Благодаря технологическим достижениям астрономы теперь могут заглянуть в прошлое и увидеть секунды, прошедшие вскоре после Большого взрыва. Может показаться, что это означает, что мы можем увидеть всю Вселенную. Однако размер Вселенной определяется несколькими факторами, включая ее форму и расширение.
Каков размер Вселенной? Правда в том, что ученые не смогли определить его.
Наблюдаемая Вселенная
В 2013 году космическая миссия "Планк" Европейского космического агентства представила самую точную и полную карту старейших светил Вселенной. Согласно карте, возраст Вселенной составляет 13,8 миллиарда лет. "Планк" выяснил возраст Вселенной, изучив космический микроволновый фон.
Из-за связи между расстоянием и скоростью света это означает, что ученые могут взглянуть на область космоса, находящуюся на расстоянии 13,8 миллиарда световых лет. Подобно кораблю в пустом океане, астрономы на Земле могут повернуть свои телескопы, чтобы посмотреть на 13,8 миллиарда световых лет во всех направлениях, что помещает Землю внутрь наблюдаемой сферы с радиусом 13,8 миллиарда световых лет. Слово "наблюдаемая" является ключевым; сфера ограничивает то, что ученые могут увидеть, но не то, что там находится.
Однако, несмотря на кажущийся диаметр около 28 миллиардов световых лет, сфера гораздо больше. По мнению ученых, Вселенная растет. Хотя во время Большого взрыва астрономы могли видеть место, удаленное от Земли на 13,8 миллиарда световых лет, космос продолжает расширяться на протяжении всего времени.
Может показаться, что центрирование сферы на положении Земли в пространстве ставит человечество в центр космоса. Мы, как тот корабль в воде, не можем знать, где мы находимся в просторах Вселенной. Мы не находимся в центре океана только потому, что не видим суши; мы не находимся в центре космоса только потому, что не видим края Вселенной.
Намного больше
Необъятность космоса учёные измеряют различными способами:
- Измеряя волны из раннего космоса, которые заполняют космический микроволновый фон, известные как барионные акустические колебания
- Используя стандартные свечи для измерения расстояний, такие как сверхновые типа 1А.
Эти многочисленные методы оценки расстояний, с другой стороны, могут давать решения.
Возраст вселенной 92 миллиарда световых лет основана на предположении о постоянной скорости расширение, многие ученые считают, что она замедляется. Она должна составлять 1023, или 100 секстиллионов, если бы Вселенная расширялась со скоростью света во время расширение.
Вместо того чтобы использовать один метод измерения, группа ученых под руководством Михрана Варданяна из Оксфордского университета проанализировала все результаты статистически. Применяя усреднение байесовских моделей, которое рассматривает, насколько вероятно, что модель верна с учетом данных, а не насколько хорошо модель соответствует самим данным. Они обнаружили, что Вселенная по крайней мере в 250 раз больше, чем можно увидеть, или 7 триллионов световых лет в поперечнике.
Форма вселенной
Темная энергия составляет примерно 68 процентов Вселенной, а темная материя - 27 процентов. Остальное(5%) - обычная материя, к которой относятся планеты, звезды и другие небесные тела. Плотность Вселенной - это количество материи, упакованной в определенный объем пространства.
Вселенная свернется в шар, если плотность Вселенной достаточно высока, чтобы гравитация преодолела силу расширения. Так называется замкнутая модель с положительной кривизной, приближающаяся к сфере. Тот факт, что эта Вселенная ограничена, но не имеет границ, поражает воображение.
Пространство будет искривляться в противоположную сторону, если плотность Вселенной мала и она не в состоянии остановить расширение. Это приведет к образованию седлообразной открытой вселенной с отрицательной кривизной.
Существует также вариант Вселенной Златовласки, который ученые считают наиболее вероятным. Плотность Вселенной, согласно большинству космологических данных, примерно идеальна - около шести протонов на 1,3 кубических ярда - и она расширяется во всех направлениях, не искривляясь ни положительно, ни отрицательно. Другими словами, космос плоский (возможно, это послужит утешением для тех, кого разочаровала шарообразная форма нашей планеты).