Naš svijet, nastao tokom Velikog praska, i dalje se širi, a obim svemira koji razdvaja galaksije ubrzano raste. Jata galaksija, koja se udaljavaju jedna od druge, ipak ostaju stabilne formacije određenih veličina i stabilne strukture. A atomi uopšte ne nabubre tokom širenja Univerzuma, za razliku od fotona koji slobodno lete, koji povećavaju svoju talasnu dužinu dok se kreću kroz prostor koji se širi. Gdje je nestala energija reliktnih fotona? Zašto možemo vidjeti kako se kvazari udaljavaju od nas superluminalnim brzinama? Šta je tamna energija? Zašto nam se dio Univerzuma koji nam je dostupan stalno smanjuje? Ovo su samo neka od pitanja o kojima kosmolozi danas razmišljaju, pokušavajući da pomire opštu teoriju relativnosti sa slikom sveta koju posmatraju astronomi.
Hubble sfera
Prema Hubbleovom zakonu, koji opisuje širenje svemira, radijalne brzine galaksija su proporcionalne udaljenosti do njih sa koeficijent H 0 koji se danas zove Hubble konstanta.
Vrijednost H 0 određena je iz posmatranja galaktičkih objekata, udaljenosti do kojih se mjere uglavnom od najsjajnijih zvijezda ili cefeida.
Većina nezavisnih procjena H 0 trenutno daje ovom parametru vrijednost od približno 70 km/s po megaparsecu.
To znači da se galaksije koje se nalaze na udaljenosti od 100 megaparseka udaljavaju od nas brzinom od približno 7000 km/s.
U modelima svemira koji se širi, Hablova konstanta se mijenja s vremenom, ali termin „konstanta“ opravdava se činjenicom da je u svakom trenutku, u svim tačkama u svemiru, Hablova konstanta ista.
Recipročna vrijednost Hubble konstante ima smisla karakteristično vrijeme širenja Univerzuma u ovom momentu. Za trenutnu vrijednost Hablove konstante, starost svemira se procjenjuje na otprilike 13,8 milijardi godina.
U odnosu na centar Hablove sfere, brzina širenja prostora unutar nje je manja od brzine svjetlosti, a izvan je veća. Na samoj Hablovoj sferi, svetlosni kvanti su, takoreći, zamrznuti u svemir, koji se tamo širi brzinom svetlosti i stoga postaje drugi horizont - fotonski horizont.
Ako se širenje svemira usporava, tada se radijus Hablove sfere povećava, jer je obrnuto proporcionalan opadajućem Hablovom parametru. U ovom slučaju, kako svemir stari, ova sfera pokriva sve više novih područja prostora i propušta sve više svjetlosnih kvanta. Tokom vremena, posmatrač će vidjeti galaksije i intragalaktičke događaje koji su prethodno bili izvan njegovog fotonskog horizonta. Ako se širenje svemira ubrza, tada se radijus Hablove sfere, naprotiv, skuplja.
U kosmologiji govorimo o tri važne površine: horizontu događaja, horizontu čestica i Hablovoj sferi. Posljednje dvije su površine u prostoru, a prva je u prostor-vremenu. Već smo se upoznali sa Hablovom sferom, a sada razgovarajmo o horizontima.
Horizont čestica
Horizont čestica odvaja trenutno posmatrane objekte od neopaženih.
Zbog konačne brzine svjetlosti, posmatrač vidi nebeske objekte onakvima kakvi su bili u manje-više dalekoj prošlosti. Iza horizonta čestica leže galaksije koje trenutno nisu uočene ni u jednoj fazi njihove prethodne evolucije. To znači da njihove svjetske linije u prostor-vremenu ne sijeku površinu duž koje se širi svjetlost koja putuje do posmatrača od rođenja Univerzuma. Unutar horizonta čestica nalaze se galaksije čije su se svjetske linije u prošlosti sijekle s ovom površinom. Upravo te galaksije čine dio Univerzuma koji je, u principu, dostupan za posmatranje u datom trenutku.
