Думаю, я мало кого удивлю, если скажу, что Вселенная бесконечна. Во всяком случае, большинство космологов и астрофизиков действительно так считают. Это основано на ряде факторов, которые являются логическими продолжениями фундаментальных принципов физики.
Это выглядит так:
Космологический принцип выводится из принципа Коперника и подразумевает, что вся Вселенная изотропна и однородна. Изотропность означает, что Вселенная выглядит одинаково для всех наблюдателей и одинаково во всех направлениях с точки зрения любого конкретного наблюдателя. Однородность означает, что средняя плотность материи примерно одинакова во всех местах Вселенной, и Вселенная довольно гладкая в больших масштабах.
Бесконечность пространства
Теперь представьте, что вы (наблюдатель A) находитесь на Земле и видите Вселенную такую, какую есть. Предположим, вы смотрите в направлении оси «Y».
Представьте теперь второго наблюдателя (B), который находится на расстоянии 10 млрд. св. лет в направлении оси «Y». Он тоже смотрит в том же направлении — т. е. в направлении оси «Y».
Согласно космологическому принципу, он увидит точно то же самое, что видит наблюдатель A. Вселенная, которую он видит, также изотропна и однородна.
Теперь представьте другого наблюдателя (C), который находится на расстоянии 10 млрд. св. лет от наблюдателя B в направлении Y. Согласно космологическому принципу, наблюдатель C также увидит все тоже самое, что видят наблюдатели A и B. Вселенная, которую он видит, также изотропна и однородна.
Поскольку каждый наблюдатель, по определению, видит Вселенную, которая является изотропной и однородной, если вы продолжите двигаться в одном направлении и добавлять все больше и больше наблюдателей, вы никогда не придете к концу Вселенной… что означает, что Вселенная бесконечна.
A———-> B——-> C———-> и т. д. . . . . . . . (———-> направление Y)
Итак, мы установили, что Вселенная бесконечна. Но что это значит?
Возможные конфигурации
Давайте посмотрим на наше окружение. Все на Земле состоит из атомов. Множества атомов. Они организованы таким образом, чтобы дать нам возможность наблюдать реальность, которую мы видим вокруг себя. Сколько их на Земле? А в космосе? Их число будет ошеломляющим, и их конфигурации (соединения друг с другом) будут гигантским числом, но… не бесконечным.
Если вы улетите с Земли в бесконечное пространство, вы пройдете мимо множества планет и звезд. Если вы улетите достаточно далеко (на очень большое расстояние), вы в конечном итоге увидите все возможные конфигурации планет с невероятным количеством атомов, из которых состоит каждая планета. Пространство бесконечно, но возможные конфигурации атомов НЕ бесконечны. Это означает, что при достаточном количестве попыток расположения начнут повторяться.
Поскольку космос бесконечен, перед вами будет много пространства, и если вы улетите достаточно далеко (на очень-очень большое расстояние), вы в конечном итоге увидите планету, похожую на Землю, но, возможно, с немного иным расположением атомов.
Поскольку космос бесконечен, вы можете продолжить путешествие на очень-очень-очень большое расстояние в квадрате, и в конечном итоге наткнуться на другую планету, которая похожа на Землю, точную копию той с которой вы улетели, с людьми, точными копиями тех людей, которых вы оставили на своей Земле, когда улетали.
Поскольку пространство бесконечно, это никогда не кончится. Бесконечное пространство настолько велико, что оно намного больше всех возможных комбинаций всех возможных перестановок во всех атомах на Земле. Фактически, прямо сейчас существуют триллионы планет, которые в точности похожи на Землю, на которых также будут точные или почти точные копии вас, ваших друзей и ваших близких.
Ограничения на бесконечность
Если вы скажете, что этого не может быть… тогда вы наложите ограничение на бесконечность, а это невозможно по определению. Пространство либо бесконечно и все это возможно, либо не бесконечно и всего этого нет.
Если вы скажете, что Вселенная не бесконечна, то… космологический принцип и принцип Коперника недействительны, что делает недействительной всю известную нам науку о Вселенной и космологии.
И да, невозможно иметь и то, и другое одновременно.