Вселенная — Википедия
Вселе́нная — не имеющее строгого определения понятие в астрономии и философии[комм. 1]. Оно делится на две принципиально отличающиеся сущности: умозрительную (философскую) и материальную, доступную наблюдениям в настоящее время или в обозримом будущем. Если автор различает эти сущности, то, следуя традиции, первую называют Вселенной, а вторую — астрономической Вселенной или Метагалактикой (в последнее время этот термин практически вышел из употребления).
В историческом плане для обозначения «всего пространства» использовались различные слова, включая эквиваленты и варианты из различных языков, такие как «космос», «мир»[1], «небесная сфера». Использовался также термин «макрокосмос»[2], хотя он предназначен для определения систем большого масштаба, включая их подсистемы и части. Аналогично, слово «микрокосмос» используется для обозначения систем малого масштаба.
Любое исследование, любое наблюдение, будь то наблюдение физика за тем, как раскалывается ядро атома, ребёнка за кошкой или астронома, ведущего наблюдения за отдалённой галактикой, — всё это наблюдение за Вселенной, вернее, за отдельными её частями. Эти части служат предметом изучения отдельных наук, а Вселенной в максимально больших масштабах, и даже Вселенной как единым целым занимаются астрономия и космология; при этом под Вселенной понимается или область мира, охваченная наблюдениями и космическими экспериментами, или объект космологических экстраполяций — физическая Вселенная как целое[3].
Предметом статьи являются знания о наблюдаемой Вселенной как о едином целом: наблюдения, их теоретическая интерпретация и история становления.
Среди однозначно интерпретируемых фактов относительно свойств Вселенной приведём здесь следующие:
В основу теоретических объяснений и описаний этих явлений положен космологический принцип, суть которого в том, что наблюдатели, независимо от места и направления наблюдения, в среднем обнаруживают одну и ту же картину. Сами теории стремятся объяснить и описать происхождение химических элементов, ход развития и причину расширения, возникновение крупномасштабной структуры.
Первый значительный толчок в сторону современных представлений о Вселенной совершил Коперник. Второй по величине вклад внесли Кеплер и Ньютон. Но поистине революционные изменения в наших представлениях о Вселенной произошли лишь в XX веке.
Этимология
Русское слово «Вселенная» является заимствованием из ст.‑слав. въселенаꙗ[4], что является калькой древнегреческого слова οἰκουμένη[5], от глагола οἰκέω «населяю, обитаю» и в первом значении имело смысл лишь обитаемой части мира. Поэтому русское слово «Вселенная» родственно существительному «вселение» и лишь созвучно определительному местоимению «всё». Самое общее определение для «Вселенной» среди древнегреческих философов, начиная с пифагорейцев, было τὸ πᾶν (всё), включавшее в себя как всю материю (τὸ ὅλον), так и весь космос (τὸ κενόν)[6].
Облик Вселенной
Представляя Вселенную как весь окружающий мир, мы сразу делаем её уникальной и единственной. И вместе с этим лишаем себя возможности описать её в терминах классической механики: из-за своей уникальности Вселенная ни с чем не может взаимодействовать, она — система систем, и поэтому в её отношении теряют свой смысл такие понятия, как масса, форма, размер. Вместо этого приходится прибегать к языку термодинамики, употребляя такие понятия как плотность, давление, температура, химический состав.
Расширение Вселенной
Однако Вселенная мало похожа на обычный газ. Уже на самых крупных масштабах мы сталкиваемся с расширением Вселенной и реликтовым фоном. Природа первого явления — гравитационное взаимодействие всех существующих объектов. Именно его развитием определяется будущее Вселенной.
Второе же явление — это наследство ранних эпох, когда свет горячего Большого взрыва практически перестал взаимодействовать с материей, отделился от неё. Сейчас, из-за расширения Вселенной, из видимого диапазона большинство излучённых тогда фотонов перешли в микроволновой радиодиапазон.
Иерархия масштабов во Вселенной
При переходе к масштабам меньше 100 Мпк обнаруживается чёткая ячеистая структура. Внутри ячеек пустота — войды. А стенки образованы из сверхскоплений галактик. Эти сверхскопления — верхний уровень целой иерархии, затем идут скопления галактик, потом локальные группы галактик, а самый нижний уровень (масштаб 5—200 кпк) — это огромное многообразие самых различных объектов. Конечно, все они — галактики, но все они различны: это и линзовидные, неправильные, эллиптические, спиральные, с полярным кольцами, с активными ядрами и т. д.
Из них отдельно стоит упомянуть квазары, отличающихся очень высокой светимостью и настолько малым угловым размером, что в течение нескольких лет после открытия их не удавалось отличить от «точечных источников» — звёзд. Болометрическая светимость квазаров может достигать 1046 — 1047 эрг/с[10].
Переходя к составу галактики мы обнаруживаем: тёмную материю, космические лучи, межзвёздный газ, шаровые скопления, рассеянные скопления, двойные звёзды, звёздные системы большей кратности, сверхмассивные чёрные дыры и чёрные дыры звёздной массы, и, наконец, одиночные звёзды разного населения.
Их индивидуальная эволюция и взаимодействие друг с другом порождает множество явлений. Так предполагается, что источником энергии у упомянутых уже квазаров служит аккреция межзвёздного газа на сверхмассивную центральную чёрную дыру.
Отдельно стоит упомянуть и о гамма-всплесках — это внезапные кратковременные локализуемые повышения интенсивности космического гамма-излучения с энергией в десятки и сотни кэВ[11]. Из оценок расстояний до гамма-всплесков можно сделать вывод, что излучаемая ими энергия в гамма-диапазоне достигает 1050 эрг. Для сравнения, светимость всей галактики в этом же диапазоне составляет «всего» 1038 эрг/c. Такие яркие вспышки видны из самых далёких уголков Вселенной, так у GRB 090423 красное смещение z = 8,2.
Сложнейшим комплексом, включающим в себя множество процессов, является эволюция галактики[12]:
В центре диаграммы представлены важные этапы эволюции одной звезды: от её формирования до смерти. Их ход малозависим от того, что происходит со всей галактикой в целом. Однако общее число вновь образующихся звёзд и их параметры подвержены значительному внешнему влиянию. Процессы, масштабы которых сравнимы или больше размера галактики (на диаграмме это все остальные, не вошедшие в центральную область), меняют морфологическую структуру, темп звездообразования, а значит, и скорость химической эволюции, спектр галактики и так далее.
Наблюдения
Описанное выше многообразие порождает целый спектр задач наблюдательного характера. В одну группу можно включить изучение отдельных феноменов и объектов, а это:
- Феномен расширения. А для этого нужно измерять расстояния и красные смещения и как можно более далёких объектов. При ближайшем рассмотрении это выливается в целый комплекс задач, называемый шкалой расстояний.
- Реликтовый фон.
- Отдельные удалённые объекты, как квазары и гамма-всплески.
Далёкие и старые объекты излучают мало света и необходимы гигантские телескопы, такие как обсерватория Кека, VLT, БТА, «Хаббл» и строящиеся E-ELT и «Джеймс Уэбб». Кроме того, для выполнения первой задачи необходимы и специализированные средства — такие, как Hipparcos и Gaia.
Как было сказано, излучение реликтового лежит в микроволновом диапазоне длин волн, следовательно, для его изучения необходимы радионаблюдения и, желательно, космическими телескопами, такими как WMAP и «Планк».
Уникальные особенности гамма-всплесков требуют не только гамма-лабораторий на орбите, наподобие SWIFT, но и необычных телескопов — робот-телескопов — чьё поле зрения больше, чем у вышеупомянутых инструментов SDSS, и способных наблюдать в автоматическом режиме. Примерами таких систем может служить телескопы российской сети «Мастер» и российско-итальянский проект Tortora.
Предыдущие задачи — это работа по отдельным объектам. Совсем иной подход требуется для:
- Изучения крупномасштабной структуры Вселенной.
- Изучение эволюцию галактик и процессов её составляющие. Таким образом нужны наблюдения как можно более старых объектов и как можно в большем числе.
С одной стороны необходимы массовые, обзорные наблюдения. Это вынуждает использовать телескопы с широким полем, например, такие, как в проекте SDSS. С другой стороны требуется детализация, на порядки превышающая надобности большинства задач предыдущей группы. А это возможно только с помощью РСДБ-наблюдений, с базой в диаметр Земли, или ещё больше как эксперименте «Радиоастрон».
Отдельно стоит выделить поиск реликтовых нейтрино. Для её решения необходимо задействовать специальные телескопы — нейтринные телескопы и нейтринные детекторы, — такие как Баксанский нейтринный телескоп, Байкальский подводный, IceCube, KATRIN.
Одно изучение гамма-всплесков, да реликтового фона свидетельствует о том, что только оптическим участком спектра тут не обойтись. Однако атмосфера Земли имеет всего два окна прозрачности: в радио- и оптическом диапазоне, и поэтому без космических обсерваторий не обойтись. Из ныне действующих в пример здесь приведём Chandra, Integral, XMM-Newton, Гершель. В разработке находятся «Спектр-УФ», IXO, «Спектр-РГ», Astrosat и многие другие.
Шкала расстояний и космологическое красное смещение
Измерение расстояния в астрономии — многоступенчатый процесс. И основная сложность заключается в том, что наилучшие точности у разных методах достигаются на разных масштабах. Поэтому для измерений всё более и более далёких объектов используется всё более и более длинная цепочка методов, каждый из которых опирается на результаты предыдущего.
В основании всех эти цепочек лежит метод тригонометрического параллакса — базовый, единственный, где расстояние измеряется геометрически, с минимальным привлечением допущений и эмпирических закономерностей. Прочие методы, в большинстве своём, для измерения расстояния используют стандартную свечу — источник с известной светимостью. И расстояние до него можно вычислить[13]:
- D2=L4πF,{\displaystyle D^{2}={\frac {L}{4\pi F}},}
где D — искомое расстояние, L — светимость, а F — измеренный световой поток.
Метод тригонометрического параллакса
Схема возникновения годичного параллакса
Параллакс — это угол, возникающий благодаря проекции источника на небесную сферу. Различают два вида параллакса: годичный и групповой[14].
Годичный параллакс — угол, под которым был бы виден средний радиус земной орбиты из центра масс звезды. Из-за движения Земли по орбите видимое положение любой звезды на небесной сфере постоянно сдвигается — звезда описывает эллипс, большая полуось которого оказывается равной годичному параллаксу. По известному параллаксу из законов евклидовой геометрии расстояние от центра земной орбиты до звезды можно найти как[14]:
- D=2R2sinα/2≈2Rα,{\displaystyle D={\frac {2R}{2\sin \alpha /2}}\approx {\frac {2R}{\alpha }},}
где D — искомое расстояние, R — радиус земной орбиты, а приближённое равенство записано для малого угла (в радианах). Данная формула хорошо демонстрирует основную трудность этого метода: с увеличением расстояния значение параллакса убывает по гиперболе, и поэтому измерение расстояний до далёких звёзд сопряжено со значительными техническими трудностями.
Суть группового параллакса состоит в следующем: если некое звёздное скопление имеет заметную скорость относительно Земли, то по законам проекции видимые направления движения его членов будут сходиться в одной точке, называемой радиантом скопления. Положение радианта определяется из собственных движений звёзд и смещения их спектральных линий, возникшего из-за эффекта Доплера. Тогда расстояние до скопления находится из следующего соотношения[15]:
- D=Vrtg(λ)4,738μ,{\displaystyle D={\frac {V_{r}\mathrm {tg} (\lambda )}{4,738\mu }},}
где μ{\displaystyle \mu } и Vr{\displaystyle V_{r}} — соответственно угловая (в секундах дуги в год) и лучевая (в км/с) скорость звезды скопления, λ{\displaystyle \lambda } — угол между прямыми Солнце—звезда и звезда—радиант, а D{\displaystyle D} — расстояние, выраженное в парсеках. Только Гиады имеют заметный групповой параллакс, но до запуска спутника Hipparcos только таким способом можно откалибровать шкалу расстояний для старых объектов[14].
Метод определения расстояния по цефеидам и звёздам типа RR Лиры
На цефеидах и звёздах типа RR Лиры единая шкала расстояний расходится на две ветви — шкалу расстояний для молодых объектов и для старых[14]. Цефеиды расположены, в основном, в областях недавнего звездообразования и поэтому являются молодыми объектами. Переменные типа RR Лиры тяготеют к старым системам, например, особенно их много в шаровых звёздных скоплениях в гало нашей Галактики.