Za svemir koji se ne širi, veličina horizonta čestica se povećava sa godinama, i prije ili kasnije svi regioni Univerzuma će biti dostupni za proučavanje. Ali u svemiru koji se širi to nije slučaj. Štaviše, u zavisnosti od brzine širenja, veličina horizonta čestica može zavisiti od vremena koje je prošlo od početka ekspanzije, prema složenijem zakonu od jednostavne proporcionalnosti. Konkretno, u svemiru koji se ubrzava širi, veličina horizonta čestica može težiti konstantnoj vrijednosti. To znači da postoje područja koja su fundamentalno neuočljiva i da postoje procesi koji su fundamentalno nespoznatljivi.
Osim toga, veličina horizonta čestica ograničava veličinu uzročno povezanih regija. Zaista, dvije prostorne tačke razdvojene razdaljinom većom od veličine horizonta nikada u prošlosti nisu međusobno djelovale. Budući da se najbrža interakcija (razmjena svjetlosnih zraka) još nije dogodila, svaka druga interakcija je isključena. Dakle, nijedan događaj u jednom trenutku ne može imati za uzrok događaj koji se dogodio u drugoj tački. U slučaju kada veličina horizonta čestica teži konstantnoj vrijednosti, Univerzum se dijeli na uzročno nepovezane regije, čija se evolucija odvija nezavisno.
Dakle, nije moguće da znamo kakav je Univerzum izvan trenutnog horizonta čestica. Neke teorije o ranom univerzumu tvrde da veoma daleko iza ovog horizonta ne izgleda ništa slično onome što vidimo. Ova teza je prilično naučna, jer proizilazi iz sasvim razumnih proračuna, ali se ne može ni opovrgnuti ni potvrditi uz pomoć astronomskih zapažanja dostupnih u naše vrijeme. Štaviše, ako prostor nastavi da se širi ubrzano, neće biti moguće provjeriti to i koliko bilo kakve daleke budućnosti.
Izvori na horizontu čestica imaju beskonačan crveni pomak. Ovo su najstariji fotoni koji se, barem teoretski, sada mogu "vidjeti". Emitovali su se skoro u trenutku Velikog praska. Tada je veličina danas vidljivog dijela Univerzuma bila izuzetno mala, što znači da su od tada sve udaljenosti jako porasle. Odatle dolazi beskonačni crveni pomak. Naravno, mi zapravo ne možemo vidjeti fotone iz samog horizonta čestica. Univerzum je u svojoj mladosti bio neproziran za zračenje. Stoga se fotoni s crvenim pomakom većim od 1000 ne primjećuju. Ako u budućnosti astronomi nauče da otkrivaju reliktne neutrine, to će im omogućiti da pogledaju u prve minute života svemira, što odgovara crvenom pomaku - 3x10 7. Još veći napredak može se postići u otkrivanju reliktnih gravitacionih talasa, dostižući „Plankova vremena“ (10-43 sekunde od početka eksplozije). Uz njihovu pomoć bit će moguće sagledati prošlost što je dalje moguće u principu koristeći danas poznate zakone prirode. Blizu početnog trenutka velikog praska, opća teorija relativnosti više nije primjenjiva.
Event Horizon
Horizont događaja – to je površina u prostor-vremenu. Takav horizont se ne pojavljuje u svakom kosmološkom modelu. Na primjer, Ne postoji horizont događaja u svemiru koji se usporava– bilo koji događaj u životu udaljenih galaksija može se vidjeti ako se dovoljno čeka. Poenta uvođenja ovog horizonta je da razdvaja događaje koji na nas mogu utjecati barem u budućnosti od onih koji na nas ne mogu utjecati ni na koji način. Ako čak ni svjetlosni signal o nekom događaju ne stigne do nas, onda sam događaj ne može utjecati na nas. Zašto je to moguće? Razloga može biti nekoliko. Najjednostavniji je model “smaka svijeta”. Ako je budućnost vremenski ograničena, onda je jasno da svjetlost iz nekih udaljenih galaksija jednostavno neće moći doći do nas. Većina modernih modela ne nudi ovu funkciju. Postoji, međutim, verzija predstojećeg Big Ripa, ali nije baš popularna u naučnim krugovima. Ali postoji još jedna opcija - proširenje s ubrzanjem.
