Есть ли граница, которую нам не преодолеть никогда? Есть ли такие места во вселенной, которые мы никогда не сможем обнаружить, как бы ни старались? Разумеется, да. Даже технологии из космических романов не позволят нам выйти за пределы отведённого нам уголка во вселенной. Почему же, и до чего мы вообще можем дойти?
Мы живём в спокойном уголке млечного пути, спиральной галактике среднего размера, состоящей из миллиарда звёзд, газовых облаков, планет, тёмной материи и нейтронных звёзд. В центре нашей галактики сверхмассивная чёрная дыра. Издалека наша галактика выглядит плотной, но в основном, она состоит из пустоты (среднее расстояние между звёздами 47 триллионов километров(4,96 световых лет)). С нашими современными технологиями полёт к ближайшей звезде займёт тысячелетия. Наша галактика и правда немаленькая.
А теперь представим что нас ждёт прекрасное будущее. Человечество станет цивилизацией третьего типа и её не уничтожат пришельцы, и на основе наиболее современных представлений в физике, будут разработаны скоростные межзвёздные корабли. Как далеко мы сможем забраться при этом сценарии?
Вот наша местная группа
В соотношении с наблюдаемой вселенной, она занимает одну стомиллиардную её часть. Здорово, правда?
Сам факт, что у нас есть предел, и мы никогда не доберёмся до большей части вселенной просто пугает. Почему же мы не сможем идти дальше? Всё дело в природе пустоты. Пустое пространство, на самом деле - не совсем пустое, оно обладает присущей ему энергией, так называемыми квантовыми флуктуациями. В этом пространстве постоянно происходят незаметные взаимодействия. Частицы и античастицы постоянно появляются и взаимоуничтожают друг друга. Пустоту можно представить как кастрюлю с кипящей жидкостью, которая где-то более, где-то менее плотная.
Теперь вернёмся на 13 миллиардов 800 миллионов лет назад, когда космос был совсем пустым. Сразу после взрыва, видимая вселенная, изначально имевшая размеры горошины, расширилась на триллионы километров за доли секунды.
Внезапное расширение вселенной было таким стремительным и экстремальным, что все эти квантовые флуктуации тоже растянулись. Расстояние субатомного уровня резко стало галактическим, с пустыми и плотными областями. После расширения, гравитация начала притягивать всё части друг к другу. В самом большом масштабе расширение было слишком мощным, но на более мелком уровне стало побеждать притяжение.
Через некоторое время плотные участки образовали группы галактик, в одной из таких мы и живём. Материя внутри нашего островка стягивается гравитацией. Но почему же мы не сможем путешествовать с одного островка на другой?
Дело в тёмной энергии, она всё усложняет. Около 6 миллиардов лет назад она начала своё тёмное дело. Это невидимая сила, служащая причиной расширения вселенной. Мы не знаем что это такое, и откуда она взялась, но мы чётко видим результат её работы.
На ранней стадии, рядом с местной группой находились кластеры из тысяч галактик. Но все эти структуры, находящиеся за пределами местной группы никак не связаны с нами гравитацией. Поэтому чем больше вселенная расширяется, тем больше расстояние между нами. Тёмная материя постоянно отдаляет нас, делая другие галактики и кластеры всё более недостижимыми. Ближайшая группа галактик уже находится в миллионах световых лет от нас, при этом она отдаляется с такой скоростью, что догнать её не представляется возможным. В то время когда остальная вселенная будет отдаляться, местная группа будет сжиматься, что в итоге приведёт к слиянию андромеды и млечного пути в млекомеду.
(4 000 000 0019 год. фото в цвете)
Но есть ещё более печальные данные. Чем дальше отдаляются от нас галактики, тем тусклее они становятся, в какой-то момент долетевшие до нас из космоса фотоны будут искажаться настолько, что мы попросту не сможем распознать их. Когда это произойдёт, информация о том, что находится за пределами местной группы, станет физически недосягаемой. Вселенная станет невидимой. Во всех направлениях мы не будем видеть ничего, кроме тьмы и пустоты, всегда, до скончания времён.
Местная группа, всё равно бесконечна велика для человечества, мы до сих пор толком не можем покинуть солнечную систему, но у нас есть ещё миллиарды лет для исследования нашей галактики. Нам невероятно повезло жить в то время, когда можно видеть не только наше будущее, но и наше далёкое прошлое. И несмотря на изолированность и отдалённость местной группы, мы можем постигать вселенную - огромную и невероятную, прямо сейчас.