Videnskab (Дания): что там, за краем Вселенной?
Говорят, что у всего есть конец. А как насчет Вселенной? Конечна ли она, и правда ли, что она будет расти бесконечно? А может, наша Вселенная — лишь одна среди многих? Датский научный журнал Videnskab пытается ответить на эти вопросы и обращается к эксперту-астрофизику.
Говорят, что у всего есть конец.
Вопрос в том, касается ли это и нашей Вселенной. Ведь глядя в ночное небо, мы видим миллиарды и миллиарды звезд, которые подмигивают нам с расстояния многих миллионов световых лет отсюда.
Независимо от того, насколько хорошо наше зрение или телескоп, пространство все ширится, и, похоже, никакого края у него нет.
Головокружительные размеры и непостижимые просторы Вселенной заставили 16-летнего читателя Videnskab Никласа Мооса Хеунике (Nichlas Moos Heunicke) задаться вопросом: «А что там, за краем Вселенной? Должно же быть какое-то место, откуда все началось? И оно, наверное, просто огромное, раз Вселенная все продолжает расширяться?»
Вокруг ничего нет
Мы отправили этот вопрос преподавателю астрофизики Кристиану Педерсену (Kristian Pedersen) из Центра изучения темной материи и темной энергии Института Нильса Бора при Копенгагенском университете.
Он уже очень давно не жалеет сил, чтобы изучить самые темные уголки Вселенной, и знает космос как свои пять пальцев. Он сразу же отвечает:
«Коротко говоря, Вселенная — это все, что у нас есть. За ее пределами нет ничего».
Однако в это трудно поверить, признает он, ведь в нашей повседневной жизни нет ничего сравнимого.
«Большинство представляют, что Вселенная однажды будто бы зародилась в некоей коробочке. Но это неправильно, никакой коробочки не было. Не существовало вообще ничего. Трудно осознать, как нечто появилось из ничего, но именно так все на самом деле и было», — говорит Кристиан Педерсен.
Вселенная появилась в результате Большого взрыва
Согласно теории Большого взрыва, Вселенная появилась 13,7 миллиардов лет назад, когда маленькая точка внезапно разрослась в бесконечно обширное пространство.
После этого Вселенная продолжила расти, причем все быстрее. Она расширяется, поскольку во время Большого взрыва заполнилась огромным количеством энергии, которая постепенно превращается в пространство.
Связь между энергией и пространством
Этот процесс описал знаменитый физик Альберт Эйнштейн, который в своей общей теории относительности рассказал, как масса, энергия и пространство взаимодействуют друг с другом.
Энергия может становиться массой — и наоборот. Наличие массы и энергии влияет на форму пространства, а пространство влияет на то, как ведет себя масса.
«Мы привыкли, что потенциальная энергия может превращаться в кинетическую. Если у вас есть мячик, и вы уроните его на землю, его потенциальная энергия превратится в кинетическую. Точно так же во время Большого взрыва огромное количество высвободившейся энергии превратилось в пространство», — объясняет Кристиан Педерсен.
Если бы расширением управлял только этот процесс, исходя из общего количества высвободившейся энергии можно было бы рассчитать максимальный размер Вселенной.
Но в последние годы выяснилось, что в мировом пространстве есть еще одна мощная сила, которая все чаще упоминается в описании эволюции Вселенной.
Темная энергия заставляет Вселенную расти
Этот феномен называется темной энергией, и именно он заставляет Вселенную расти все быстрее.
«Особенность темной энергии в том, что она равномерно распределена во Вселенной, то есть на одну единицу объема всегда приходится одинаковое количество темной энергии. А по мере того как Вселенная увеличивается, растет и общее количество темной энергии, и потому ее расширяющая сила все больше доминирует в космосе», — рассказывает Педерсен и объясняет, что именно по этой причине Вселенная будет расти и дальше.
Многочисленные подробные исследования Вселенной свидетельствуют, что она не изогнутая, а плоская и в то же время бесконечно большая.
«Вселенная еще во времена Большого взрыва была бесконечно велика, а из-за темной энергии она будет расширяться вечно. Если вы решите путешествовать по касательной, вы никогда не вернетесь в ту же самую точку», — говорит Кристиан Педерсен.
Новая теория: одна Вселенная среди многих
Новая популярная теория в рамках модели Большого взрыва — так называемая теория мультивселенной, которая подразумевает, что помимо нашей Вселенной в многомерном мире есть еще множество других.
Каждый раз, когда две вселенные сталкиваются, случается Большой взрыв, в результате чего рождается еще одна новая вселенная.
Если мир действительно устроен таким образом, это могло бы иметь огромное значение для нашего пространства, и ученые в таком случае хотят найти способ выяснить, как это явление сказывается на нашей Вселенной.
Сейчас они пытаются доказать эту теорию.
Она подразумевает, что за пределами нашего «большого пузыря» все-таки может что-то быть. Даже если наша Вселенная и бесконечно велика, согласно этой модели, за ее пределами что-то есть.