Новости из мира высоких технологий
<p align="center"><img itemprop="contentUrl" class="aligncenter size-full wp-image-221248" title="Галактика"

Физики должны признать: не на все вопросы в этой Вселенной мы найдем ответ



Галактика

Один из самых главных вопросов о нашей Вселенной — это вопрос о том, откуда все пошло. Когда мы обнаружили, что гигантские спирали в небесах — это галактики, не особо отличающиеся от нашего Млечного Пути, мы впервые начали понимать масштабы воспринимаемого. Эти далекие «островки Вселенной» находятся не в Млечном Пути: это собрания миллиардов или триллионов звезд, разделенных миллионами или миллиардами световых лет в космосе.

Космос

Когда мы обнаружили, что чем дальше от нас галактика, тем быстрее она покидает нашу перспективу, перед нами открылась любопытная вещь, которая согласуется с общей теорией относительности: возможно, это не галактики удаляются от нашего местоположения, а сама ткань пространства расширяется. Если так, то Вселенная должна не только расширяться, но и остывать, а длина волны света должна растягиваться до все более низких и низких энергий с течением времени. Кроме того, мы можем экстраполировать это не только вперед, но и назад: во времена, когда Вселенная была меньше.

Если взглянуть в этом направлении, мы увидим, что Вселенная была плотнее, горячее, расширялась быстрее и была более компактной. В самой ранней юности Вселенная была настолько энергичной, что нейтральные атомы разрывались на части, а еще до того не могли сформировать даже отдельные атомные ядра.

Вселенная

Такая картинка — Большой Взрыв — была подтверждена обнаружением реликтового излучения, космического микроволнового фона, измерениями его спектра и флуктуаций, а также открытием первичных элементов, оставшихся с тех пор. Но как бы заманчиво ни было пройти весь путь назад к чрезвычайно горячему и плотному состоянию, к сингулярности, это просто невозможно в нашей Вселенной.

Видите ли, есть несколько серьезных проблем, которые возникают, если вы попытаетесь пройти весь путь обратно так далеко:

  • Вселенная не расширялась бы бесконечно, не коллапсировала бы тут же, не позволила сформироваться звездам или галактикам, если бы изначальная скорость расширения и плотность энергии не были идеально сбалансированы.
  • Во Вселенной были бы разные температуры в разных направлениях — чего мы не наблюдаем — если бы что-то не привело к равномерному распределению температуры.
  • Вселенная была бы наполнена высокоэнергетическими реликтами, которых никогда не находили, как следствие произвольной экстраполяции обратно в прошлое.

И опять же, когда мы наблюдаем Вселенную, мы видим звезды и галактики; у нее одна температура во всех направлениях; не видно никаких высокоэнергетических реликтов.

Решением этих проблем стала теория космической инфляции, которая заменила идею сингулярности периодом экспоненциального расширения пространства и которая предписала такие изначальные условия, что и Большого Взрыва быть не могло. Кроме того, инфляция сделала шесть прогнозов того, что мы должны наблюдать в нашей Вселенной:

  • Идеально плоскую Вселенную.
  • Вселенную с флуктуациями в масштабах больших, чем мог бы преодолеть свет.
  • Вселенную с максимальной температурой, которая не будет произвольно высокой.
  • Вселенную, флуктуации которой были адиабатическими, или равную энтропию везде.
  • Вселенную, спектр флуктуаций которой имел чуть меньше, чем масштабно инвариантную природу (n_s < 1).
  • Наконец, Вселенную с определенным спектром флуктуаций гравитационной волны.

Первый из них был подтвержден, шестой пока все еще ищут.

Вселенная

Следующим логическим вопросом о нашем происхождении будет, конечно, откуда взялась инфляция? Было ли это состояние вечным относительно прошлого (то есть не имело происхождения и существовало всегда) до момента окончания и создания Большого Взрыва? Было ли у этого состояния начало, когда оно возникло из неинфляционного состояния пространства-времени спустя некоторое конкретное время в прошлом? Или оно пребывало в цикличном состоянии, когда время было замкнуто в петлю?

Сложно в этом всем то, что нет ничего, что мы могли бы наблюдать в нашей Вселенной, что позволило выбрать из этих трех вариантов один. Во всех, кроме самых надуманных, моделях инфляции (и кроме тех, что мы исключили), на нашу Вселенную повлияли только последние 10(-33) секунд инфляции или около того. Экспоненциальный характер инфляции стирает любую информацию, которая родилась до нее, отделяя ее от всего, что мы можем наблюдать, выдувая ее за пределы нашей наблюдаемой Вселенной.

