Большой взрыв
Рождение Вселенной могло начаться с того, что называют Большим взрывом. Этот гигантский взрыв чистой энергии начался примерно 13,4 миллиарда лет назад. На изображении выше показано краткое объяснение временных рамок, связанных с расширением Вселенной после Большого взрыва. Не было никакого объяснения того, откуда взялась энергия и как начался взрыв. Все, что мы знаем, это то, что произошло после.
Построение структуры
Гигантские паутины галактик, которые мы видим в космосе, были вызваны крошечными флуктуациями квантового размера энергии, высвобождаемой Большим взрывом в первые миллисекунды или секунды после Большого взрыва. По мере того, как Вселенная расширялась, эти небольшие флуктуации вызывали развитие больших закономерностей по мере охлаждения вещей и создания атомов. Благодаря гравитационному взаимодействию множества частиц, стягивающих водород и гелий вместе, начали формироваться звезды. Когда звезды формировались, их гравитация стягивала их вместе, создавая галактики. Эти новообразованные галактики сохранили исходные узоры, вызванные квантовыми флуктуациями, только в более крупных и компактных областях. Теперь мы видим Вселенную как паутину галактик со скоплениями, нитями и пустотами.
Жизнь
Вселенная сквозь время
«Жизнь» Вселенной, какой она была за последние 13,4 миллиарда лет, представлена на рисунках выше в порядке возрастания от самой молодой (самой дальней) до самой старой (ближайшей). Слева направо на изображениях показаны очень молодые галактики в то время, когда Вселенной было меньше миллиарда лет. Если мы присмотримся на следующем изображении, то увидим галактики, находящиеся на расстоянии около 12 миллиардов световых лет. На изображениях они выглядят как маленькие точки, но представляют собой самые далекие галактики, которые мы видели до сих пор. Эти изображения изменили наши оценки того, когда галактики начали формироваться, что, как было показано, произошло очень рано в жизни Вселенной. На среднем изображении показано скопление галактик с яркими квазарами, которые получили гравитационную линзу. Они старше, чем галактики на втором изображении, но моложе, чем те, что видны на переднем плане центрального изображения. Глядя дальше на четвертое изображение, мы видим галактики еще ближе к нам и старше по возрасту. Мы начинаем видеть множество форм галактик, формирующихся по мере того, как они взаимодействовали в течение последних нескольких миллиардов лет. На финальном изображении мы видим спиральную галактику, которая близка к нашему Млечному Пути с точки зрения эволюционного возраста, а также очень близка.
Вселенная сейчас
Вот карта нашей локальной вселенной, какой мы ее видим с Земли. Большие полосы и скопления галактик — это то, что мы увидели бы, если бы могли уменьшить масштаб.
Смерть
По мере того, как наша Вселенная стареет, галактики, близкие друг к другу, будут образовывать гигантские скопления и в конечном итоге сформируют гигантские эллиптические галактики, подобные тем, что мы видим на изображении выше. Как мы обнаружили, несмотря на то, что гравитация стягивает галактики в эти скопления, Вселенная в целом расширяется ускоренными темпами из-за Темной Энергии, силы, раздвигающей Вселенную... так что же произойдет?
В зависимости от фактической скорости расширения и от того, изменится ли она в будущем (из-за увеличения темной энергии, сохранения ее или уменьшения с течением времени), Вселенная может закончиться по нескольким различным сценариям. Скорее всего, Вселенная будет продолжать расширяться с той же скоростью, пока все звезды и галактики не погаснут. Если в будущем Вселенная будет ускоряться с большей скоростью из-за увеличения темной энергии, скорость будет настолько велика, что даже пространство между звездами внутри галактик расширится, и Вселенная разорвется на части. По другой версии, если темная энергия в будущем уменьшится, сила гравитации преодолеет и потянет Вселенную обратно в исходную точку, и она схлопнется сама по себе.
Что дальше?
Что находится за пределами Вселенной? Мы не уверены, но можем предположить, что лежит за пределами известной нам вселенной. За пределами нашей вселенной может лежать «сверх» вселенная. Пространство вне пространства, которое бесконечно простирается в то, во что наш маленький пузырь вселенной может расширяться вечно. В сотнях миллиардов световых лет от нас могут быть другие островные вселенные, очень похожие на нашу. Но почему мы их не видим? Вполне возможно, что они находятся так далеко, что к тому времени, когда их свет достигнет нас, он может потерять так много энергии, что мы не сможем его обнаружить, или наша Вселенная может закончиться к тому времени, когда он достигнет нас.
Другая теория состоит в том, что мы создаем пространство по мере расширения нашей Вселенной. За пределами этого расширения лежит пространственно-временная вселенная более высокого измерения, в которую мы разворачиваемся. Поскольку это более высокое измерение, мы не можем его увидеть, обнаружить или понять.
Еще одна гипотеза состоит в том, что мы застряли внутри черной дыры большой вселенной за ее пределами.
Короче говоря, существует множество теорий о том, что там может быть. Но поскольку наше поле зрения такое маленькое, а Вселенная такая огромная, мы можем только представить себе, что там есть. Мы можем только увидеть эффекты в большом масштабе и теоретизировать.