Оба типа звёзд являются переменными, но если цефеиды — недавно образовавшиеся объекты, то звёзды типа RR Лиры сошли с главной последовательности — гиганты спектральных классов A—F, расположенные, в основном, на горизонтальной ветви диаграммы «цвет-величина» для шаровых скоплений. Однако, способы их использования как стандартных свеч различны:
- Для цефеид существует хорошая зависимость «период пульсации — абсолютная звёздная величина». Скорее всего, это связано с тем, что массы цефеид различны.
- Для звёзд RR Лиры средняя абсолютная звёздная величина примерно одинакова и составляет MRR≈0,78m{\displaystyle M_{RR}\approx 0,78^{m}}[14].
Определение данным методом расстояний сопряжено с рядом трудностей:
- Необходимо выделить отдельные звёзды. В пределах Млечного Пути это не составляет особого труда, но чем больше расстояние, тем меньше угол, разделяющий звёзды.
- Необходимо учитывать поглощение света пылью и неоднородность её распределения в пространстве.
Кроме того, для цефеид остаётся серьёзной проблемой точное определение нуль-пункта зависимости «период пульсации — светимость». На протяжении XX века его значение постоянно менялось, а значит, менялась и оценка расстояния, получаемая подобным способом. Светимость звёзд типа RR Лиры, хотя и почти постоянна, но всё же зависит от концентрации тяжёлых элементов.
Метод определения расстояния по сверхновым типа Ia
Кривые блеска различных сверхновых
Вспышка сверхновой — колоссальный взрывной процесс, происходящий по всему телу звезды, при этом количество выделившейся энергии лежит в диапазоне от 1050 — 1051 эрг[16]. А также сверхновые типа Ia имеют одинаковую светимость в максимуме блеска. Вместе это позволяет измерять расстояния до очень далёких галактик.
Именно благодаря им в 1998 году две группы наблюдателей открыли ускорение расширения Вселенной[17]. На сегодняшний день факт ускорения почти не вызывает сомнений, однако, по сверхновым невозможно однозначно определить его величину: всё ещё крайне велики ошибки для больших z[13][18].
Обычно, помимо общих для всех фотометрических методов, к недостаткам и открытым проблемам относят[19]:
- Проблема К-поправки. Суть этой проблемы состоит в том, что измеряется не боллометрическая интенсивность (интегрированная по всему спектру), а в определённом спектральном диапазоне приёмника. Это значит, что для источников, имеющие разные красные смещения, измеряется интенсивность в разных спектральных диапазонах. Для учёта этого различия вводится особая поправка, называемая К-поправка.
- Форма кривой зависимости расстояния от красного смещения измеряется разными обсерваториями на разных инструментах, что порождает проблемы с калибровками потоков и т. п.
- Раньше считалось, что все сверхновые Ia — это взрывающиеся белые карлики в тесной двойной системе, где второй компонент — это красный гигант. Однако появились свидетельства, что по крайне мере часть из них могут возникать в ходе слияния двух белых карликов, а значит этот подкласс уже не подходит для использования в качестве стандартной свечи.
- Зависимость светимости сверхновой от химического состава звезды-предшественницы.
Метод определения расстояния по гравитационным линзам
Геометрия гравитационного линзирования
Проходя около массивного тела, луч света отклоняется. Таким образом, массивное тело способно собирать параллельный пучок света в некотором фокусе, строя изображение, причём их может быть несколько. Это явление называется гравитационным линзированием. Если линзируемый объект — переменный, и наблюдается несколько его изображений, это открывает возможность измерения расстояний, так как между изображениями будут различные временны́е задержки из-за распространения лучей в разных частях гравитационного поля линзы (эффект аналогичен эффекту Шапиро в Солнечной системе)[20].
Если в качестве характерного масштаба для координат изображения ξ{\displaystyle \xi } и источника η{\displaystyle \eta } (см. рисунок) в соответствующих плоскостях взять ξ0=D1{\displaystyle \xi _{0}=D_{1}} и η0=ξ0Ds/D1{\displaystyle \eta _{0}=\xi _{0}D_{s}/D_{1}} (где D{\displaystyle D} — угловое расстояние), тогда можно записывать временно́е запаздывание между изображениями номер i{\displaystyle i} и j{\displaystyle j} следующим образом[20]:
Δt=1cDsDlDls(1+zl)|12((xj−y)2−(xi−y)2)+ψ(xi,y)−ψ(xj,y)|,{\displaystyle \Delta t={\frac {1}{c}}{\frac {D_{s}D_{l}}{D_{ls}}}(1+z_{l})\left|{\frac {1}{2}}((x_{j}-y)^{2}-(x_{i}-y)^{2})+\psi (x_{i},y)-\psi (x_{j},y)\right|,}
где χ=ξ/ξ0{\displaystyle \chi =\xi /\xi _{0}} и y=η/η0{\displaystyle y=\eta /\eta _{0}} — угловые положения источника и изображения соответственно, c{\displaystyle c} — скорость света, z1{\displaystyle z_{1}} — красное смещение линзы, а ψ{\displaystyle \psi } — потенциал отклонения, зависящий от выбора модели. Считается, что в большинстве случаев реальный потенциал линзы хорошо аппроксимируется моделью, в которой вещество распределено радиально симметрично, а потенциал превращается в бесконечность. Тогда время задержки определяется по формуле:
Δt=1cDsDlDls(1+zl)|xi−xj|.{\displaystyle \Delta t={\frac {1}{c}}{\frac {D_{s}D_{l}}{D_{ls}}}(1+z_{l})\left|x_{i}-x_{j}\right|.}
Однако, на практике чувствительность метода к виду потенциала гало галактики существенна. Так, измеренное значение H0{\displaystyle H_{0}} по галактике SBS 1520+530 в зависимости от модели колеблется от 46 до 72 км/(с Мпк)[21].
Метод определения расстояния по красным гигантам
Ярчайшие красные гиганты имеют одинаковую абсолютную звёздную величину −3,0m±0,2m[22], а значит, подходят на роль стандартных свеч. Наблюдательно первым этот эффект обнаружил Сендидж в 1971 году. Предполагается, что эти звёзды либо находятся на верхней точке первого подъёма ветви красных гигантов звёзд малой массы (меньше солнечной), либо лежат на асимптотической ветви гигантов.
Основным достоинством метода является то, что красные гиганты удалены от областей звездообразования и повышенной концентрации пыли, что сильно облегчает учёт поглощения. Их светимость также крайне слабо зависит от металличности как самих звёзд, так и окружающей их среды.
Основная проблема данного метода — выделение красных гигантов из наблюдений звёздного состава галактики. Существует два пути её решения[22]:
- Классический — метод выделения края изображений. При этом обычно применяют Собелевский фильтр. Начало провала — искомая точк
Вселенная
13 Янв 2013, 2692 дня назад
http://www.minipedia.org.ua/wp-content/uploads/2012/12/vselennaya-beskonechnoe-prostranstvo_1.jpg
Вселенная — это окружающее нас пространство, в котором содержится все вещество и вся энергия, от мельчайших элементарных частиц до гигантских галактик. Вселенная включает в себя все планеты, Солнце, звезды, астероиды, нашу галактику — Млечный Путь, а также все другие существующие галактики. Мы пока не знаем, насколько велика Вселенная.Астрономы считают, что она продолжает расширяться во всех направлениях. А как она возникла? На вопрос тоже пока нет окончательного ответа.
Большинство ученых сходится во мнении, что в начале своего существования Вселенная напоминала сверхкомпактный и сверхплотный шар. Много миллиардов лет назад этот шар взорвался. Астрономы называют это событие Большим взрывом. Считается, что он дал начало Вселенной, а до него не существовало ни пространства, ни времени.
Сразу после Большого взрыва Вселенная была крошечной и чрезвычайно горячей. Постепенно она остывала и расширялась. Из мельчайших частиц возникли ядра основных химических элементов — водорода и гелия. Возникающие сгущения стали постепенно объединяться друг с другом, образуя более крупные объекты, которые со временем превратились в галактики, звезды и планеты.
Это пока всего лишь теория, гипотеза. Но со временем разные ее составляющие подтверждаются наблюдениями. Астрономы постоянно проверяют эту теорию на прочность. Одно из средств для такой проверки — спектроскоп. С помощью этого прибора ученые анализируют свет, приходящий от небесного объекта. Отклонение света от того, каким он должен быть в случае наблюдения неподвижного объекта, позволяют определить, приближается ли исследуемое небесное тело к Земле или удаляется от нее.
Данные, полученные при помощи спектроскопов, убедили астрономов в том, что Вселенная продолжает расширяться во всех направлениях.
что это такое? Модель и масштабы Вселенной.
Человечество в целом, и его отдельных представителей всегда интересовал вопрос: «Что такое Вселенная?» Как она зародилась? Каковы модель и масштабы Вселенной? По каким законам живет и развивается Вселенная? Как построить свою жизнь для того, чтобы жить в гармонии со Вселенной и Высшими силами?
В данной статье постараемся подробно ответить на большинство возникающих вопросов об устройстве Вселенной с точки зрения эзотерики.
Что такое Вселенная? Определение
Вселенная – это необъятное пространство, которое невозможно охватить ни взглядом, ни человеческим разумом. Пространство, в котором рождаются, развиваются, стареют и умирают планеты и солнечные системы. Бесконечное множество галактик, управляемых Высшими силами – все это называется Вселенной.
Материалисты-прагматики считают, что Она возникла после большого взрыва в космическом пространстве. Однако в последнее время все большую популярность набирает мнение эзотериков о том, что саму Вселенную и все, что в ней находится, сотворил Высший разум и его иерархия.
Определение
Вселенная – это энергетическая единица, обладающая великой мудростью и знанием. Она основана на геометрии и содержит частотные коды. Вселенная это информация (геометрическая форма энергии плюс частота и измерение = информация). То есть, Вселенная – это информация, которая представлена в виде пакетов энергии, имеющих форму, частоту и измерение.
Вселенная – это «мыслеформа» Творца. Это лаборатория, где Творец ставит опыты «руководствуясь» базовыми компонентами.
Масштабы Вселенной
Каковы же масштабы Вселенной? С точки зрения математики, наша Вселенная – это материнская реальность. Ее можно сравнить с математической точкой, размеры которой не известны.
Масштабы Вселенной безграничны, у нее нет начала и нет окраин. Она может быть как и бесконечно большой, так и бесконечно малой.
Как формируется Вселенная?
Невозможно сказать, что Вселенная уже сформирована, поскольку это пространство с постоянным созданием и разрушением галактик.
Считается, что изначально образовалась центральная точка с мощным импульсом, которая излучала колоссальную энергию и притягивала к себе все, что ее окружало. Вокруг этого центра стали формироваться галактики, в состав которых входят различные солнца с вращающимися вокруг них планетами и спутниками.
Как можно представить модель Вселенной и этапы ее развития?
Модель Вселенной можно представить в виде решетки, у которой точки пересечения прутьев это солнца. Эта воображаемая решетка постоянно вибрирует (как бы дышит) и увеличивается в размерах (развивается). Вселенная растет, расцветает и в определенный момент, когда достигает высшего этапа развития, начинает разрушаться.
Исчезают не отдельные планеты, а сразу солнечные системы целиком. Поскольку галактики связаны между собой определенным ритмом развития, при разрушении одной из них начинается распад и соседних галактик. Этот процесс очень медленный, для человеческого восприятия времени может пройти много миллиардов лет.
Но для вселенского разума время измеряется совершенно иначе. Когда большая часть галактик в космическом пространстве разрушается, поступает сигнал (или команда) и создается новая Вселенная, изначально более развитая, чем предыдущая. Таким образом, происходит эволюция Вселенных, и процесс этот бесконечен.
Каковы основные принципы управления Вселенной?
Все процессы, которые происходят в космическом пространстве и конкретно на каждой обитаемой планете подчиняются воле Высшего разума. Если сравнить Вселенную с организмом человека, то Высшие силы можно представить себе как мозг. Об этом же говорит и эзотерическое учение, утверждающее, что предшественником всего материального является мысль. Мозг дает команды и сигналы органам, т.е. галактикам, солнечным системам и планетам. Соответственно, органы выполняют эти команды.
