Веками люди пытаются разгадать тайну происхождения нашего мира. Много веков назад считалось, что планету удерживают черепахи, позже стали появляться теории божественного происхождения. Наука не стояла на месте и появилось множество версий о возникновении Вселенной, но ни одна из них до сих пор не является единственной.
Одной из самых популярных является теория Большого взрыва, которая предполагает ограниченность Вселенной. Существует теория Жоржа Леметра о бесконечно расширяющейся Вселенной, и она всё ещё волнует человечество. Но правдиво ли всё это? Имеет ли место бесконечность в реальном мире? Что было со Вселенной «до»? На эти и другие вопросы нам ответит заведующий учебно-научной лабораторией теоретической и прикладной нанотехнологии Государственного университета просвещения Александр Дмитриевич Курилов.
Что такое бесконечность?
Бесконечность – это математическое понятие, представляющее величину, которая больше любого конечного числа. Это полезный инструмент в математике для описания определённых закономерностей, но понятие бесконечности создаёт проблемы для физики, поскольку законы реального мира основаны на конечных величинах. Одним из примеров этого является понятие бесконечности в пространстве и времени. Согласно современным научным представлениям, пространство и время считаются бесконечными, что может привести к некоторым парадоксам. Если пространство бесконечно, то должно существовать бесконечное количество галактик и звёзд, что противоречит нашим наблюдениям. Кроме того, если время бесконечно, то должно быть бесконечное число прошлых событий, что поднимает вопросы о начале Вселенной. Многие физические величины имеют верхние пределы или ограничения, которые не позволяют им стать бесконечными. Скорость света является фундаментальным ограничением распространения энергии и информации.
Действительно ли Вселенная бесконечна? Какие существуют доводы в пользу этого?
Концепция бесконечной Вселенной является предметом продолжающихся дебатов среди космологов и философов. В настоящее время нет прямых наблюдательных свидетельств, подтверждающих идею о том, что Вселенная действительно бесконечна. Убедительных доказательств обратного тоже нет. Существуют некоторые доводы в пользу бесконечной Вселенной. Одним из наиболее известных экспериментальных данных в пользу бесконечной природы Вселенной является наблюдение того, что она расширяется. Открытие космического микроволнового фонового излучения в 1965 году, которое является остаточным излучением Большого взрыва, подтвердило эту теорию. Скорость расширения, известная как постоянная Хаббла, измерялась различными методами, и недавние наблюдения показывают, что в настоящее время она составляет около 70 километров в секунду на мегапарсек (32,4 километра в секунду на миллион световых лет). Это подразумевает, что галактики удаляются друг от друга со все возрастающей скоростью, указывая на то, что Вселенная расширяется ускоряющимися темпами. Тем не менее, сейчас Вселенная может иметь очень большой объём, но конечный. Объём Вселенной будет и дальше увеличиваться, и в далёком будущем она сможет стать бесконечной. Ещё одним доводом относительно бесконечности Вселенной является проблема плоскостности. Согласно современным теориям, Вселенная может быть топологически плоской, открытой либо замкнутой. Наблюдения показывают, что Вселенная удивительно близка к плоской, то есть соответствует евклидовой геометрии. Модель бесконечной Вселенной также соответствует плоской геометрии, и это является ещё одним вопросом современной физики. В действительности наши измерения всегда будут давать лишь определённую оценку кривизны Вселенной, а значит и определённую оценку объёма Вселенной: она может быть чрезвычайно большой, но всё же конечной.
Сколько времени существует Вселенная? Было ли у Вселенной начало, и если да, то что происходило до этого?
Теория большого взрыва, которая в настоящее время является общепринятой космологической моделью, предполагает, что Вселенная возникла как сингулярность, точка с бесконечной плотностью и температурой, примерно 13,8 миллиарда лет назад. Эта сингулярность была источником пространства, времени и материи, а значит у Вселенной было начало.
Теория Большого взрыва не даёт никакой возможности говорить о чём-либо, что предшествовало этому моменту. Само понятие времени, возможно, было иным или неопределённым до Большого взрыва, поскольку сама структура пространства и времени, возможно, была создана в процессе. Существуют некоторые альтернативные теории, которые предполагают, что у Вселенной не было начала, такие как модель циклической Вселенной или модель стационарного состояния. Однако эти теории не получили широкого признания в научном сообществе из-за отсутствия данных наблюдений и теоретических несоответствий. Хотя мы не можем с уверенностью сказать, что происходило до Большого взрыва, общепризнано, что Вселенная возникла примерно 13,8 миллиарда лет назад. Природа времени и пространства до этого события остается активной областью исследований в космологии, постоянно разрабатываются новые теории, чтобы прояснить этот фундаментальный вопрос.
Вопрос бесконечности Вселенной и происхождении мира – одна из многочисленных загадок. Надеемся, что настанет тот момент, когда теории о происхождении нашего мира превратятся в одну единственно верную аксиому.