Nedavno otkriće da se Univerzum sada širi ubrzanom brzinom doslovno je uzbudilo kosmologe. Mogu postojati dva razloga za ovo neobično ponašanje našeg svijeta: ili glavni “punjač” našeg Univerzuma nije obična materija, već nepoznata materija s neobičnim svojstvima (tzv. tamna energija), ili (još strašnije za pomisliti!) potrebno je promijeniti jednačine opšte teorije relativnosti. Štaviše, iz nekog razloga, čovječanstvo je živjelo u tom kratkom periodu na kosmološkim skalama kada je spora ekspanzija samo ustupila mjesto ubrzanoj. Sva ova pitanja su još jako daleko od rješenja, ali danas možemo razgovarati o tome kako će ubrzana ekspanzija (ako se nastavi zauvijek) promijeniti naš Univerzum i stvoriti horizont događaja. Ispostavilo se da će život dalekih galaksija, od trenutka kada steknu dovoljno veliku brzinu bježanja, za nas stati i njihova budućnost će nam postati nepoznata - svjetlost niza događaja jednostavno neće doprijeti do nas. Vremenom, u prilično dalekoj budućnosti, sve galaksije koje nisu uključene u naš lokalni superjat od 100 megaparseka će nestati iza horizonta događaja.
Prošlost i budućnost
„Počeo sam da razmišljam o problemima horizonta na postdiplomskim studijama, čak ni na sopstvenu inicijativu“, kaže profesor Volfgang Rindler, koji još uvek predaje fiziku na Univerzitetu Teksas u Dalasu. - U to vreme, teorija univerzuma, poznata kao kosmologija stabilnog stanja, bila je u velikoj modi. Moj supervizor je ušao u žestok spor sa autorima ove teorije i pozvao me da shvatim suštinu neslaganja. Nisam odustao od predloženog zadatka i kao rezultat se pojavio moj rad na kosmološkim horizontima.
Prema profesoru Rindleru, Postoji vrlo jasna interpretacija oba horizonta našeg svijeta:“Horizont događaja je formiran svjetlosnim frontom koji će se na kraju konvergirati na našu galaksiju kada se starost Univerzuma poveća do beskonačnosti. Nasuprot tome, horizont čestica odgovara frontu svjetlosti koji se emituje u trenutku Velikog praska. Slikovito rečeno, horizont događaja je ocrtan poslednjim od svetlosnih frontova koji dopiru do naše Galaksije, a horizont čestica je prvi. Iz ove definicije postaje jasno da
Horizont čestica definira maksimalnu udaljenost sa koje u našoj sadašnjoj eri možemo promatrati ono što se dogodilo u prošlosti. Horizont događaja, naprotiv, bilježi maksimalnu udaljenost sa koje se mogu dobiti informacije o beskonačno dalekoj budućnosti.
Ovo su zaista dva različita horizonta koja su neophodna za potpuno opisivanje evolucije svemira."
U Sunčevom sistemu nema ni deset planeta, a postoji jedno sunce. Galaksija je skup solarnih sistema. U galaksiji ima oko dve stotine milijardi zvezda. U Univerzumu postoje milijarde galaksija. Da li razumete šta je Univerzum? Mi sami ne znamo šta je to, i teško da ćemo to saznati u narednih milijardu godina. I što se više povećava naše znanje o svemiru – o onome što nas okružuje i sadrži sve – to ljudi imaju više pitanja.
Kada pogledamo Univerzum, sve njegove planete i zvijezde, galaksije i jata, plin, prašinu, plazmu, svugdje vidimo iste potpise. Vidimo atomske apsorpcione i emisione linije, vidimo materiju u interakciji s drugim oblicima materije, vidimo formiranje zvijezda i smrt zvijezda, sudare, rendgenske zrake i još mnogo toga. Postoji očigledno pitanje koje zahtijeva objašnjenje: zašto sve ovo vidimo? Ako zakoni fizike diktiraju simetriju između materije i antimaterije koju opažamo ne bi trebalo da postoji.
Stranica portala je informativni resurs na kojem možete dobiti puno korisnih i zanimljivih znanja vezanih za Svemir. Prije svega, govorit ćemo o našem i drugim svemirima, o nebeskim tijelima, crnim rupama i pojavama u dubinama svemira.