Управление Высшими силами предполагает подчинение основным принципам мироздания – развитие жизни в служении добру, любви, радости, взаимоуважении. Если живущие на планете существа развиваются в ином направлении и допускают большое количество негативного излучения (зло, обиды, зависть, войны и т.д.), то следует наказание от Высших сил. Далее планета и солнечная система разрушаются. Вместо них возникает другая система, заменяющая разрушенную. Так Вселенная поддерживает баланс, как в отлаженной работе организма всего сущего.
Как возникает обитаемый мир?
Согласно земным религиям, сотворение мира является делом рук Бога. Однако, стоит лишь заменить основной религиозный термин на Высшие силы или Высший разум, и большинство вопросов и теологических разногласий отпадают сами собой. Возникновение и развитие Высшего разума можно сравнить с рождением и развитием ребенка. Путь к Его совершенствованию начался с осознания: «Я есть», «Я существую». В ходе развития Высшего разума возникают и исчезают миры.
Каждая вновь созданная Вселенная более совершенна изначально, с учетом ошибок прошлых созданий. После рождения нового мира, его обитателям предоставляется определенная свобода выбора в собственном развитии. Важно не нарушать основные принципы мироздания, т.е. развиваться и совершенствоваться, не застревать на низших ступенях духовного уровня, идти по жизни с любовью, радостью и благодарностью. Так же и Высший разум не стоит на месте, а продолжает улучшать сам себя.
Что такое гармония Вселенной?
Во Вселенной все устроено гармонично, поскольку создано по воле Высшего разума. Взаимодействие между галактиками и солнечными системами идеально настроено и любое нарушение этого устройства устраняется. Дисгармония может возникнуть на конкретной планете из-за ошибочных действий ее обитателей. Стремление к гармонии и совершенству это основная задача каждого человека или иного существа (если речь идет о других обитаемых мирах).
Если внимательно присмотреться к тому, как все устроено в природе, то станет понятно, что изначально мир был создан идеально. К примеру, когда происходит сбой в какой-либо системе организма человека, то другие органы берут на себя часть работы, чтобы восстановить изначальный порядок. То же самое происходит и в природе, и в целом на всей планете. Так же гармонично живет и Вселенная, вовремя разрушая и заменяя разбалансированные элементы.
Какова иерархическая лестница Вселенной?
Любая Вселенная имеет главенствующее начало и Исполнителя всего задуманного. Это Высший разум. Он осуществляет контроль всей системы Мироздания. У Высшей силы есть свои помощники, управляющие отдельными галактиками (своего рода верховные боги).
У каждой солнечной системы есть свой «управленец», а иерархия руководителей заканчивается у границы определенной планеты. Вся система идеально отлажена, информация по каждой точке Вселенной попадает к Высшему разуму.
Как выглядит общая модель правления и развития Мироздания?
На вершине всего происходящего стоит Высший разум, он же Творец всего сущего. От Него к каждой отдельной планете тянутся нити управления, по которым (как по проводам) информация скапливается, аккумулируется в центральной точке правления. Вселенная, как и любой механизм, может давать сбои. В отдельных узлах и точках галактик происходят остановки и поломки. Задача Творца заключается в том, чтобы своевременно их устранять либо чинить. Переход на более высокую ступень развития Вселенной не происходит, пока есть отстающие планеты.
То есть Творец будет пытаться исправить ситуацию в точках пространства, тормозящих общее развитие. Но если ситуация слишком запущена и обитатели планеты не хотят идти по пути развития, такой объект космоса просто уничтожается. Ее разрушение компенсируется созданием новой, соседней системой.
Люди и другие разумные существа являются своеобразными винтиками в общем механизме Мироздания. Жизнь дается как испытательный срок перед переходом на более высокий уровень бытия. Поэтому время, которое дается для земной жизни необходимо провести с максимальной пользой. В соответствии с едиными законами Вселенной.
Как описать общие законы бытия в Космосе?
Человеческий разум настроен на то, что любой закон это определенный запрет. Законы Мироздания или космического бытия имеют одно, но кардинальное отличие от привычных нам правил. В глобальной системе важным понятием является необходимость и полезность каких-либо действий, а не запрет ради запрета. Поступки и действия каждой конкретной мыслящей единицы оцениваются с точки зрения общей пользы. А главное, изначально оценка направлена на самого себя. Кратко общие правила гармоничного бытия можно свести к следующему:
- После разрушения всегда следует возрождение;
- Высшие силы идеально мудры, а потому всегда помогут достойным;
- Каждый день должен быть наполнен действиями;
- Помогать необходимо каждому, но без ущерба личным интересам;
- Если скопилась лишняя энергия, ее следует отдать или направить на совершение положительных поступков;
- Зло должно отсутствовать как на отдельной планете, так и во всем космическом пространстве;
- Смысл существования заключается не в накоплении материальных ценностей, а в получении опыта и знаний через жизнь, в постоянном саморазвитии;
- Страх смерти не должен сопровождать человеческую жизнь, поскольку возрождение неизбежно;
- Сотрудничество и взаимодействие между мыслящими единицами необходимо, так как они есть мощь и сила.
Космическая мораль и нравственность, что это?
Не стоит думать, что нормы морали и нравственности в общем космическом пространстве как-то отличаются от привычных правил земных жителей. Ведь все создано Им, а значит и основные нормы поведения – общие для всех.
- Всегда помнить о том, что отношение окружающих к тебе – есть отражение твоего отношения к миру;
- Любое дело должно быть сделано так, чтобы им можно было гордиться, а не стыдиться;
- Начиная новое дело, помнить, что оно может быть последним в жизни, а значит делать его идеально;
- Прислушиваться к мнению других, но всегда знать, что последнее слово за тобой;
- Жить так, чтобы не было стыдно перед собой и не мешать жить другим.
Существует ли цикличность во всех процессах Мироздания?
Однозначно, да. Все, что когда-то происходило: ураганы, извержения вулканов, войны, эпидемии и т.д., будет повторяться вновь. Эти события можно с достаточно высокой вероятностью предугадать, в первую очередь для того, чтобы снизить негативное отражение на всей жизни планеты.
На межпланетарном уровне цикличность имеет место в образовании и распаде планетарных систем, их совершенствовании и развитии. Важно понимать, что циклы повторяются с учетом повышения уровня развития или деградации.
Соответственно, когда очередной этап пройден в совершенствовании, то представители данного поколения награждаются Им спокойной и достойной жизнью. А если этап был подвержен дегенерации или люди просто оставались на месте, то это поколение наказывается различными катастрофами.
Как обращаться и получать ответ от Высших сил?
Для начала, нужно понять, что услышан будет тот, кто искренне верит. А точнее, абсолютно убежден и не допускает сомнений в том, что создание всего – дело рук Высшего Творца. Необходимо жить в соответствии с Законами и общими Нормами, знать, что ваша совесть чиста. Обращаясь за помощью или советом к Высшим силам, будьте готовы к тому, чтобы видеть и воспринимать ответы и знаки, посылаемые свыше. Совершенно точно, что посещать церкви, мечети, синагоги и другие здания, в которых якобы живет бог, необходимости нет.
Идеальный разум, Верховный Творец слышит каждого, кто обращается к нему искренне и с верой в Него. И не забывайте о Благодарности. Благодарить Его нужно не только за «пряники», но и за «кнуты», ведь Он ничего не делает просто так, а только во благо вам и всем Его созданиям.
В чём заключается доказательство существования Бога?
Ответ: нет необходимости это доказывать. Стоит принимать это за аксиому.
Существование Бога проявляется в том, что есть Вселенная, Земля, воздух, небесное пространство. Не нужно искать доказательства, тратя на это время и усилия, а каждому делать свое дело.
Также интересно
определение, описание, исследования с фото
Вселенная – это огромнейшее и неисследованное место. Важно понимать, что на изучение конкретной темы или даже вопроса могут уходить десятки, а то и сотни лет. Существует миллион различных направлений, включающих сотни ответвлений. Чтобы вас не ошарашил такой информационный массив, мы предлагаем список тем, которые раскрывают информацию о Вселенной.
Некоторые думают, что Вселенная закончится взрывом. Она будет сокращаться, пока не вернется в исходную точку. За этим последует новый Большой Взрыв и образуется следующая Вселенная. Это основа циклической версии.
Большая часть научного сообщества соглашается с тем, что Вселенная плоская. Это основание базируется на показаниях прибора WMAP (изучение реликтового излучения). Но есть и те, кто не согласен. Не будем забывать, что не так давно все свято верили в плоскость Земли, так что в таких вопросах всегда остаются сомнения.
Конечно, вышеописанные сведения – всего лишь кратчайшее изложение, а вот детали вы узнаете по ссылкам. Каждая статья раскрывает интересующий вопрос и излагает все на понятном языке. Поэтому вам не придется тратить всю жизнь на изучение Вселенной, ведь ученые предоставили вам готовые сведения. Вы сможете больше узнать о Солнечной системе с описанием, характеристикой и качественными фото планет, а также изучить звезды, галактики, экзопланеты, туманности, звездные скопления, пульсары, квазары, черные дыры, созвездия, темную энергию и темную материю. Нужно лишь перейти по заинтересовавшей ссылке.
Строение Вселенной
Солнечная система | ||||||||||||
Воспользуйтесь исключительной возможностью заглянуть в любой уголок Солнечной системы благодаря виртуальному путешествию по спутникам, планетам и яркому Солнцу. |
Объекты глубокого космоса | ||||||||||||
Вселенная – драгоценная шкатулка, наполненная не только удивительнейшими объектами, но и тайнами, над которыми ученые бьются не одну тысячу лет. Присоединяйтесь к величайшим умам человечества и исследуйте окружающий мир во всех масштабах. Зачем ограничиваться единственной планетой, если за ее чертой скрываются черные дыры, отдаленные галактики и квазары! |
Созвездия | |
Получив нужные сведения, вы сможете видеть в ночном полотне не просто случайные звезды, а реальных персонажей, за которыми стоят истории, мифы и легенды. Впустите в свою жизнь созвездия, с легкостью находите их в безграничном пространстве и без проблем ориентируйтесь в родной галактике. | |
Зимнего неба Весеннего неба Летнего неба Осеннего неба |
Так что же такое Вселенная?
Некоторые даже не понимают, насколько сложным и масштабным выглядит вопрос: «Что такое Вселенная?». Можно потратить десятилетия на исследования и рассекретить лишь верхушку айсберга. Возможно, мы говорим не просто об огромном мире, но бесконечном. Поэтому нужно быть энтузиастом своего дела, чтобы погрузиться во все эти загадки, на расшифровку которых может уйти вся жизнь.
Что же такое Вселенная? Если емко, то это сумма всего существующего. Это все время, пространство, материя и энергия, образовавшиеся и расширяющиеся вот уже 13.8 миллиардов лет. Никто не может точно сказать, насколько обширны просторы нашего мира и пока нет точных предсказаний финала. Но исследования выдвигают множество теорий и пазл за пазлом собирают картинку.
Определение Вселенной
Само слово «Вселенная» происходит от латинского «universum». Впервые его использовал Цицерон, а уже после него оно стало общепринятым у римских авторов. Понятие обозначало мир и космос. На тот момент люди в этих словах видели Землю, все известные живые существа, Луну, Солнце, планеты (Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн) и звезды.
Геоцентрическая концепция Вселенной Птолемея, созданная Бартоломеу Велью
Иногда вместо «Вселенная» используют «космос», которое с греческого переводится как «мир». Кроме того, среди терминов фигурировали «природа» и «все». В современном понятии вмешают все, что существует во Вселенной – наша система, Млечный Путь и прочие структуры. Также сюда входят все виды энергии, пространство-время и физические законы.
Иерархическое формирование галактик во Вселенной
Астрофизик Ольга Сильченко о свойствах темной материи, веществе в ранней Вселенной и реликтовом фоне:
Материя и антиматерия во Вселенной
изик Валерий Рубаков о ранней Вселенной, стабильности вещества и барионном заряде:
Происхождение Вселенной
Как появился космос и все, что мы знаем? Вселенная берет свое начало 13.8 лет назад с Большого Взрыва. Это не единственное предположение (теория колеблющейся Вселенной или устойчивого состояния), но только ему удается объяснить появление всей материи, физ
Метагалактика — Википедия
Наблюда́емая Вселе́нная — понятие в космологии Большого взрыва, описывающее часть Вселенной, являющуюся абсолютным прошлым относительно наблюдателя. С точки зрения пространства, это область, из которой материя (в частности, излучение, и, следовательно, любые сигналы) успела бы за время существования Вселенной достичь нынешнего местоположения (в случае человечества — современной Земли), то есть быть наблюдаемой. Границей наблюдаемой Вселенной является космологический горизонт, объекты на нём имеют бесконечное красное смещение[1]. Число галактик оценивается более чем в 500 млрд[2].
