Космическое пространство интересует человечество испокон веков. Представители разных культур и эпох, математики, астрономы и философы выдвигали удивительные теории о ночном небе и спорили друг с другом, пытаясь доказать свою правоту. На протяжении многих лет люди старались получить как можно больше информации. И что-то узнать о Вселенной действительно удалось. В этой статье я расскажу вам о том, насколько обширной является Вселенная, и действительно ли она расширяется. Интересно? Ну что ж, тогда начнем!
Галактик огромное множество
В 1920-х годах известный астроном Эдвин Хаббл смог впервые получить доказательства того, что ранее зафиксированные вращающиеся скопления – это другие галактики, которые по своим размерам сравнимы с Млечным Путем. Причем находятся они на весьма большом расстоянии от Солнечной системы.
За прошедший век человечество научилось наблюдать за космическим пространством и получать более качественные снимки. Развитие технологий позволило людям делать определенные выводы о форме нашей Вселенной, характере и даже скорости происходящих с ней изменений.
Реальные размеры Вселенной
Сара Уэбб, астрофизик Технологического университета Суинберна, расположенного в Австралии, убеждена, что физически невозможно добиться полного понимания устройства Вселенной. Но определенные прорывы в этом направлении уже имеются. К примеру, люди узнали, что диаметр Вселенной превышает 93 млрд световых лет. Солнечная система находится на расстоянии около 27 тысяч световых лет от центра галактики, в так называемом рукаве Ориона - спиральном образовании из концентрированного газа и пыли.
Проблема заключается в том, что способность человечества наблюдать за звездами ограничена скоростью света. Люди видят только тот свет, который успел дойти до Млечного Пути с момента Большого взрыва, случившегося примерно 13,8 млрд лет назад. Получается, что этот свет является самым «старым» из всего того, что можно увидеть с помощью современных технологий.
При этом ученые убеждены, что Вселенная простирается на куда большее расстояние, чем 13,8 млрд световых лет, так как за все это время пространство постоянно расширялось во всех направлениях. С помощью расчетов удалось узнать, что в действительности свет, испущенный после Большого взрыва, преодолел не 13,8 млрд световых лет, а 46,5 млрд. И только после этого человечество смогло увидеть его через телескопы.
«В теории данная информация говорит о том, что пространство расширяется быстрее скорости света. Это концептуально очень сложно принять. Как строить какие-либо выводы, учитывая, что пустота пространства и времени не подчиняется законам физики и материи?», - добавила Сара Уэбб. Пока что у ученых нет никакой точной информации о размере Вселенной. Но Сара Уэбб допускает, что она может быть бесконечной. Дело в том, что пока что исследователи не нашли ни одной причины, по которой у Вселенной где-либо должна быть граница.
Существование края Вселенной все еще остается под большим вопросом. Но у преимущественной части астрофизиков нет никаких сомнений в том, что ее форма – плоская. Важно понимать, что плоская – не значит двумерная. Уже давно известно, что Вселенная существует в четырех измерениях: трех пространственных и одном временном. Это говорит о том, что, начав путь в одной точке и двигаясь только вперед, невозможно вернуться в отправное место.
Скорость расширения Вселенной
Взяв за основу свои ранние наблюдения, Хаббл выдвинул предположение, согласно которому Вселенная расширяется со скоростью 500 километров в секунду на мегапарсек (мегапарсек = 3,26 млн световых лет). Данный показатель стал известен в мире как постоянная Хаббла, даже несмотря на то, что расчеты астронома оказались весьма далеки от истины.
Спустя годы люди смогли получить более четкое представление о скорости расширения Вселенной. Сейчас исследователи убеждены, что постоянная Хаббла варьируется от 65 до 75 километров в секунду на мегапарсек. На самом деле все довольно сложно. Дело в том, что скорость расширения Вселенной зависит не только от времени, но и от расстояния. Именно по этой причине дать окончательный ответ на этот вопрос невозможно. Два разных подхода к количественной оценке дают совершенно разные результаты. Этот феномен получил название «напряжение Хаббла».
Ранее ученые были убеждены, что решить проблему получения разных значений удастся только после создания более точных приборов, но в действительности этого не произошло. Свести значения от разных подходов ближе друг к другу так и не получилось.
Сейчас исследователи продолжают работать над этим вопросом, рассматривая все возможные способы улучшения качества измерений. По их словам, добиться прогресса в этом направлении получится только в том случае, если удастся найти физическую теорию, способную объединить все части воедино. Они допускают, что для достижения этого результата потребуется новая физическая теория, которую только предстоит открыть.