Мы находимся в центре наблюдаемой Вселенной — не потому, что это особое место, а потому, что свет от самых удаленных объектов достигает нас со всех сторон на одинаковом расстоянии. Это создает сферу радиусом около 46 миллиардов световых лет. Что лежит за ее пределами — остается загадкой. Однако ученые пытаются понять, насколько велика Вселенная, исследуя форму пространства-времени, темную энергия и «следы» Большого взрыва.
В начале XX века астрономы обнаружили, что галактики разбегаются. Это открытие перевернуло науку: оказалось, пространство расширяется, и скорость растёт. Причина — темная энергия, загадочная сила, составляющая 68% содержимого космоса. Её природа неизвестна, но влияние колоссально: она «расталкивает» материю, преодолевая гравитацию.
Без темной энергии Вселенная была бы меньше. Гравитация замедляла бы расширение, формируя компактный космос. Но реальность иная — темная энергия доминирует, и галактики ускоряются. Вопрос в том, насколько далеко простирается этот процесс за пределы видимой области.
Гравитация против темной энергии: Битва за размер Вселенной
46 миллиардов световых лет — радиус наблюдаемой Вселенной. Этот предел связан со скоростью света и расширением пространства. Но что дальше? Две силы борются за контроль: гравитация стремится сжать материю, темная энергия — растянуть.
В марте 2023 года Жан-Люк Ленерс и Джером Квентин предложили модель, где инфляция — сверхбыстрое расширение после Большого взрыва — длилась меньше, чем предполагали. Это сократило бы размер Вселенной. «Шанс, что космос ровно такого же размера, как видимая часть, ничтожен. Скорее, он в пару раз больше», — говорит Квентин. Однако точные расчёты невозможны без данных о форме пространства.
Форма пространства-времени: Лист, седло или шар?
Чтобы понять, бесконечна ли Вселенная, космологи изучают еt форму. Представим пространство как двумерную поверхность: оно может быть плоским, как лист бумаги; иметь отрицательную кривизну, как седло; или положительную, как поверхность шара. Если пространство-время имеет форму шара, Вселенная конечна. В других случаях она может быть как конечной, так и бесконечной.
Большинство экспериментов показывают, что кривизна пространства-времени близка к нулю, что указывает на плоскую форму. Однако для точного определения формы необходимы сверхточные измерения положения и движения удалtнных галактик, что пока невозможно. Кроме того, потребуется изучить, как различные области пространства-времени связаны между собой, чтобы определить, конечна ли Вселенная. Квентин признает, что, возможно, мы никогда не узнаем, живем ли в конечной или бесконечной Вселенной.
Судьба Вселенной: Тепловая смерть, разрыв или вечность
Форма определяет будущее:
- Закрытая Вселенная (шар): расширение сменится сжатием в «Большой хлопок», возможно, запустив новый цикл Большого взрыва.
- Открытая Вселенная (седло): вечное расширение приведёт к «Большому разрыву» — распаду пространства-времени.
- Плоская Вселенная: темная энергия рассеет материю, оставив лишь слабое излучение. Этот сценарий — «тепловая смерть» — сейчас наиболее вероятен.
Критика: Почему стоит сомневаться?
Тёмная энергия — гипотеза. Её существование подтверждают лишь косвенные данные. Если теория ошибочна, прогнозы о размере Вселенной теряют смысл.
- Неточность измерений. Даже небольшая погрешность в определении кривизны (менее 1%) оставляет возможность для альтернативных моделей.
- Ограничения наблюдаемой области. Мы изучаем лишь 4% космоса. Структура за горизонтом может кардинально отличаться.
- Инфляция — теория без прямых доказательств. Нет данных о первых мгновениях после Большого взрыва.
«Не уверен, что мы когда-либо узнаем, конечна ли Вселенная», — признаёт Квентин. Современные технологии не позволяют проверить связь между удалёнными областями пространства — ключевой критерий для определения его формы.
Post Scriptum
Мы живём в эпоху, когда космос ставит больше вопросов, чем даёт ответов. Бесконечность Вселенной, природа тёмной энергии, форма пространства — эти загадки останутся с человечеством на десятилетия. Но каждый шаг вглубь космоса приближает нас к пониманию не только Вселенной, но и самих себя.
-----
Если понравился материал и вы считаете его познавательным и стоящим вашего внимания, вы можете поддержать автора «трудовым рублем» по ссылке ниже 👇👇👇 либо нажать на кнопку «Поддержать» чуть ниже этого сообщения (с правой стороны).