Часть наблюдаемой Вселенной, доступной для изучения[3] современными астрономическими методами, называется Метагала́ктикой; она расширяется по мере совершенствования приборов[4]. За пределами Метагалактики располагаются гипотетические внеметагалактические объекты. Метагалактика может быть или малой частью Вселенной, или почти всей[5].
Сразу после своего появления Метагалактика начала расширяться[6] однородно и изотропно[7]. В 1929 году Эдвином Хабблом[8] была обнаружена зависимость между красным смещением галактик и расстоянием до них (закон Хаббла). На нынешнем уровне представлений она трактуется как расширение Вселенной.
Некоторые теории (например, большинство инфляционных космологических моделей) предсказывают, что полная Вселенная имеет размер намного больший, чем наблюдаемая[⇨].
Теоретически, граница наблюдаемой Вселенной доходит до самой космологической сингулярности, однако на практике границей наблюдений является реликтовое излучение. Именно оно (точнее, поверхность последнего рассеяния) является наиболее удалённым из объектов Вселенной, наблюдаемых современной наукой. В то же время в настоящий момент по мере хода времени наблюдаемая поверхность последнего рассеяния увеличивается в размерах, так что границы Метагалактики растут[9], и растёт, например, масса наблюдаемого вещества во Вселенной.
Наблюдаемую Вселенную можно, хотя и грубо, представлять как шар с наблюдателем в центре. Расстояния в пределах Метагалактики измеряются в терминах «красного смещения», z[10].
Ускорение расширения наблюдаемой Вселенной означает, что в природе имеется не только всемирное тяготение (гравитация), но и всемирное антитяготение (тёмная энергия), которое преобладает над тяготением в наблюдаемой Вселенной[11].
Метагалактика не только однородна, но и изотропна[12].
В гипотезе «раздувающейся Вселенной» из ложного вакуума вскоре после появления Вселенной могла образоваться не одна, а множество метагалактик (в том числе и наша)[13].
В некоторых случаях понятия «Метагалактика» и «Вселенная» приравнивают[14].
Радиус Шварцшильда всей нашей Вселенной сравним с радиусом наблюдаемой её части[15]. Гравитационный радиус Метагалактики rg=2GM∗∗/c2{\displaystyle r_{g}=2GM_{**}/c^{2}}, где G — гравитационная постоянная, с — скорость света в вакууме, M∗∗{\displaystyle M_{**}} — характерная масса Метагалактики[15]. Масса наблюдаемой части Вселенной — больше 1053 кг[16]. В наше время средняя плотность вещества Метагалактики ничтожно мала, она близка к величине 10−27 кг/м3[15], что эквивалентно массе всего нескольких атомов водорода на один кубический метр пространства. В наблюдаемой части Вселенной более 1087элементарных частиц[16], при этом основную часть этого количества составляют фотоны и нейтрино, а на частицы обычной материи (нуклоны и электроны) приходится незначительная часть — порядка 1080 частиц[15].
Согласно экспериментальным данным, фундаментальные физические постоянные не изменялись за характерное время существования Метагалактики[15][17].
Размер[править | править код]
Размер наблюдаемой Вселенной из-за нестационарности её пространства-времени — расширения Вселенной — зависит от того, какое определение расстояния принять. Сопутствующее расстояние до самого удалённого наблюдаемого объекта — поверхности последнего рассеяния реликтового излучения — составляет около 14 миллиардов парсек или 14 гигапарсек (46 миллиардов или 4,6⋅1010 световых лет) во всех направлениях. Таким образом, наблюдаемая Вселенная представляет собой шар диаметром около 93 миллиардов световых лет и центром в Солнечной системе (месте пребывания наблюдателя)[18]. Объём Вселенной примерно равен 3,5⋅1080м3 или 350 квинвиджинтиллионов м³, что примерно равняется 8,2⋅10180планковских объёмов. Следует отметить, что свет, испущенный самыми удалёнными наблюдаемыми объектами вскоре после Большого взрыва, прошёл до нас лишь 13,8 млрд световых лет, что значительно меньше, чем сопутствующее расстояние 46 млрд св. лет (равное текущему собственному расстоянию) до этих объектов, ввиду расширения Вселенной. Кажущееся сверхсветовое расширение горизонта частиц Вселенной не противоречит теории относительности, так как эта скорость не может быть использована для сверхсветовой передачи информации и не является скоростью движения в инерциальной системе отсчёта какого-либо наблюдателя[19].
Самый удалённый от Земли наблюдаемый объект (известный на 2016 год), не считая реликтового излучения, — галактика, получившая обозначение GN-z11. Она имеет красное смещение z = 11,1, свет шёл от галактики 13,4 миллиарда лет, то есть она сформировалась менее чем через 400 миллионов лет после Большого взрыва[20]. Вследствие расширения Вселенной, сопутствующее расстояние до галактики составляет около 32 миллиардов световых лет. GN-z11 в 25 раз меньше Млечного Пути по размеру и в 100 раз меньше по массе звёзд. Наблюдаемая скорость звездообразования оценочно в 20 раз превышает современную для Млечного Пути.
Внеметагалактические объекты — гипотетические миры[21], которые возникают в результате фазовых переходов физического вакуума вне и независимо от образованной в результате Большого Взрыва нашей наблюдаемой Вселенной. По сути своей, они являются параллельными вселенными, и входят в состав бо́льших структур: Вселенной или Мультивселенной. Могут пульсировать, расширяясь и сжимаясь с точки зрения внешнего наблюдателя[21].
В гипотезе «антропного принципа» другие Метагалактики — это миры иных фундаментальных констант[22].
Нерешённые вопросы физики, связанные с наблюдаемой Вселенной[править | править код]
Почему в наблюдаемой Вселенной существует только обычная материя, а антиматерия рождается только в ограниченных масштабах?[23]
Крупномасштабная структура Вселенной[править | править код]
Уже в начале XX века было известно, что звёзды группируются в звёздные скопления, которые, в свою очередь, образуют галактики. Позже были найдены скопления галактик и сверхскопления галактик. Сверхскопление — самый большой тип объединения галактик, включает в себя тысячи галактик[24]. Форма таких скоплений может быть различна: от цепочки, такой как цепочка Маркаряна, до стен, как великая стена Слоуна. Разумно было бы предположить, что эта иерархия распространяется дальше на сколь угодно много уровней, но в 1990-е Маргарет Геллер и Джон Хукра выяснили, что на масштабах порядка 300 мегапарсек Вселенная практически однородна[25] и представляет собой совокупность нитевидных скоплений галактик, разделённых областями, в которых практически нет светящейся материи. Эти области (пустоты, войды, англ. voids) имеют размер порядка сотни мегапарсек.
Нити и пустоты могут образовывать протяжённые относительно плоские локальные структуры, которые получили название «стен». Первым таким наблюдаемым сверхмасштабным объектом стала Великая Стена CfA2, находящаяся в 200 миллионах световых лет и имеющая размер около 500 млн св. лет и толщину всего 15 млн св. лет. Последними являются открытая в ноябре 2012 года Громадная группа квазаров, имеющая размер 4 млрд св. лет и открытая в ноябре 2013 года Великая стена Геркулес-Северная Корона размером 10 млрд св. лет.
- ↑ «За горизонтом вселенских событий» Архивная копия от 14 марта 2012 на Wayback Machine, Вокруг Света, № 3 (2786), Март 2006 — качественное популярное описание понятия края наблюдаемой Вселенной (горизонт событий, горизонт частиц и сфера Хаббла).
- ↑ http://www.dailygalaxy.com/my_weblog/2013/06/500-billion-a-universe-of-galaxies-some-older-than-milky-way.html Архивная копия от 24 марта 2014 на Wayback Machine.
- ↑ Расширение Вселенной (неопр.). Дата обращения 14 декабря 2015. Архивировано 28 февраля 2017 года.
- ↑ Е. Б. Гусев. Вселенная как объект науки (неопр.). Дата обращения 17 января 2015. Архивировано 2012-032-14.
- ↑ Распределение галактик в пространстве. Структура и эволюция Вселенной (неопр.). Дата обращения 31 мая 2015. Архивировано 18 декабря 2015 года.
- ↑ Введение в философию Архивная копия от 19 января 2013 на Wayback Machine — М.: Политиздат, 1989. Ч. 2. — С. 85.
- ↑ И. Л. Генкин. Будущее Вселенной (неопр.). Астронет (2 марта 1994). Дата обращения 7 февраля 2014. Архивировано 19 февраля 2008 года.
- ↑ «Физический минимум» на начало XXI века Академик Виталий Лазаревич Гинзбург Астрофизика (неопр.). Дата обращения 24 марта 2014. Архивировано 9 февраля 2014 года.
- ↑ Академик Виталий Лазаревич Гинзбург. Астрофизика (неопр.). Элементы.ру. Дата обращения 24 марта 2014. Архивировано 9 февраля 2014 года.
- ↑ Астрономия метагалактики (неопр.). Дата обращения 6 сентября 2015. Архивировано 17 октября 2015 года.
- ↑ Острова в океане тёмной энергии. Игорь Караченцев, Артур Чернин. «В мире науки» № 11, 2006. Тёмная энергия (неопр.). Дата обращения 23 ноября 2015. Архивировано 24 ноября 2015 года.
- ↑ Современная астрономия: новые направления и новые проблемы. Структура наблюдаемой области вселенной — метагалактики (неопр.). Дата обращения 6 сентября 2015. Архивировано 6 марта 2016 года.
- ↑ СКОЛЬКО ВСЕЛЕННЫХ ВО ВСЕЛЕННОЙ? (неопр.). Дата обращения 23 ноября 2015. Архивировано 8 ноября 2015 года.
- ↑ Ключевые проблемы в школьном курсе астрономии. Синтез элементов во Вселенной. (неопр.). Дата обращения 14 декабря 2015. Архивировано 28 февраля 2017 года.
- ↑ 1 2 3 4 5 Основные параметры Метагалактики (неопр.). Дата обращения 16 января 2015. Архивировано 2 апреля 2015 года.
- ↑ 1 2 Многоликая Вселенная Андрей Дмитриевич Линде, Стэнфордский университет (США), профессор (неопр.). Дата обращения 12 мая 2015. Архивировано 10 мая 2015 года.
- ↑ Стандартная космологическая модель (неопр.). Дата обращения 28 июля 2015. Архивировано 29 июля 2015 года.
- ↑ WolframAlpha (неопр.). Дата обращения 29 ноября 2011. Архивировано 4 июля 2012 года.
- ↑ Davis Tamara M., Lineweaver Charles H. Expanding Confusion: Common Misconceptions of Cosmological Horizons and the Superluminal Expansion of the Universe // Publications of the Astronomical Society of Australia. — 2004. — Vol. 21. — P. 97—109. — ISSN 1323-3580. — doi:10.1071/AS03040. — arXiv:astro-ph/0310808. [исправить]
- ↑ Oesch P. A., et al. A Remarkably Luminous Galaxy at z=11.1 Measured with Hubble Space Telescope Grism Spectroscopy (англ.) // arXiv:1603.00461 [astro-ph] : journal. — 2016. — 1 March. Архивировано 10 февраля 2017 года.
- ↑ 1 2 Введение в философию Архивная копия от 19 января 2013 на Wayback Machine — М.: Политиздат, 1989. Ч. 2. — С. 85.
- ↑ Антропный космологический принцип М. К. Гусейханов Антропный космологический принцип
- ↑ Ошибка в сносках?: Неверный тег
<ref>
; для сносокelmaser
не указан текст - ↑ Bahcall, Neta A. Large-scale structure in the universe indicated by galaxy clusters (англ.) // Annual review of astronomy and astrophysics (англ.)русск. : journal. — 1988. — Vol. 26. — P. 631—686. — doi:10.1146/annurev.aa.26.090188.003215. (англ.)
- ↑ M. J. Geller & J. P. Huchra, Science 246, 897 (1989). (неопр.). Дата обращения 18 сентября 2009. Архивировано 21 июня 2008 года.
