В прошлом считалось, что Вселенная бесконечна во времени и пространстве или что она имеет конечный размер, но время началось с момента рождения Вселенной. Впоследствии вопрос о том, было ли у Вселенной начало, был передан в область метафизики или теологии. Из-за ограниченных технологических возможностей предыдущих эпох, ученые описали Вселенную на основе того, что они могли наблюдать в то время, используя теорию о том, что Вселенная существовала всегда, или теорию о том, что она возникла в какой-то момент в прошлом, привела к ее формированию.
Теперь мы знаем, что эта дискуссия намного сложнее, чем мы когда-либо могли себе представить. В бесконечной и статичной Вселенной ускоренное расширение Космоса, вызванное темной энергией, не имеет смысла. Статичная и неизменная Вселенная не может расширяться.
Когда сэр Исаак Ньютон начал изучать звезды, он предсказал, что их привлекает невидимая сила. Позднее Ньютон пришел к выводу, что сила притяжения между космическими объектами зависит от их массы и расстояния между ними. В его теории гравитации звезды должны притягиваться друг к другу так же, как притяжение между магнитами. Однако, судя по всему, далекие звезды сохраняют статическое положение и кажутся неподвижными. Более того, если звезды притягиваются друг к другу, не означает ли это, что Вселенная сомкнется в центральной точке?
Это расстроило Ньютона, который вместо того, чтобы изменить свою теорию (как это делают большинство современных космологов), предположил, что Вселенная бесконечна, с бесконечным количеством звезд, которые распределены равномерно. Звезды не рухнут вместе, если нет центральной точки, в которую можно было бы упасть, поэтому эта гипотеза, казалось, решила загадку неизменного аспекта неба.
В бесконечной Вселенной каждую точку можно считать центром Вселенной, и эта теория предсказывает, что каждая точка на небесном своде будет соответствовать бесконечному количеству звезд по обе стороны от нее. Согласно закону всемирного притяжения Ньютона, в среднем звезды будут коллапсировать так же быстро в бесконечной вселенной, как и в конечной вселенной, потому что сила, действующая на объект, также будет бесконечной. Теперь мы знаем, что невозможно иметь статическую модель бесконечной Вселенной, в которой гравитация всегда является силой притяжения материи.
Немецкий философ по имени Генрих Ольберс был одним из первых, кто успешно доказал, что в бесконечной, но статичной Вселенной каждая точка небесного свода должна сиять, как поверхность звезды. Это парадокс Ольберса. Единственный способ избежать этого вывода (что ночное небо должно быть таким же ярким, как поверхность Солнца) - это предположить, что звезды светят не всегда, а только в какой-то момент в далеком прошлом. В этом случае свет от самых далеких звезд, возможно, еще не дошел до нас. Это подтвердило гипотезу о том, что Вселенная не статична, что она расширяется.
Однако только когда Эдвин Хаббл заметил, что галактики удаляются от нас с головокружительной скоростью, вопрос о происхождении Вселенной стал предметом научных дискуссий. Наблюдения Хаббла показали, что было время, когда Вселенная была бесконечно маленькой и бесконечно плотной. Если бы произошли события раньше этого времени, то эти события не повлияли бы на будущую эволюцию Вселенной. Считалось, что существование «предыдущих» Вселенных можно игнорировать, так как они не вызвали бы наблюдательных последствий в настоящее время.
Можно сказать, что у времени было начало в том смысле, что до события Большого взрыва времени не существовало. В неизменной Вселенной нет физической необходимости в начале. Но в изменяющейся Вселенной начало во времени - это требование, навязанное некоторыми внешними причинами, возможно, одной из причин вне Вселенной (гипотеза мультивселенной является решением этой проблемы).
В заключение, является ли Вселенная конечной или бесконечной? Ответ на этот вопрос все еще обсуждается. Возможно, мы пересмотрим наши теории по этому поводу, если сможем понять, что такое темная материя и темная энергия, таинственная движущая сила расширения Вселенной.
А как вы думаете, бесконечна ли Вселенная?