Но и то, что нам осталось в виде наблюдаемой Вселенной, огромно: 46 миллиардов световых лет в радиусе, 1012 галактик, 1024 звезд, 1080 атомов и порядка 1090 фотонов. Но эти цифры, хотя и астрономические, конечны и не дают нам никакой информации о том, что произошло во Вселенной до этой крошечной последней доли секунды инфляции. Мы можем сделать теоретические расчеты, чтобы попытаться выдавить еще толику предположений, но все они будут зависеть от выбранной модели. За исключением нескольких конкретных моделей, которые оставили бы наблюдаемые следы в нашей Вселенной (большинство нет), мы никак не можем узнать, как — или вообще если — Вселенная получила свое начало.

Общий объем информации, доступный нам во Вселенной, ограничен, а вместе с ним и объем знаний, которые мы можем получить о ней. Впрочем, еще много предстоит изучить, еще многого наука не знает. Но некоторых вещей мы, скорее всего, не узнаем никогда. Вселенная может быть бесконечна, но наши знания о ней никогда таковыми не станут.

Этан Зигель


Источник: Физики должны признать: не на все вопросы в этой Вселенной мы найдем ответ
Теги: Наука физика Время Вселенная Большой взрыв Млечный Путь горячее

Комментарии (0)

Пока комментариев к статье нет, но вы можете стать первым.
Написать комментарий:
Напишите ответ :
Оксана Фёдорова: из «Мисс Вселенная» — в тётку
Оксана Фёдорова: из «Мисс Вселенная» — в тётку
77
Живи правильно 20:00 12 сен 2017
Не ладится жизнь? Значит, вы нарушаете 7 законов Вселенной
Не ладится жизнь? Значит, вы нарушаете 7 законов Вселенной
64
Общество и я 21:00 17 ноя 2017
Если ребенок знает ответы на эти вопросы, с ним ничего не случится
Если ребенок знает ответы на эти вопросы, с ним ничего не случится
10
Интересности 10:04 17 сен 2018
Как узнать, что тебе советует Вселенная
Как узнать, что тебе советует Вселенная
12
Новости и Факты (НиФ) 17:03 29 июл 2018
Знаки Вселенной, которые предупреждают нас об опасности
Знаки Вселенной, которые предупреждают нас об опасности
0
Новости и Факты (НиФ) 05:01 23 апр 2018
Учитель нашел гениальный ответ на вечный вопрос всех школьников мира
Учитель нашел гениальный ответ на вечный вопрос всех школьников мира
0
Интересности 16:01 21 окт 2016
Существует ли зло? Ответ одного студента на этот вопрос
Существует ли зло? Ответ одного студента на этот вопрос
0
Мир Путешествий 10:31 29 сен 2016
Договор со Вселенной
Договор со Вселенной
14
Этим нужно поделиться! 12:50 16 июн 2018
Как реагирует Вселенная на ваши слова и мысли
Как реагирует Вселенная на ваши слова и мысли
27
Новости и Факты (НиФ) 04:35 09 июн 2018
«Там нет ничего»: Американский физик уверен, что жизни после смерти не существует
«Там нет ничего»: Американский физик уверен, что жизни после смерти не существует
9
Мир Путешествий 07:35 10 сен 2017
Этот мальчик, плача, подошел к нему, так как потерялся. Но ответ родителей его просто потряс!
Этот мальчик, плача, подошел к нему, так как потерялся. Но ответ родителей его просто потряс!
7
Мир Путешествий 17:21 02 ноя 2016
Мужу не нравилась моя полнота и он ушел к худой, а через 5 лет мы встретились снова
Мужу не нравилась моя полнота и он ушел к худой, а через 5 лет мы встретились снова
3
Поговорим? 12:51 21 сен 2018

Выберете причину обращения:

Выберите действие

Укажите ваш емейл:

Укажите емейл

Такого емейла у нас нет.

Проверьте ваш емейл:

Укажите емейл

Почему-то мы не можем найти ваши данные. Напишите, пожалуйста, в специальный раздел обратной связи: Не смогли найти емейл. Наш менеджер разберется в сложившейся ситуации.

Ваши данные удалены

Просим прощения за доставленные неудобства