Наверняка каждый из Вас слышал, что наша Вселенная расширяется с ускорением. Это открытие было сделано в 90-х годах на основании наблюдения за Сверхновыми класса la. Также многие знают, что как ускорение, так и замедление, сопровождаются перегрузками.
И отсюда возникает вполне закономерный вопрос: если наша Вселенная расширяется именно с ускорением, то почему же мы не ощущаем на себе эти перегрузки?
Вот к примеру сели Вы в автомобиль, нажали на педаль акселератора, и машина начала ускоряться. Вместе с машиной ускоряетесь и Вы. Машина делится с Вами своей кинетической энергией. Но эта энергия усваивается Вами медленно и неохотно. Вы ощущаете дискомфорт в виде перегрузок.
То же самое касается и замедления, а также прохождения поворотов. При торможении Ваш автомобиль буквально требует вернуть ему обратно кинетическую энергию. Но Ваш организм её уже усвоил, он к ней привык. И поэтому возвращает он её тоже с неохотой. Вы вновь ощущаете эти перегрузки, но в другую сторону.
Однако когда речь заходит о расширяющейся с ускорением Вселенной, о перегрузках говорить как-то даже не принято. Потому что мы их не чувствуем. Но почему мы их не ощущаем?..
И чтобы ответить на этот вопрос, было бы неплохо знать, а с каким именно ускорением расширяется Вселенная?
Итак, Вселенная расширяется с ускорением, которое описывается постоянной Хаббла (H₀), измеряемой в (км/с)/Мпк (километры в секунду на мегапарсек), при этом наблюдаемые значения колеблются в районе 70-73 (км/с)/Мпк.
Чтобы перевести км/с/Мпк в м/с² (метры в секунду в квадрате), нужно знать, что 1 км/с = 1000 м/с, и учесть расстояние в 1 Мпк (около 3.086 x 10²² м) - это очень большая величина, так как 1 Мпк — это ~31 квадриллион километров, поэтому 1 км/с/Мпк примерно равен 1000 м/с / (3.086e22 м) = ~3.24 x 10⁻²⁰ м/с² — это микроскопическое ускорение.
И теперь нам остаётся только умножить 70 (км/с)/Мпк на 3.24 x 10⁻²⁰ м/с² и у нас получится около 270 x 10⁻²⁰ м/с² — это и есть ускорение расширения Вселенной в привычных нам и более понятных единицах.
И, как вы наверняка уже успели заметить, оно по-прежнему ничтожно мало. Оно настолько незначительно, что его даже нельзя сравнить с земным ускорением свободного падения в 9,8 м/с². Именно поэтому мы не ощущаем никаких перегрузок, исвязанных с расширяющейся Вселенной.
Плюс ко всему мы не чувствуем перегрузок от ускоренного расширения Вселенной, потому что оно происходит на огромных, межгалактических масштабах, а все объекты, связанные гравитацией (планеты, звезды, галактики, мы сами), удерживаются вместе и не «растягиваются» вместе с пространством, которое их разделяет.
Действие расширения становится ощутимым только там, где нет сильных связующих сил, как между скоплениями галактик, которые удаляются друг от друга всё быстрее.
Вот список основных причин, почему мы не можем ни то что ощутить, а даже хоть как-то измерить земными механическими приборами эти перегрузки:
- Силы, удерживающие нас и Землю (электромагнитные, гравитационные), намного сильнее, чем «давление» расширяющегося пространства на таких малых расстояниях, как мы.
- Расширяется не материя, а сама ткань пространства-времени между объектами. Представьте точки на поверхности воздушного шара: шар увеличивается, но точки на нем не растягиваются, только расстояние между ними растет.
- Расширение ускоряется между удаленными скоплениями галактик. На уровне нашей Галактики или Солнечной системы оно практически незаметно, поскольку гравитация удерживает все вместе.
- Нет единого центра, куда бы мы ускорялись, или точки, от которой мы бы удалялись с ускорением. Расширяются все расстояния между не связанными гравитационно объектами.
Таким образом, расширение Вселенной — это эффект, который проявляется в увеличении расстояний между галактиками, а не в растяжении материи внутри них, поэтому мы не ощущаем никаких перегрузок.