Ukupnost svega što postoji, materije, pojedinačnih čestica i prostora između ovih čestica naziva se Univerzum. Prema naučnicima i astrolozima, starost Univerzuma je otprilike 14 milijardi godina. Veličina vidljivog dijela Univerzuma zauzima oko 14 milijardi svjetlosnih godina. A neki tvrde da se Univerzum prostire na 90 milijardi svjetlosnih godina. Radi veće pogodnosti, uobičajeno je koristiti parsec vrijednost u izračunavanju takvih udaljenosti. Jedan parsek je jednak 3,2616 svjetlosnih godina, odnosno parsek je udaljenost na kojoj se prosječni polumjer Zemljine orbite posmatra pod uglom od jedne lučne sekunde.
Naoružani ovim indikatorima, možete izračunati kosmičku udaljenost od jednog objekta do drugog. Na primjer, udaljenost od naše planete do Mjeseca je 300.000 km, ili 1 svjetlosna sekunda. Posljedično, ova udaljenost do Sunca se povećava na 8,31 svjetlosnu minutu.
Ljudi su kroz istoriju pokušavali da reše misterije vezane za Svemir i Univerzum. U člancima na sajtu portala možete saznati ne samo o Univerzumu, već io savremenim naučnim pristupima njegovom proučavanju. Sav materijal je zasnovan na najnaprednijim teorijama i činjenicama.
Treba napomenuti da Univerzum uključuje veliki broj različitih objekata poznatih ljudima. Najpoznatije među njima su planete, zvijezde, sateliti, crne rupe, asteroidi i komete. Trenutno se najviše razume o planetama, pošto živimo na jednoj od njih. Neke planete imaju svoje satelite. Dakle, Zemlja ima svoj satelit - Mjesec. Osim naše planete, postoji još 8 koje se okreću oko Sunca.
U svemiru ima mnogo zvijezda, ali svaka od njih se razlikuje jedna od druge. Imaju različite temperature, veličine i svjetlinu. Pošto su sve zvijezde različite, klasificirane su na sljedeći način:
Bijeli patuljci;
Giants;
Supergiants;
Neutronske zvijezde;
kvazari;
Pulsari.
Najgušća supstanca koju poznajemo je olovo. Na nekim planetama, gustina njihove supstance može biti hiljadama puta veća od gustine olova, što postavlja mnoga pitanja za naučnike.
Sve planete se okreću oko Sunca, ali ni ono ne miruje. Zvijezde se mogu skupljati u jata, koja se, zauzvrat, također vrte oko centra koji nam je još uvijek nepoznat. Ova jata se zovu galaksije. Naša galaksija se zove Mlečni put. Sve do sada sprovedene studije pokazuju da je većina materije koju stvaraju galaksije do sada nevidljiva ljudima. Zbog toga je nazvana tamna materija.
Centri galaksija smatraju se najzanimljivijim. Neki astronomi vjeruju da je mogući centar galaksije crna rupa. Ovo je jedinstveni fenomen nastao kao rezultat evolucije zvijezde. Ali za sada su to sve samo teorije. Provođenje eksperimenata ili proučavanje takvih pojava još nije moguće.
Osim galaksija, Univerzum sadrži i magline (međuzvjezdani oblaci koji se sastoje od plina, prašine i plazme), kosmičko mikrovalno pozadinsko zračenje koje prožima cijeli prostor Univerzuma, te mnoge druge malo poznate, pa čak i potpuno nepoznate objekte.
Kruženje etra Univerzuma
Simetrija i ravnoteža materijalnih pojava je glavni princip strukturne organizacije i interakcije u prirodi. Štaviše, u svim oblicima: zvjezdana plazma i materija, svijet i oslobođeni eteri. Čitava suština takvih fenomena leži u njihovim interakcijama i transformacijama, od kojih je većina predstavljena nevidljivim eterom. Naziva se i reliktno zračenje. To je mikrotalasno kosmičko pozadinsko zračenje sa temperaturom od 2,7 K. Postoji mišljenje da je upravo taj vibrirajući etar temeljna osnova za sve što ispunjava Univerzum. Anizotropija distribucije etra povezana je sa pravcima i intenzitetom njegovog kretanja u različitim područjima nevidljivog i vidljivog prostora. Čitava teškoća proučavanja i istraživanja sasvim je uporediva sa teškoćama proučavanja turbulentnih procesa u gasovima, plazmi i tečnostima materije.
Zašto mnogi naučnici vjeruju da je Univerzum višedimenzionalan?
