Мы привыкли думать, что живем в «понятном» мире. Планеты вращаются. Гравитация притягивает. Вселенная расширяется. Всё как будто разложено по полочкам.
А потом ты садишься разговаривать с человеком, который всю жизнь смотрит в космос - и понимаешь: мы стоим в начале пути.
Эта статья появилась после большого разговора с Владимиром Сурдиным - астрономом, кандидатом физико-математических наук, популяризатором науки. Мы говорили о чёрных дырах, границах Вселенной, дополнительных измерениях и о том, что современная физика на самом деле знает - а чего пока не знает совсем. И чем дальше шёл разговор, тем яснее становилось: привычная картина мира держится не на готовых ответах, а на аккуратных моделях.
Центр Галактики: красиво - но небезопасно
В окрестностях Солнца на огромный объём пространства приходится одна звезда. В районе центра Галактики - миллион. Звёзды там буквально «упакованы» друг в друга. Если представить небо в таком месте, это не темный фон с редкими огнями, а постоянная феерия света.
Но среди этого света регулярно происходят взрывы. Мы их наблюдаем. Это не гипотеза и не фантазия - это зафиксированные процессы. Поэтому идея жить рядом с чёрной дырой в центре Галактики звучит эффектно, но в реальности такие условия небезопасны.
И всё же есть важная оговорка: развитая цивилизация может найти способы защиты. Мы научились изолировать ядерные реакторы и справляться с техногенными катастрофами. Вопрос не только в среде, но и в уровне технологии.
Где заканчивается Вселенная?
Когда говорят, что размер наблюдаемой Вселенной - около 50–55 миллиардов световых лет, это не означает, что где-то есть край. Речь идет о свете, который успел дойти до нас с момента рождения Вселенной - примерно 13,8 миллиарда лет назад. За это время пространство продолжало расширяться, и те объекты, от которых пришёл этот свет, уже удалились еще дальше.
Есть ли у Вселенной край в который можно упереться? Судя по современной модели, нет. Даже если её объём конечен, это не «комната со стенами», а замкнутое пространство без края.
Проведем простую аналогию: поверхность глобуса. Она имеет конечную площадь, но у неё нет края, в который можно упереться. Если двигаться по ней достаточно долго, можно вернуться в исходную точку. Пространство может быть устроено похожим образом - замкнуто, но без стен.
Ученые пытались это проверить: если в одном направлении есть яркая галактика, можно ли увидеть её же в противоположном? Пока таких наблюдений нет. Но отсутствие наблюдения ещё не доказательство отсутствия эффекта. Масштаб может быть слишком велик.
Сколько измерений у реальности?
Мы уверены в трёх измерениях, потому что именно в них описывается движение планет и тел. Если бы «обычных» измерений было больше, орбиты выглядели бы иначе. В этом смысле наблюдения довольно жёстко ограничивают пространство наших измерений.
Но это не исключает существования дополнительных, «свернутых» измерений. Возьмем пример простой модели: тонкая нить кажется одномерной, но если посмотреть внимательнее, у неё есть ещё окружность вокруг. Дополнительное измерение может быть настолько компактным, что мы его не ощущаем напрямую.
Существует теория струн, предполагающая одиннадцать измерений: три привычных и остальные компактифицированные. Проблема в том, что она не даёт проверяемых прогнозов. А для физики «объяснить» - значит создать модель, которая позволяет рассчитывать и предсказывать. Без этого теория остаётся красивой математикой.
Антигравитация - не фантастика, а наблюдение
Долгое время идея «антигравитации» использовалась в фантастике. Но в 1998 году астрономические наблюдения показали: Вселенная расширяется с ускорением. Раньше скорость расширения снижалась - это логично, ведь притяжение должно тормозить движение. Но примерно с возраста Вселенной около 8 миллиардов лет ситуация изменилась - расширение начало ускоряться.
Это означает, что существует фактор, который действует как расталкивающая сила. Его назвали темной энергией. Название не объясняет природу явления - оно лишь фиксирует факт наблюдаемого эффекта.
Интересно, что эта сила проявляет себя иначе, чем привычные взаимодействия: ее эффект усиливается с увеличением расстояния. Чем дальше объекты друг от друга, тем сильнее проявляется ускорение расширения. Механизм этого процесса пока не описан.
Почему физике нужна новая общая теория
Ньютоновская гравитация прекрасно работала, пока не возникли отклонения в движении Меркурия. Тогда появилась теория относительности Альберта Эйнштейна, которая дала более точное описание.
Сегодня ситуация похожая, но сложнее. Квантовая механика успешно описывает мир элементарных частиц. Теория гравитации описывает движение небесных тел. Но в экстремальных условиях - например, вблизи чёрных дыр - оба эффекта становятся сравнимыми по значимости. А единой теории, объединяющей их, нет.
Физике не нужно философское «объяснение». Ей нужна рабочая модель, которая позволяет рассчитывать и предсказывать. Пока такой общей теории, объединяющей квантовую механику и гравитацию, не существует. И именно здесь начинается самый интересный участок современной науки - не там, где всё понятно, а там, где формулы перестают сходиться.
В полном разговоре с Владимиром Сурдиным мы разбираем эти границы подробнее. Что происходит вблизи чёрных дыр, возможны ли кротовые норы, чем белая дыра отличается от черной, есть ли галактики старше нашей и что вообще ждет Вселенную дальше - бесконечное расширение или другой сценарий.
Это не разговор ради эффектных космических образов. Это попытка честно показать, где наука сегодня уверена, а где работает на ощупь. И именно в этих «белых пятнах» становится понятно, насколько ещё далёк финальный ответ.
Полный подкаст можно посмотреть по ссылке
Следите за нами в социальных сетях:
Наши каналы в дзене:
- Про науку
- Про бизнес
- Про здоровье