Как образовалась Вселенная
Что же такое Вселенная? Если емко, то это сумма всего существующего. Это все время, пространство, материя и энергия, образовавшиеся и расширяющиеся вот уже 13.8 миллиардов лет. Никто не может точно сказать, насколько обширны просторы нашего мира и пока нет точных предсказаний финала.
Определение Вселенной
Само слово «Вселенная» происходит от латинского «universum». Впервые его использовал Цицерон, а уже после него оно стало общепринятым у римских авторов. Понятие обозначало мир и космос. На тот момент люди в этих словах видели Землю, все известные живые существа, Луну, Солнце, планеты (Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн) и звезды.
Иногда вместо «Вселенная» используют «космос», которое с греческого переводится как «мир». Кроме того, среди терминов фигурировали «природа» и «все».
В современном понятии вмещают все, что существует во Вселенной – наша система, Млечный Путь и прочие структуры. Также сюда входят все виды энергии, пространство-время и физические законы.
Одним из основных вопросов, которые не выходят из сознания человека, всегда был и является вопрос: «как появилась Вселенная?». Конечно же, однозначного ответа на данный вопрос нет, и вряд ли будет получен в скором времени, однако наука работает в этом направлении и формирует некую теоретическую модель зарождения нашей Вселенной.
Теории происхождения Вселенной
Креационизм: все создал Господь Бог
Среди всех теорий о происхождении Вселенной эта появилась самой первой. Очень хорошая и удобная версия, которая, пожалуй, будет иметь актуальность всегда. Кстати, многие ученые физики, несмотря на то что наука и религия часто представляются понятиями противоположными, верили в Бога.
Например, Альберт Эйнштейн говорил:
«Каждый серьезный естествоиспытатель должен быть каким-то образом человеком религиозным. Иначе он не способен себе представить, что те невероятно тонкие взаимозависимости, которые он наблюдает, выдуманы не им.»
Теория Большого Взрыва (модель горячей Вселенной)
Пожалуй, самая распространенная и наиболее признанная модель происхождения нашей Вселенной. Отвечает на вопрос — каким образом образовались химические элементы и почему распространённость их именно такая, какая сейчас наблюдается.
Согласно этой теории, около 14 миллиардов назад, пространства и времени не было, а вся масса вселенной была сосредоточена в крохотной точке с невероятной плотностью – в сингулярности. Однажды из-за возникшей в ней неоднородности, произошел так называемый Большой Взрыв. И с тех пор Вселенная постоянно расширяется и остывает.
Теория Большого взрыв
Первые 10-43 секунды после Большого Взрыва называют этапом квантового хаоса. Природа мироздания на этом этапе существования не поддается описанию в рамках известной нам физики. Происходит распад непрерывного единого пространства-времени на кванты.
Спустя 10 000 лет энергия вещества постепенно превосходит энергию излучения и происходит их разделения. Вещество начинает доминировать над излучением, возникает реликтовый фон.
Теория Большого Взрыва тверже встала на ноги после открытия космологического красного смещения и реликтового излучения. Два этих явления — самые весомые доводы в пользу правильности теории.
Также разделение вещества с излучением значительно усилило изначальные неоднородности в распределении вещества, в результате чего начали образовываться галактики и сверхгалактики. Законны Вселенной пришли к тому виду, в котором мы наблюдаем их сегодня.
Модель расширяющейся Вселенной
Сейчас доподлинно известно, что Галактики и иные космические объекты удаляются друг от друга, а значит, Вселенная расширяется.
Модель расширяющейся Вселенной описывает сам факт расширения. В общем случае не рассматривается, когда и почему Вселенная начала расширяться. В основе большинства моделей лежит общая теория относительности и её геометрический взгляд на природу гравитации.
Красное смещение – это наблюдаемое для далеких источников понижение частот излучения, которое объясняется отдалением источников (галактик, квазаров) друг от друга. Данный факт свидетельствует о том, что Вселенная расширяется.
Реликтовое излучение – это как бы отголоски большого взрыва. Ранее Вселенная представляла собой горячую плазму, которая постепенно остывала. Еще с тех далеких времен во Вселенной остались так называемые блуждающие фотоны, которые образуют фоновое космическое излучение. Ранее при более высоких температурах Вселенной данное излучение было гораздо мощнее. Сейчас же его спектр соответствует спектру излучения абсолютно твердого тела с температурой всего 2,7 Кельвин.
Теория эволюции крупномасштабных структур
Как показывают данные по реликтовому фону, в момент отделения излучения от вещества Вселенная была фактически однородна, флуктуации вещества были крайне малыми, и это представляет собой значительную проблему.
Вторая проблема — ячеистая структура сверхскоплений галактик и одновременно сфероподобная — у скоплений меньших размеров. Любая теория, пытающаяся объяснить происхождение крупномасштабной структуры Вселенной, в обязательном порядке должна решить эти две проблемы.
Современная теория формирования крупномасштабной структуры, как впрочем и отдельных галактик, носит названия «иерархическая теория».
Суть — вначале галактики были небольшие по размеру (примерно как Магеллановы облака), но со временем они сливаются, образуя всё большие галактики.
В последнее время верность теории поставлена под вопрос.
Теория струн
Эта гипотеза в некоторой степени опровергает Большой взрыв в качестве начального момента возникновения элементов открытого космоса.
Согласно теории струн, Вселенная существовала всегда. Гипотеза описывает взаимодействие и структуру материи, где существует определенный набор частиц, которые делятся на кварки, бозоны и лептоны. Говоря простым языком, эти элементы являются основой мироздания, поскольку их размер настолько мал, что деление на другие составляющие стало невозможным.
Отличительной чертой теории о том, как образовалась Вселенная, становится утверждение о вышеупомянутых частицах, которые представляют собой ультрамикроскопические струны, которые постоянно колеблются. Поодиночке они не имеют материальной формы, являясь энергией, которая в совокупности создает все физические элементы космоса.
Примером в данной ситуации послужит огонь: глядя на него, он кажется материей, однако он неосязаем.
Хаотическая теория инфляции — теория Андрея Линде
Согласно данной теории существует некоторое скалярное поле, которое неоднородно во всем своем объеме. То есть в различных областях вселенной скалярное поле имеет разное значение. Тогда в областях, где поле слабое – ничего не происходит, в то время как области с сильных полем начинают расширяться (инфляция) за счет его энергии, образуя при этом новые вселенные.
Такой сценарий подразумевает существование множества миров, возникших неодновременно и имеющих свой набор элементарных частиц, а, следовательно, и законов природы.
Теория Ли Смолина
Эта теория достаточно известна и предполагает, что Большой Взрыв не является началом существования Вселенной, а – лишь фазовым переходом между двумя ее состояниями. Так как до Большого Взрыва Вселенная существовала в форме космологической сингулярности, близкой по своей природе к сингулярности черной дыры, Смолин предполагает, что Вселенная могла возникнуть из черной дыры.
Эволюция Вселенной
Как происходил процесс развития и эволюции Вселенной? В течение следующих миллиардов лет гравитация заставила более плотные области притягиваться. В этом процессе формировались газовые облака, звезды, галактические структуры и прочие небесные объекты.
Этот период именуют Структурной Эпохой, так как именно в этот временной отрезок зарождалась современная Вселенная. Видимое вещество распределялось на различные формирования (звезды в галактики, а те в скопления и сверхскопления).
Сложно представить время за 13,7 миллиардов лет до сегодняшнего дня, когда вся Вселенная представляла собой сингулярность. Согласно теории Большого взрыва, один из главных претендентов на роль объяснения того, откуда появилась Вселенная и вся материя в космосе — все было сжато в точку, меньшую, чем субатомная частица. Но если это еще можно принять, задумайтесь вот о чем: что же было до того, как случился Большой взрыв?
Этот вопрос современной космологии уходит корнями еще в четвертое столетие нашей эры. 1600 лет назад теолог Августин Блаженный как и один из лучших физиков 20 века Альберт Эйнштейн пытались понять природу до сотворения Вселенной. Они пришли к выводу , что просто не было никакого «до».
В настоящее время человеком выдвигаются различные теории.
Теория Мультивселенной
Что если наша Вселенная является потомком другой, старшей Вселенной? Некоторые астрофизики полагают, что пролить свет на эту историю поможет реликтовое излучение, оставшееся от большого взрыва.
Согласно этой теории, в первые мгновения своего существования Вселенная начала чрезвычайно быстро расширяться. Также теория объясняет температуру и плотность флуктуаций реликтового излучения и подсказывает, что эти флуктуации должны быть одинаковыми.
Но, как выяснилось, нет. Последние исследования дали понять, что Вселенная на самом деле однобока, и в некоторых областях флуктуаций больше, чем в других. Некоторые космологи считают, что это наблюдение подтверждает, что у нашей Вселенной была «мать»(!)
В теории хаотической инфляции эта идея приобретает размах: бесконечный прогресс инфляционных пузырьков порождает обилие вселенных, и каждая из них порождает еще больше инфляционных пузырьков в огромном количестве Мультивселенных.
Теория белых и черных дыр
Тем не менее, существуют модели, которыми пытаются объяснить образование сингулярности до большого взрыва. Если вы думаете о черных дырах как о гигантских мусоросборниках, они являются главными кандидатами первоначального сжатия, поэтому наша расширяющаяся Вселенная вполне может быть белой дырой — выходным отверстием черной дыры, и каждая черная дыра в нашей Вселенной может вмещать в себя отдельную вселенную.
Большой скачок
Другие ученые считают, что в основе формирования сингулярности лежит цикл под названием «большой скачок», в результате которого расширяющаяся вселенная в итоге коллапсирует сама в себя, порождая другую сингулярность, которая, опять же, порождает другой большой взрыв.
Этот процесс будет вечным, и все сингулярности и все схлопывания не будут представлять собой ничего другого, кроме как переход в другую фазу существования Вселенной.
Теория циклической Вселенной
Последнее объяснение, которое мы рассмотрим, использует идею циклической Вселенной, порожденной теорией струн. Она предполагает, что новая материя и потоки энергии появляются каждые триллионы лет, когда две мембраны или браны, лежащие за пределами наших измерений, сталкиваются между собой.
Что было до Большого взрыва? Вопрос остается открытым. Может быть, ничего. Может, другая Вселенная или другая версия нашей. Может, океан Вселенных, в каждой из которых — свой набор законов и констант, диктующих природу физической реальности.
Проблемы современных моделей рождения и эволюции Вселенной
Многие теории, касающиеся Вселенной в последнее время сталкиваются с проблемами, как теоретического, так и, что более важно, наблюдательного характера:
- Вопрос о форме Вселенной является важным открытым вопросом космологии. Говоря математическим языком, перед нами стоит проблема поиска трёхмерного пространственного сечения Вселенной, то есть такой фигуры, которая наилучшим образом представляет пространственный аспект Вселенной.
- Неизвестно, является ли Вселенная глобально пространственно плоской, то есть применимы ли законы Евклидовой геометрии на самых больших масштабах.
- Также неизвестно, является ли Вселенная односвязной или многосвязной. Согласно стандартной модели расширения, Вселенная не имеет пространственных границ, но может быть пространственно конечна.
- Существуют предположения, что Вселенная изначально родилась вращающейся. Классическим представлением о зарождении является идея об изотропности Большого взрыва, то есть о распространении энергии одинаково во все стороны. Однако появилась и получила некоторое подтверждение конкурирующая гипотеза о наличии изначального момента вращения Вселенной.
Видео
Источники
Безусловно, устройство Вселенной многообразно. В её состав входят не простые частицы, а целые структуры и объединения.
К тому же, связь всех элементов превращает Вселенную в то, что мы наблюдаем.
Вселенная
Устройство Вселенной
Установлено, что во Вселенной великое множество галактик. На данный момент их количество около 100 миллиардов. И это только в наблюдаемой нами части.
На самом деле практически все галактики объединены в группы. К тому же, существуют галактические скопления. В которых собраны сотни систем. Помимо этого, обнаружены сверхскопления с тысячами галактик в своём составе.
Сверхскопление галактик
Галактика это связанная силой гравитации система.
По определению, галактики состоят из:
- Планет, звёзд, чёрных дыр — 1%,
- Межзвёздный газ и пыль-от 10 до 30%,
- Тёмная материя — остальная основная масса.
