Если бы свет стремился к бесконечности и Вселенная не расширялась, то мы не задавались бы вопросом «видим ли мы всю Вселенную сразу», ведь нам был бы открыт каждый уголок космического пространства.
Но Вселенная расширяется, скорость света не бесконечна, поэтому данный вопрос имеет место быть. Вселенная расширяется с ускорением, и эта скорость постоянно возрастает. Поэтому есть области, которые убегают от нас сверхсветовой скоростью. Как правило, мы не может их видеть. Но как такое может быть? Не противоречит ли это Теории Относительности?
На самом деле, нет: объекты внутри пространства имеют досветовые скорости, а расширяется лишь само пространство. Представим, что наша Вселенная – это воздушной шарик, а пуговица, которая прикреплена к нему – галактика. Если начать надувать шарик, то пуговица начнет удаляться от нас вместе с расширением шара-Вселенной, но при этом скорость самой галактики-пуговицы равна 0.
То есть, должна быть область, внутри которой находятся объекты, отдаляющиеся от нас со скоростью меньшей скорости света, и излучение этих объектов мы можем фиксировать в телескопы. Такая область называется Сферой Хаббла. Ее конечная граница – граница, в которой скорость удаления далеких галактик будет равна скорости движения их фотонов, летящие в нашем направлении. Конечная граница называется Горизонтом Частиц. Вполне очевидно, что объекты за этой границей будут иметь скорость выше скорости света и их излучение нас не достигнет. Или все-таки может достичь?
Представим, что галактика Х находилась в Сфере Хаббла и испускала свет, который достигал Земли. Но из-за расширения Вселенной, при том с ускорением, галактика Х вышла за конечную границу – Горизонта Частиц, и удаляется за ее пределами со скоростью, которая выше скорости света. Но фотоны, испущенные в Сфере Хаббла, продолжают лететь в направлении нашей планеты, значит мы продолжаем их фиксировать, т.е. видим объект, удаляющийся от нас со скоростью, которая превышает скорость света.
Представим, что галактика Y не находилась никогда в Сфере Хаббла и в момент начала излучения имела скорость, которая превышала скорость света? Получается, что ни один ее фотон не побывал в нашей части Вселенной. Это вовсе не означает, что это не произойдет когда-нибудь в будущем. Сфера Хаббла тоже расширяется со скоростью большей, чем скорость фотона галактики Y. Значит когда-то сфера Хаббла догонит эти фотоны, и мы сможем наблюдать галактику Y.
Пространство, которое включает в себя Сферу Хаббла и Горизонт частиц, называется Видимой Вселенной или Метагалактикой.
Что находится за Метагалактикой? Некоторые космические теории делают предположения о наличии Горизонта Событий. Мы никогда не увидим то, что находится за его пределами, так как объекты, которые находятся за Горизонтом Событий, будут иметь скорость удаления фотонов большую, чем скорость расширения Сферы Хаббла и ее свет всегда будет от нас убегать.
Но чтобы Горизонт Событий был, Вселенная должна расширяться с ускоренными темпами. В итоге за Горизонт Событий уйдут все галактики, которые окружают нас. Будет казаться, что время в них остановилось. Мы будем наблюдать, как они безостановочно уходят за пределы видимости, но никогда не увидим их полностью скрывшимися.
Не забудь подписаться на канал, чтобы не пропустить много интересного и познавательного!
