, polne stvari. Da bi to razumeli, pa poglejmo, kaj pravi splošna teorija relativnosti o prostor-času.

V splošni relativnosti (kot pravijo strokovnjaki) je najpomembnejša lastnost prostora (in časa) razdalja (in časovni interval) med dvema točkama. Dejansko razdalja v celoti določa prostor. Evolucijo lestvice razdalje določa količina snovi in ​​energije v prostoru in sčasoma se poveča lestvica in tudi razdalja med galaksijami. Vendar - in to je čudnost - to se zgodi brez dejanskega gibanja galaksij..

Morda na tej točki vaša intuicija ni uspela. Toda to nam ne bo preprečilo razumevanja čudnosti..

Rekli smo že, da se galaksije oddaljujejo od nas. Ne res. Znancem je lažje pojasniti, kaj se v resnici dogaja. Varajo te.

"Ampak počakaj!", Boš rekel najbolj znanstveno zdrava pamet. - "Merimo Dopplerjev premik oddaljenih galaksij." Ta tako imenovani "rdeči premik", za katerega veste, je pritrjen na Zemljo, in kot sirena prehodne ambulante, nam pove, da je gibanje. Vendar to ni tisto, kar se dogaja na kozmološki lestvici. Takoj, ko so oddaljene galaksije oddajale svetlobo in je prišel do nas, se je obseg prostora resno spremenil, zrasel. Ko se je prostor razširil, se je tudi valovna dolžina fotona povečala, zato svetloba oddaja rdečo.

Iz tega pristopa se pojavi drugo vprašanje: "Ali se vesolje širi hitreje od hitrosti svetlobe?" Popolnoma res je, da večina oddaljenih galaksij poveča svojo razdaljo do nas hitreje kot svetlobna hitrost, kaj torej? Ne premikajo se hitreje kot svetloba (običajno mirujejo). Poleg tega vam znanje o tem ne bo pomagalo: informacije se ne posredujejo. Če pošljete paket s hrano v drugo galaksijo, hitreje kot pri hitrosti svetlobe, ne delajte tega (in tukaj, načeloma, morate poskusiti). Hitrost svetlobe ostaja univerzalni omejevalnik hitrosti..

Navedli smo najpogostejše (ali dobro uveljavljene na področju relativistov) mnenje o kozmološki ekspanziji, vendar bi bilo logično sklepati, da sploh ne razumemo. Vse, kar je opisano zgoraj, je odlično, če imate prostor za korak naprej in raztezanje. Toda kaj se je zgodilo na samem začetku, zakaj se je prostor dobesedno oblikoval iz nič? Fizika na to vprašanje nima odgovora. In morali bomo počakati, da se bo pojavila teorija kvantne gravitacije in osvetlila to vprašanje..