Но есть и свободное место в пространстве, которое называют войд. В них отсутствуют звёзды, и плотность материи менее одной десятой от характерной для Вселенной.
Войд (пустота Вселенной)
Структура галактики
Человека всегда интересовало, как устроена Вселенная. Бесспорно, структура и масштабы Вселенной удивляют и завораживают. Ведь это неимоверно красивейшее зрелище.
На самом деле, несмотря на разнообразие звёздных объединений, выделена их общая структура.
Ядро является центром. Это как сердце галактики и отдельной галактики в одном. Можно сказать, что сила галактики заключена в нём.
Структура галактики
Диск включает в себя основное количество газа, пыли и звёзд.
Балдж представляет собой часть в центре. Это внутренний и очень яркий элемент галактики.
Гало это внешняя часть сферы, которая плавно переходит от балджа.
Рукава имеются не во всех галактиках. Это структура из молодых звёзд и газа. Могут быть в разной степени закрученными.
Бар или перемычка является плотным формированием из газа и звёзд.
Свойства галактик
Сейчас, насколько это возможно изучив галактики, их разделяют на различные виды и классы.
Более того, установили взаимодействие таких космических комплексов. Они могут влиять друг на друга. Но с условием небольшого расстояния между ними. Кроме того, в зависимости от их массы и размеров.
Именно взаимосвязь между галактиками может привести к их слиянию.
Слияние двух галактик
Форма Вселенной
Вопрос о форме и размере Вселенной один из загадочных и неоднозначных. Потому как однозначного ответа просто нет. Учёные выдвигают разные гипотезы, но подтверждения им не найдено.
Разумеется, что изучение пространства продолжается. Вероятно, когда-нибудь мы узнаем, какой формы наш мир.
Предполагаемая форма Вселенной
Вселенная как живой организм, растёт и развивается. Правда, по своим правилам и законам.
Люди более или менее определили состав и физику Вселенной. К тому же, мы немного разобрались в системе и устройстве Вселенной. Но остаётся много загадок и тайн, которые, возможно, мы сможем постичь в будущем.
Происхождение вселенной факты и информация
Поддерживаемая теория происхождения нашей вселенной основана на событии, известном как большой взрыв. Эта теория родилась из наблюдения, что другие галактики удаляются от нашей с большой скоростью во всех направлениях, как будто они все были продвинуты древней взрывной силой.
Бельгийский священник по имени Жорж Леметр впервые предложил теорию большого взрыва в 1920-х годах, когда он предположил, что Вселенная начинается с одного первичного атома.За 43 секунды своего существования Вселенная была очень компактной, размером менее миллиона миллиардов миллиардных от размера одного атома. Считается, что в таком непостижимо плотном, энергичном состоянии четыре фундаментальные силы — гравитация, электромагнетизм и сильные и слабые ядерные силы — были объединены в одну силу, но наши нынешние теории еще не выяснили, как одна, единая сила будет работать. Чтобы осуществить это, нам нужно знать, как работает гравитация в субатомном масштабе, но в настоящее время мы этого не делаем.
. Также считалось, что чрезвычайно близкие четверти позволили самым первым частицам Вселенной смешиваться, смешиваться и оседать примерно до одной и той же температуры. Затем, за невообразимо малую долю секунды, все это вещество и энергия расширились наружу более или менее равномерно, с небольшими изменениями, обусловленными флуктуациями в квантовом масштабе. Эта модель головокружительного расширения, называемая инфляцией, может объяснить, почему во Вселенной такая равномерная температура и распределение материи.
После инфляции вселенная продолжала расширяться, но гораздо более медленными темпами.До сих пор неясно, чем именно питается инфляция.
Последствия космической инфляции
После того как прошло время и вещество охладилось, начали образовываться более разнообразные виды частиц, которые в конечном итоге сконденсировались в звезды и галактики нашей нынешней вселенной.
К тому времени, когда вселенная достигла миллиардной доли секунды, вселенная достаточно остыла, чтобы четыре фундаментальные силы могли отделиться друг от друга. Фундаментальные частицы вселенной также сформировались.Тем не менее, было еще так жарко, что эти частицы еще не собрались во многие субатомные частицы, которые мы имеем сегодня, такие как протон. По мере того, как Вселенная продолжала расширяться, этот горячий, искрометный суп, называемый кварк-глюонной плазмой, продолжал охлаждаться. Некоторые коллайдеры частиц, такие как Большой адронный коллайдер CERN, достаточно мощны, чтобы воссоздать кварк-глюонную плазму.
Излучение в ранней Вселенной было настолько интенсивным, что сталкивающиеся фотоны могли образовывать пары частиц, состоящих из вещества и антивещества, которые во всех отношениях подобны регулярной материи, за исключением противоположного электрического заряда.Считается, что ранняя вселенная содержала равное количество вещества и антивещества. Но когда Вселенная охладилась, фотоны уже не упаковали достаточно дырок, чтобы образовать пары вещество-антивещество. Так, как в экстремальной игре на музыкальных стульях, много частиц вещества и антивещества спаривались и уничтожали друг друга.
Так или иначе, некоторые излишние вещества выжили — и теперь это то, из чего сделаны люди, планеты и галактики. Наше существование является явным признаком того, что законы природы относятся к материи и антивеществу немного по-разному.Исследователи экспериментально наблюдали это нарушение правил, называемое нарушением СР, в действии. Физики все еще пытаются выяснить, как именно материя победила в ранней Вселенной.
Строительные атомы
В первые секунды существования Вселенной было достаточно прохладно, чтобы оставшаяся материя объединилась в протоны и нейтроны, знакомые частицы, составляющие ядра атомов. И через первые три минуты протоны и нейтроны собрались в ядра водорода и гелия.По массе водород составлял 75 процентов вещества ранней вселенной, а гелий — 25 процентов. Обилие гелия является ключевым предсказанием теории большого взрыва, и это было подтверждено научными наблюдениями.
Несмотря на наличие атомных ядер, молодая вселенная все еще была слишком горячей, чтобы электроны могли оседать вокруг них, чтобы образовать стабильные атомы. Вещество Вселенной оставалось электрически заряженным туманом, который был настолько плотным, что свету было трудно пробиваться сквозь него. Вселенной понадобится еще около 380 000 лет, чтобы достаточно остыть, чтобы сформировались нейтральные атомы — ключевой момент, называемый рекомбинацией.Более холодная вселенная впервые сделала ее прозрачной, что позволило фотонам, гремящим вокруг нее, в конце концов пронестись беспрепятственно.
Мы все еще видим сегодня это изначальное послесвечение как космическое микроволновое фоновое излучение, которое можно найти во всей вселенной. Излучение аналогично излучению телевизионных сигналов через антенны. Но это самое старое из известных излучений, и оно может содержать много секретов о самых ранних моментах Вселенной.
С первых звезд по сегодняшний день
Во Вселенной не было ни одной звезды, пока около 180 миллионов лет после Большого взрыва.Гравитации понадобилось так много времени, чтобы собрать облака водорода и превратить их в звезды. Многие физики считают, что огромные облака темной материи, еще неизвестного материала, который перевешивает видимую материю более чем в пять раз, предоставили гравитационный каркас для первых галактик и звезд.
Как только первые звезды вселенной зажглись, свет, который они выпустили, собрал достаточно толчков, чтобы лишить электроны нейтральных атомов, ключевую главу вселенной под названием реионизация. В феврале 2018 года австралийская команда объявила, что, возможно, обнаружила признаки этого «космического рассвета».«Через 400 миллионов лет после большого взрыва родились первые галактики. За миллиарды лет, прошедшие с тех пор, звезды, галактики и скопления галактик сформировались и переформировались, что в конечном итоге привело к созданию нашей домашней галактики, Млечного Пути, и нашего космического дома, солнечной системы.
Даже сейчас вселенная расширяется, и, к удивлению астрономов, темпы расширения ускоряются. Считается, что это ускорение вызвано силой, которая отталкивает гравитацию, называемую темной энергией. Мы до сих пор не знаем, что такое темная энергия, но считается, что она составляет 68 процентов всего вещества и энергии вселенной.
www.nationalgeographic.com
По существу, с момента своего создания космос рос все более быстрыми темпами.По оценкам космологов, самые старые фотоны, которые мы можем наблюдать, прошли 45-47 миллиардов световых лет с момента Большого взрыва. Это означает, что наша наблюдаемая вселенная имеет ширину около 93 миллиардов световых лет (дайте или возьмите несколько световых лет). Эти 93 с лишним миллиарда световых года содержат все кварки, квазары, звезды, планеты, туманности, черные дыры … и все остальное, что мы могли наблюдать; тем не менее, наблюдаемая вселенная содержит только тот свет, который успел добраться до нас.
Существует гораздо больше вселенной за пределами того, что мы можем наблюдать.
Какой размер Вселенной может составлять 93 миллиарда световых лет, если ей всего 13,8 миллиарда лет? У Света не было достаточно времени, чтобы пройти так далеко …? В конечном счете, понимание этого аспекта физики является ключом к пониманию того, что лежит за пределами наблюдаемой вселенной и можем ли мы когда-либо туда добраться.
Чтобы разбить это, согласно специальной теории относительности, объекты, которые находятся близко друг к другу, не могут двигаться быстрее скорости света по отношению друг к другу; однако, нет такого закона для объектов, которые чрезвычайно далеки друг от друга, когда пространство между ними само расширяется.Астрономы думают, что пространство за пределами наблюдаемой вселенной может быть бесконечным пространством того, что мы видим в космосе вокруг нас, распределенного почти так же, как и в наблюдаемой вселенной. Это кажется логичным. В конце концов, не имеет смысла, что одна часть вселенной будет отличаться от того, что мы видим вокруг нас. И, честно говоря, кто может представить себе вселенную, у которой есть конец — огромная кирпичная стена, скрывающаяся на ее краю?
Так, в некотором смысле, бесконечность имеет смысл. Но «бесконечность» означает, что за пределами наблюдаемой вселенной вы не просто найдете больше планет, звезд и других форм материала … вы в конечном итоге найдете все возможные вещи.Каждый. Возможный. Thing.
Это означает, что, если это верно, и мы следуем этому до его логического завершения, где-то там, есть другой человек, который идентичен вам во всех возможных отношениях, и есть также вы, который только на незначительно отличается от вас всеми возможными способами (один на дюйм короче; один был сбит автобусом 5 лет назад и умер; у одного пропал палец и т. д.). На самом деле, этот «другой вы» может читать эту статью прямо сейчас; единственная разница в том, что они просто ковырялись в носу, а ты нет (или не так ли?).Это понятие кажется немыслимым. Но тогда бесконечность довольно немыслима.
Модель темного потока.
. Другая теория имеет дело с тем, что называется «темным потоком». В 2008 году астрономы обнаружили нечто очень странное и неожиданное: все галактические скопления текли в одном направлении с огромной скоростью, превышающей два миллиона миль в час. Одна из возможных причин: массивные структуры за пределами наблюдаемой вселенной, оказывающие гравитационное влияние. Что касается самих структур, то они могут быть буквально чем угодно: невероятно огромными скоплениями вещества и энергии (в масштабах, которые мы едва ли можем себе представить) или даже странными деформациями в пространстве-времени, которые направляют гравитационные силы из других вселенных.Мы просто не знаем, какими могут быть эти массивные объекты. Примечательно, что недавние анализы утверждают, что опровергают модель темного потока, но это опровержение все еще оспаривается. Некоторые считают, что вся наша вселенная может существовать в маленьком «пузыре» посреди огромного множества других пузырей. Теоретики называют это «мультивселенной». Интересно, что идея утверждает, что эти вселенные могут вступать в контакт друг с другом — между этими параллельными вселенными может протекать гравитация, и когда они соединяются, может произойти Большой взрыв, подобный тому, который создал нашу вселенную.
futurism.com
Ученые теперь знают, что вселенная расширяется с постоянно растущей скоростью. Так, если это раздувается, во что это врастает? Другими словами, что находится за пределами известной вселенной?
Определение этого «за пределами вселенной» будет означать, что у вселенной есть преимущество. И вот тут все становится непросто, потому что ученые не уверены в том, существует ли такая отсечка.
