Что это значит, когда говорят, что вселенная расширяется?
Когда ученые говорят о расширяющейся Вселенной, они имеют в виду, что она растет с самого начала Большого Взрыва.
Галактики, расположенные за пределами нашей, удаляются от нас, а галактики, расположенные дальше всех, удаляются быстрее всех. Это означает, что вне зависимости от того, в какой галактике Вы находитесь, все остальные галактики удаляются от Вас.
Однако галактики движутся не через пространство, а в пространстве, потому что пространство тоже движется. Другими словами, во вселенной нет центра, все удаляется от вас. Если вы представляете себе сетку пространства с галактикой каждые миллионы световых лет или около того, через достаточно времени эта сетка будет растягиваться так, что галактики будут распространяться на каждые два миллиона световых лет, и так далее, возможно, в бесконечность.
Вселенная охватывает все, что существует, от самого маленького атома до самой большой галактики; с тех пор, как она образовалась около 13,7 миллиардов лет назад во время Большого взрыва, она расширяется и может быть бесконечной по своему охвату. Часть Вселенной, знания о которой у нас есть, называется наблюдаемой Вселенной, той областью вокруг Земли, из которой свет успел до нас добраться.
Одна из известных аналогий, объясняющих расширяющуюся вселенную, - это воображение вселенной, как буханка изюмного хлебного теста. По мере того, как хлеб поднимается и расширяется, изюм удаляется все дальше друг от друга, но все равно застревает в тесте. В случае с Вселенной, там могут быть изюм, который мы больше не можем видеть, потому что они движутся так быстро, что их свет никогда не достигнет Земли. К счастью, гравитация контролирует вещи на локальном уровне и держит наши изюминки вместе.
Кто это понял?
Американский астроном Эдвин Хаббл сделал наблюдения в 1925 году и был первым, кто доказал, что Вселенная расширяется. Он доказал, что существует прямая связь между скоростями далеких галактик и их удаленностью от Земли. Теперь это известно как "Закон Хаббла". Космический телескоп Хаббла был назван в его честь, а единственное число, описывающее скорость космического расширения, связывающее видимые скорости спада внешних галактик с их расстоянием, называется Хабблом Константом.
Значит, Вселенная бесконечна?
Возможно, проще объяснить начало Вселенной и теорию Большого Взрыва, чем говорить о том, чем она закончится. Возможно, что Вселенная будет существовать вечно, или же она может быть вытеснена из существования в обратном направлении по сценарию Большого взрыва, но это будет настолько далеко в будущем, что она с тем же успехом может быть бесконечной. До недавнего времени космологи (ученые, изучающие Вселенную) полагали, что скорость расширения Вселенной замедляется из-за воздействия гравитации. Однако текущие исследования показывают, что Вселенная может расширяться до бесконечности. Но исследования продолжаются, и новые исследования сверхновых в отдаленных галактиках и сила, называемая темной энергией, могут изменить возможные судьбы Вселенной.
Роберт Никол, доцент кафедры астрофизики Университета Карнеги-Меллон в Питтсбурге, приводит некоторые дополнительные подробности.
Первый и самый быстрый ответ - задать другой вопрос: есть ли у поверхности шара край? Очевидно, нет. Тем не менее, когда вы взрываете воздушный шар, поверхность расширяется. Аналогия также удовлетворяет закон Хаббла в том, что если бы вы писали точки на поверхности шара, они бы отступали друг от друга быстрее по мере того, как увеличивалось бы их расстояние друг от друга.
Аналогия с шариком нередко применяется, но он разламывается, когда люд узнают: "А как же изнутри шарика?". В конце концов, мы присматриваем шар в 3-х измерениях. Муравей на плоскости шара не понимает ни всходящего, ни ни ни ни нисходящего, в следствие этого для муравья внутренняя доля шара не содержит смысла. Буквально например же галактика расширяется в пространстве-времени, или же в 4 измерениях в одно и тоже время (это откровение было величавым прыжком Эйнштейна). Например же, как муравей на невесомом шаре проживает в трехмерной вселенной, но лишь только "лицезреет" 2 измерения, мы живем в четырехмерной вселенной, но на самом деле проверяем лишь только 3 измерения.
Спрашивать, что находится за гранью - бессмысленно в пространстве-времени. Во-первых, края может и не быть - это зависит от точной геометрии вселенной. А во-вторых, в пространстве-времени есть расширение, так что до "большого взрыва" не было ни пространства, ни времени. Так что мы не расширяемся во что-то, потому что чего-то никогда не существовало.