Ответ зависит от того, как один смотрит на вопрос. «за пределами вселенной», как можно заглянуть за край утеса или посмотреть в окно, чтобы увидеть снаружи здания? Ответ на этот вопрос «вероятно, нет.«
Одна причина связана с« космологическим принципом », — сказал Роберт Макнис, доцент кафедры физики в Университете Лойола в Чикаго. Космологический принцип утверждает, что распределение вещества в любой части вселенной выглядит примерно так же, как и в любой другой части, независимо от в каком направлении вы смотрите: с точки зрения ученых, Вселенная изотропна.
Космологический принцип отчасти является следствием идеи о том, что законы физики везде одинаковы. «Существует множество локальных вариаций — звезды, галактики, кластеры и т. д.- но усредненный по большим кускам пространства, ни одно место на самом деле не отличается так, как где-либо еще », — сказал Макнис в интервью Live Science в электронном письме
. Однако это означает, что нет« края »; и можно взглянуть в каком-то направлении и увидеть, что за этим стоит.
Одной аналогией, часто используемой для описания этой бескрайней вселенной, является поверхность воздушного шара. Муравей на такой поверхности может идти в любом направлении, и это выглядело бы так, будто поверхность была «неограниченной». «- то есть муравей может вернуться туда, где он начался, но пути не будет конца.Таким образом, даже несмотря на то, что поверхность воздушного шара представляет собой конечное число квадратных единиц, у нее нет ни края, ни границы (поскольку вы можете идти вечно в любом направлении). Кроме того, нет «центра», поэтому нет предпочтительной точки на сферической поверхности воздушного шара.
Вселенная — это трехмерная версия оболочки воздушного шара.
Вселенная с воздушными шарами
Но как может расширяться вселенная, если у нее нет ни края, ни края?
Снова используя аналогию с воздушным шаром, если добавить к нему больше воздуха, муравей будет наблюдать, как другие предметы на поверхности воздушного шара удаляются дальше.По определению, вселенная содержит все, поэтому нет «снаружи». Физик Стивен Хокинг часто говорил, что весь вопрос не имеет смысла, потому что, если вселенная возникла из ничего и привела все в существование, то вопрос о том, что лежит за ее пределами, все равно, что спрашивать, что находится к северу от Северного полюса. [Большой взрыв в цивилизации: 10 удивительных событий происхождения]
Dr. Кэти Мак, теоретик-астрофизик из университета Мельбурна в Австралии, сказала Live Science, что было бы более полезно думать о том, что вселенная становится менее плотной, а не расширяющейся.
И, кроме того, скорость расширения не была одинаковой. В течение коротких долей секунды после Большого взрыва был период ускоренного расширения, называемого инфляцией, в течение которого вселенная росла гораздо более быстрыми темпами, чем сейчас. По этой причине с Земли никогда не будет наблюдаться никаких областей космоса. Мак отметил, что если предположить, что произошла инфляция, вселенная на самом деле в 1023 раз больше, чем 46 миллиардов световых лет, которые могут видеть люди. Так что, если у вселенной есть грань, она так далеко, что земляне не смогут ее увидеть и никогда не увидят.[Большой взрыв, спущенный? Вселенная, возможно, не имела начала]
Бесконечное пространство?
Между тем, существует вопрос о том, является ли вселенная бесконечной в пространстве с самого начала, что, по словам Мак, остается открытым вопросом. Или, вселенная может обернуться вокруг себя в более высоком измерении так же, как двумерная поверхность сферы оборачивается вокруг себя в трех измерениях, сказала она.
Дополнительный фактор заключается в том, возникла ли вселенная из ничего вообще, через небольшие колебания в вакууме, или, как предлагали Хокинг и Джеймс Хартл, время и пространство становятся взаимозаменяемыми ближе к началу.Если какой-либо из них имеет место, то спрашивать, что предшествовало вселенной и что находится за ее пределами, не имеет смысла.
Мак сказал, что предпринимаются постоянные попытки решить вопрос о том, похожа ли вселенная на сферу, изгибаясь назад, так что если вы путешествуете в одном направлении и в конечном итоге возвращаетесь к исходной точке.
«Мы ищем повторяющиеся точки на небе», — сказала она. «Это то, что люди ищут, когда ищут доказательства того, что вселенная конечна… Наше пространство может быть трехмерным пространством, встроенным в четырехмерное пространство.«(У вселенной есть четыре измерения, с которыми взаимодействуют люди: три пространства и одно время, но это может означать, что существует дополнительное четвертое пространственное измерение.)
Если бы астрономы нашли два места на противоположных сторонах неба, которые были бы абсолютно одинаковыми это было бы сильным признаком того, что вселенная искривлена таким образом. Однако нет никаких гарантий. Хотя некоторые космологические теории, такие как теория струн, предполагают более высокие измерения, большинство из них будут «свернутыми» и маленькими, тогда как изогнутые «дополнительное» космическое измерение Вселенной должно быть большим.
www.livescience.com
Вселенная родилась с Большим взрывом как невообразимо горячая, плотная точка. Когда вселенная была всего лишь 10-34 секунды или около того — то есть сотая часть от миллиарда триллионной до триллионной доли секунды — она испытала невероятный всплеск расширения, известный как инфляция, в которой само пространство расширяется быстрее, чем скорость света. За этот период размер вселенной удвоился, по крайней мере, в 90 раз, почти мгновенно изменив размер от субатомного до размера мяча для гольфа.
Работа, направленная на понимание расширяющейся вселенной, происходит от комбинации теоретической физики и прямых наблюдений астрономов. Тем не менее, в некоторых случаях астрономы не смогли увидеть прямых доказательств, таких как гравитационные волны, связанные с космическим микроволновым фоном, остатком большого взрыва. Предварительное объявление об обнаружении этих волн в 2014 году было быстро отменено, после того как астрономы обнаружили, что обнаруженный сигнал можно объяснить пылью в Млечном Пути.
Согласно НАСА, после инфляции рост вселенной продолжался, но более медленными темпами. Когда пространство расширилось, вселенная остыла и образовалась материя. Через одну секунду после Большого взрыва Вселенная была заполнена нейтронами, протонами, электронами, антиэлектронами, фотонами и нейтрино.
Related: Что такое теория большого взрыва?
В течение первых трех минут существования Вселенной легкие элементы родились во время процесса, известного как нуклеосинтез Большого взрыва.Температуры снизились от 100 ниллионов (1032) Кельвин до 1 млрд (109) Кельвин, и протоны и нейтроны столкнулись, чтобы сделать дейтерий, изотоп водорода. По данным Национального центра космических исследований Франции (Национальный центр Франции, Франция), большая часть дейтерия была объединена для образования гелия, а также следовые количества лития.
В первые 380 000 лет Вселенная была по существу слишком горячей, чтобы свет светил. Этюды Spatiales, или CNES). Жар творения разбил атомы вместе с достаточной силой, чтобы разбить их на плотную плазму, непрозрачный суп из протонов, нейтронов и электронов, которые рассеивали свет, как туман.
Примерно через 380 000 лет после Большого взрыва материя достаточно остыла, чтобы атомы могли образоваться в эпоху рекомбинации, что привело к образованию прозрачного, электрически нейтрального газа, согласно НАСА. Этот набор потерял первоначальную вспышку света, созданную во время Большого взрыва, который сегодня можно обнаружить как космическое микроволновое фоновое излучение. Однако после этого момента вселенная погрузилась во тьму, поскольку ни звезды, ни какие-либо другие яркие объекты еще не образовались.
Спустя 400 миллионов лет после Большого взрыва Вселенная начала выходить из космических темных эпох в эпоху реионизации.В течение этого времени, которое длилось более полумиллиарда лет, скопления газа развалились достаточно, чтобы сформировать первые звезды и галактики, чей энергетический ультрафиолетовый свет ионизировал и уничтожил большую часть нейтрального водорода.
. согласно данным НАСА, во Вселенной материя притягивала себя силой гравитации, примерно через 5 или 6 миллиардов лет после Большого взрыва. Таинственная сила, называемая теперь темной энергией, снова начала ускорять расширение Вселенной, явление, которое продолжается и сегодня.
Спустя почти 9 миллиардов лет после Большого взрыва родилась наша солнечная система. Согласно НАСА, вселенная не расширилась в космос, поскольку космос не существовал до вселенной. Вместо этого лучше думать о Большом взрыве как о одновременном появлении космоса во всей вселенной. Со времени Большого взрыва Вселенная не расширилась ни от одного места — скорее, само пространство растягивается и несет с собой материю.
Поскольку Вселенная по определению охватывает все пространство и время, какими мы их знаем, НАСА говорит, что говорить о том, во что расширяется Вселенная или что привело к Большому взрыву, выходит за рамки модели Большого взрыва. Хотя существуют модели, которые размышляют об этих вопросах, ни один из них еще не сделал реально проверяемых предсказаний.
В 2014 году ученые из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики объявили, что они обнаружили слабый сигнал на фоне космического микроволнового излучения, который мог бы быть Первым прямым доказательством гравитационных волн, самих себя считавших «дымящимся ружьем» для Большого взрыва.Результаты были горячо обсуждены, и астрономы скоро отказались от своих результатов, когда они поняли, что пыль в Млечном Пути могла объяснить их результаты. таинственная рябь
Шаровое скопление NGC 6397 содержит около 400 000 звезд и находится на расстоянии около 7200 световых лет в южном созвездии Ара. С предполагаемым возрастом 13,5 миллиардов лет он, вероятно, является одним из первых объектов Галактики, сформировавшихся после Большого взрыва. (Фото предоставлено: Европейская Южная Обсерватория)
Age
Вселенная в настоящее время оценивается примерно в 13.8 миллиардов лет, дай или возьми 130 миллионов лет. Для сравнения, Солнечной системе всего 4,6 миллиарда лет.
Эта оценка была получена из измерения состава вещества и плотности энергии во Вселенной. Это позволило исследователям вычислить, как быстро Вселенная расширилась в прошлом. Обладая этим знанием, они могли повернуть время вспять и экстраполировать, когда произошел Большой взрыв. Время между тогда и сейчас — это возраст вселенной.
Структура
. Ученые считают, что в самые ранние моменты вселенной не было структуры, о которой можно было бы говорить, материя и энергия были распределены почти равномерно по всему.Согласно НАСА, гравитационное притяжение небольших флуктуаций плотности вещества тогда привело к появлению огромной паутинообразной структуры звезд и пустоты, наблюдаемой сегодня. Плотные области притягивают все больше и больше вещества под действием силы тяжести, и чем больше они становятся массивными, тем больше вещества они могут притягивать под действием силы тяжести, образуя звезды, галактики и более крупные структуры, известные как скопления, сверхскопления, нити и стены с «большими стенами». тысяч галактик, достигающих в длину более миллиарда световых лет.Менее плотные области не росли, превращаясь в область, казалось бы, пустого пространства, называемого пустотами.
Content
Еще около 30 лет назад астрономы считали, что Вселенная почти полностью состоит из обычных атомов или «барионной материи», согласно НАСА. Однако в последнее время появляется все больше свидетельств того, что большинство ингредиентов, составляющих вселенную, имеют форму, которую мы не можем видеть.
. Оказывается, что атомы составляют только 4,6 процента вселенной. Из оставшейся части 23% состоит из темной материи, которая, вероятно, состоит из одного или нескольких видов субатомных частиц, которые очень слабо взаимодействуют с обычной материей, а 72% состоит из темной энергии, которая, очевидно, является движущей силой ускоряющегося расширения Вселенная.
Когда речь идет об атомах, с которыми мы знакомы, водород составляет около 75 процентов, а гелий — около 25 процентов, а более тяжелые элементы составляют лишь крошечную долю атомов вселенной, в соответствии с NASA.
Shape
. Форма вселенной и Является ли он конечным или бесконечным по степени, зависит от борьбы между скоростью его расширения и гравитацией. Сила рассматриваемого притяжения зависит отчасти от плотности вещества во вселенной.
Если плотность вселенной превышает определенное критическое значение, тогда вселенная «замкнута» и «изогнута положительно», как поверхность сферы. Это означает, что лучи света, которые изначально параллельны, будут медленно сходиться, в конечном итоге пересекаться и возвращаться к своей исходной точке, если вселенная будет существовать достаточно долго. Если это так, согласно НАСА, вселенная не бесконечна, но не имеет конца, так же как область на поверхности сферы не бесконечна, но не имеет начала или конца, о котором можно говорить. Вселенная со временем перестанет расширяться и начнет разрушаться, так называемый «Большой Хруст».«
Если плотность вселенной меньше этой критической плотности, то геометрия пространства« открыта »и« отрицательно изогнута », как поверхность седла. Если это так, вселенная не имеет границ и будет расширяться вечно.
If по данным НАСА, плотность вселенной точно равна критической плотности, тогда геометрия вселенной является «плоской» с нулевой кривизной, как лист бумаги. Если это так, вселенная не имеет границ и будет расширяться вечно, но скорость расширения будет постепенно приближаться к нулю через бесконечное количество времени.Недавние измерения показывают, что юниверс является плоским с погрешностью только в 2%.
Возможно, что у юниверса более сложная форма в целом, хотя, похоже, он имеет другую кривизну. Например, вселенная может иметь форму тора или теста.
Развивающаяся вселенная
В 1920-х годах астроном Эдвин Хаббл обнаружил, что вселенная не была статичной. Скорее это расширялось; находка, которая показала, что вселенная, очевидно, родилась в Большом Взрыве.
После этого долгое время считалось, что гравитация материи во вселенной наверняка замедлит расширение вселенной. Затем, в 1998 году, наблюдения космического телескопа Хаббла над очень далекими сверхновыми показали, что давным-давно Вселенная расширялась медленнее, чем сегодня. Другими словами, расширение вселенной не замедлялось из-за гравитации, а вместо этого необъяснимо ускорялось. Название неизвестной силы, движущей этим ускоряющимся расширением, — темная энергия, и она остается одной из величайших загадок в науке.
www.space.com
Что если все вокруг нас — люди, звезды над головой, земля под нашими ногами, даже наши тела и умы — были бы сложной иллюзией? Что, если бы наш мир был просто гиперреалистичным симулятором, а все мы — просто персонажи какой-то сложной видеоигры? «. Но некоторые физики и философы говорят, что возможно, что мы действительно живем в симуляции — даже если это означает, что мы отбрасываем то, что мы знаем (или думаем, что знаем) о вселенной и нашем месте в ней.
«Если мы живем в симуляции, то космос, который мы наблюдаем, является лишь крошечным кусочком совокупности физического существования», — сказал в 2003 году оксфордский философ Ник Бостром, начавший разговор о том, что произошло. быть известным как гипотеза моделирования. «Хотя мир, который мы видим, в некотором смысле« реален », он не расположен на фундаментальном уровне реальности».
Симуляторы миров и существ
Ризван Вирк, основатель программы PlayLabs Массачусетского технологического института и автор «Гипотезы симуляции». среди тех, кто серьезно относится к гипотезе симуляции.Он вспоминает, как играл в игру виртуальной реальности, настолько реалистичную, что забыл, что находится в пустой комнате с гарнитурой. Это заставило его задуматься: уверены ли мы, что мы не погружены в мир, созданный существами, более технологически подкованными, чем мы сами? Как бы они ни были подробны, в лучших современных симуляциях не участвуют искусственные умы, но Терриле считает, что способность моделировать живые существа скоро может быть в наших руках.Если гипотеза симуляции верна, говорит он, то «есть создатель, архитектор — тот, кто создал мир». Это древняя идея, пересмотренная в терминах «математика и наука, а не просто вера».
Но для других ученых, включая физика Мэрилендского университета Сильвестра Джеймса Гейтса, сходство между гипотезой симуляции и религиозными убеждениями следует воспринимать как предупреждение о том, что мы » снова с трека. Наука, как он сказал в недавнем радиоинтервью, уводит нас «от идеи, что мы марионетки», контролируемой невидимым существом.Гипотеза о симуляции, по его словам, «начинает выглядеть как религия», когда программист заменяет бога.
Кто или что представляет собой богоподобное существо, которое могло создать симулированную вселенную? Сторонники гипотезы симуляции говорят, что одна из возможностей — это раса продвинутых существ — космических пришельцев. Еще более изнурительным является вероятность того, что это наши собственные потомки — «наши будущие я», как говорит Терриле. То есть люди, живущие в будущем сотни или тысячи лет, могут развить способность моделировать не только такой мир, как наш, но и тела и умы существ в нем.
Related
«Подобно тому, как вы можете симулировать что-то еще, вы можете симулировать мозг», — говорит Бостром. Правда, у нас пока нет технологии, чтобы справиться с этим, но он говорит, что для этого нет концептуального барьера. И как только мы создадим симуляции мозга, «достаточно подробные и точные», — говорит он, — «возможно, эти симуляции будут генерировать сознательный опыт».
Поиск доказательств
Мы когда-нибудь узнаем, верна ли гипотеза моделирования? Бострум говорит, что есть небольшая вероятность, что однажды мы можем столкнуться с явным сбоем в симуляции.«Вы, конечно, можете представить себе сценарий, когда перед вами появляется окно, говорящее:« Вы находитесь в симуляции; нажмите здесь для получения дополнительной информации », — говорит он. «Это было бы убедительным доказательством».
Более реалистично, что физики предложили эксперименты, которые могли бы дать свидетельство того, что наш мир моделируется. Например, некоторые задаются вопросом, является ли мир по своей природе «гладким», или если в самых маленьких масштабах он может состоять из дискретных «кусочков», немного похожих на пиксели в цифровом изображении. Если мы определим, что мир «пикселизирован» таким образом, это может свидетельствовать о том, что он был создан искусственно.Группа американских и немецких физиков утверждают, что тщательные измерения космических лучей могли бы дать ответ.
Что если мы подтвердим, что живем в симуляции? Как люди отреагируют, узнав, что наш мир, мысли и эмоции — не что иное, как нули и единицы программиста? Некоторые думают, что такое знание разрушит нашу жизнь, разрушив наше чувство цели и подавив нашу инициативу. Астроном Гарварда Авраам Лоеб говорит, что знания могут даже вызвать социальные волнения.Знание того, что наши мысли и поступки не являются нашими собственными, может «освободить нас от ответственности за наши действия», — говорит он. «Нет ничего более разрушительного для нашего социального порядка, чем это понятие».
Другие полагают, что доказательства в поддержку гипотезы моделирования могут породить новый страх — что создатели могут устать от моделирования и отключить его. Но не Бострум. «Вы могли бы также спросить:« Разве мы не должны быть в постоянном страхе смерти »? У вас может быть сердечный приступ или инсульт в любой момент времени, или крыша может упасть», — говорит он.
Что бы мы ни думали о гипотезе симуляции, Бостром считает, что простое размышление над ним дает желанную дозу смирения. Он цитирует предостерегающее замечание Гамлета другу в «Гамлете» Шекспира: «В небесах и на земле, Горацио, есть больше вещей, о которых вы не мечтали».
И Бостром настаивает на том, что он серьезно относится к гипотезе симуляции. «Для меня это не просто интеллектуальная игра», — говорит он. «Это попытка сориентироваться в мире, насколько я могу понять.
www.nbcnews.com
Что сделано из вселенной?
Представьте, что вы хотите определить массу дома и его содержимое. Вы берете дом и устанавливаете его в гигантских масштабах. Допустим, ради аргумента, вы измеряете массу в 100 000 фунтов (45 359 кг). Теперь представьте, что вы хотите увидеть, что каждый предмет в доме вносит в общую массу. Вы удаляете один элемент за раз и размещаете его на шкале. Вы даже устраняете весь воздух, чтобы измерить его массу. Теперь давайте скажем, что масса отдельных объектов, включая пол, стены и крышу дома, составляет в сумме до 5000 фунтов (2268 кг).Что бы вы подумали? Как бы вы объяснили расхождение в массах? Вы пришли бы к выводу, что в доме должен быть какой-то невидимый материал, делающий конструкцию более тяжелой?
За последние 40 лет именно с этой дилеммой столкнулись астрономы, пытаясь определить строительные блоки вселенной. До этого они думали, что вселенная содержит нормальное вещество — то, что вы можете видеть. Просматривайте космос, и такие вещи кажутся очевидными. Есть миллиарды галактик, каждая из которых заполнена миллиардами звезд.Вокруг некоторых из этих звезд планеты и их луны имеют эллиптические орбиты. И между этими большими сферическими телами лежат объекты неправильной формы, размером от огромных астероидов до метеоритов размером с горную породу и мельчайших частиц размером не более крупинки пыли. Астрономы классифицируют все это как барионное вещество , и они (и мы) знаем его наиболее фундаментальную единицу как atom, которая сама состоит из еще меньших субатомных частиц, таких как протоны, нейтроны и электроны.(Для простоты мы оставим лептоны и кварки из этого.)
Начиная с 1970-х годов, астрономы начали собирать доказательства, которые заставляли их подозревать, что во Вселенной есть нечто большее, чем кажется на первый взгляд. Одна из самых больших подсказок пришла, когда ученые попытались определить массы галактик. Они сделали это путем измерения ускорения облаков, вращающихся вокруг внешних краев галактики, что позволило им рассчитать массу, необходимую для того, чтобы вызвать это ускорение.То, что они обнаружили, было удивительно: масса за орбитальным ускорением облаков галактики была в пять раз больше, чем масса вещества, которое вы могли видеть — звезды и газ — распространялись по всей галактике. Они пришли к выводу, что некий невидимый материал окружает галактику и удерживает ее вместе. Они назвали этот материал темной материей, заимствуя термин, впервые использованный швейцарским астрономом Фрицем Цвикки в 1930-х годах.
Двадцать лет спустя ученые заметили, что сверхновые типа Ia — умирающие звезды, которые имеют одинаковую внутреннюю яркость — находились дальше от нашей галактики, чем следовало бы.Чтобы объяснить это наблюдение, они предположили, что расширение вселенной на самом деле ускоряется или ускоряется. Это вызывало недоумение, потому что гравитация, присущая темной материи, должна была быть достаточно сильной, чтобы предотвратить такое расширение. Был ли какой-то другой материал, обладающий антигравитационным эффектом, вызвавший быстрое расширение Вселенной? Астрономы верили в это, и они назвали этот материал темной энергией ,
В течение десятилетия космологи и физики-теоретики обсуждали существование темной материи и темной энергии.Затем, в июне 2001 года, НАСА выпустило Wilkinson Microwave Anisotropy Probe, или WMAP. Инструменты на этом корабле сделали самую детальную картину космического микроволнового фона — задерживающееся излучение, оставшееся от Большого взрыва. Это позволило астрономам с большой точностью измерить плотность и состав Вселенной. Вот что определил WMAP: Барионная материя составляет ничтожные 4,6 процента Вселенной. Темная материя составляет всего 23 процента. А темная энергия составляет остальное — колоссальные 72 процента [источник: NASA / WMAP]!
Конечно же, измерение относительных пропорций строительных блоков вселенной — это только начало.Теперь ученые надеются определить вероятных кандидатов на темную материю. Они считают коричневых карликов одним из вероятных кандидатов. Эти звездообразные объекты не являются светящимися, но их интенсивная гравитация, которая воздействует на близлежащие объекты, дает подсказки об их существовании и местонахождении. Сверхмассивные черные дыры могут также составлять темную материю во вселенной. Астрономы предполагают, что эти космические провалы могут питать далекие квазаров и могут быть гораздо более многочисленными, чем когда-либо предполагалось. Наконец, темная материя может состоять из частиц, еще не описанных.Эти крошечные частицы материи могут существовать где-то глубоко в атоме и могут быть идентифицированы в одном из супер-коллайдеров мира, таких как Большой адронный коллайдер.
Разгадывание этой тайны остается одним из высших приоритетов науки. Пока это решение не придет, мы должны жить с уничижительной идеей о том, что дом, который мы пытались взвесить годами, тяжелее, чем мы ожидали, и, что еще более тревожно, за пределами нашего понимания.
Похожий HowStuffWorks Статьи
Sources
- Энгельберт, Филлис и Дайан Л.Дюпюи. Книга ответов Handy Space. Visible Ink Press. 1998.
- Европейское космическое агентство. «Из чего состоит Вселенная?» Космическая наука: экстремальное пространство. 16 декабря 2003 г. (23 сентября 2010 г.) http://www.esa.int/esaSC/SEMTQO274OD_extreme_0.html
- Greene, Брайан. «Из чего состоит вселенная?» Проводные. Февраль 2007 г. (23 сентября 2010 г.) http://www.wired.com/wired/archive/15.02/bigquestions.html?pg=3#universe
- Hinshaw, Гари Ф. «Из чего состоит Вселенная?» WMAP Вселенная. 16 апреля 2010 г. (сент.
science.howstuffworks.com