Nakon provođenja eksperimenata u laboratorijama i samom Svemiru, dobijeni su podaci iz kojih se može pretpostaviti da živimo u Univerzumu u kojem se lokacija bilo kojeg objekta može okarakterizirati vremenom i tri prostorne koordinate. Zbog toga se nameće pretpostavka da je Univerzum četvorodimenzionalan. Međutim, neki naučnici, razvijajući teorije elementarnih čestica i kvantne gravitacije, mogu doći do zaključka da je postojanje velikog broja dimenzija jednostavno neophodno. Neki modeli Univerzuma ne isključuju čak 11 dimenzija.
Treba uzeti u obzir da je postojanje multidimenzionalnog Univerzuma moguće uz visokoenergetske fenomene - crne rupe, veliki prasak, eksplozije. Barem, ovo je jedna od ideja vodećih kosmologa.
Model koji se širi je zasnovan na opštoj teoriji relativnosti. Predloženo je da se adekvatno objasni struktura crvenog pomaka. Ekspanzija je počela u isto vrijeme kada i Veliki prasak. Njegovo stanje ilustruje površina naduvane gumene lopte, na koju su nanesene tačke - vangalaktički objekti. Kada se takva lopta naduva, sve njene tačke se udaljavaju jedna od druge, bez obzira na poziciju. Prema teoriji, Univerzum se može ili širiti neograničeno ili skupljati.
Barionska asimetrija univerzuma
Značajno povećanje broja elementarnih čestica u odnosu na cjelokupni broj antičestica uočeno u svemiru naziva se barionska asimetrija. Barioni uključuju neutrone, protone i neke druge kratkotrajne elementarne čestice. Ova disproporcija se dogodila tokom ere anihilacije, odnosno tri sekunde nakon Velikog praska. Do ove tačke, broj bariona i antibariona odgovarao je jedan drugom. Tokom masovnog uništavanja elementarnih antičestica i čestica, većina ih se spajala u parove i nestajala, stvarajući tako elektromagnetno zračenje.
Doba svemira na web stranici portala
Savremeni naučnici veruju da je naš univerzum star otprilike 16 milijardi godina. Prema procjenama, minimalna starost može biti 12-15 milijardi godina. Minimum odbijaju najstarije zvijezde u našoj galaksiji. Njegova stvarna starost može se odrediti samo pomoću Hablovog zakona, ali stvarna ne znači tačna.
Horizont vidljivosti
Sfera čiji je radijus jednak udaljenosti koju svjetlost pređe tokom čitavog postojanja Univerzuma naziva se horizontom vidljivosti. Postojanje horizonta je direktno proporcionalno širenju i kontrakciji Univerzuma. Prema Friedmanovom kosmološkom modelu, Univerzum se počeo širiti sa jedinstvene udaljenosti prije otprilike 15-20 milijardi godina. Za sve vreme, svetlost pređe preostalu udaljenost u svemiru koji se širi, odnosno 109 svetlosnih godina. Zbog toga svaki posmatrač u trenutku t0 nakon početka procesa ekspanzije može posmatrati samo mali dio, ograničen sferom, koji u tom trenutku ima polumjer I. Ona tijela i objekti koji se u ovom trenutku nalaze izvan ove granice su, u principu, nije vidljivo. Svjetlost koja se odbija od njih jednostavno nema vremena da stigne do posmatrača. To nije moguće čak i ako se svjetlo ugasilo kada je započeo proces proširenja.
Zbog apsorpcije i raspršenja u ranom svemiru, s obzirom na veliku gustinu, fotoni se nisu mogli širiti u slobodnom smjeru. Stoga je posmatrač u stanju da otkrije samo ono zračenje koje se pojavilo u eri svemira prozirnog za zračenje. Ova epoha je određena vremenom t»300.000 godina, gustinom supstance r»10-20 g/cm3 i momentom rekombinacije vodonika. Iz svega navedenog proizilazi da što je bliži izvor u galaksiji, to će biti veća vrijednost crvenog pomaka za njega.
Veliki prasak
Trenutak kada je svemir počeo naziva se Veliki prasak. Ovaj koncept se zasniva na činjenici da je u početku postojala tačka (tačka singularnosti) u kojoj su bile prisutne sva energija i sva materija. Osnovom karakteristike smatra se visoka gustina materije. Šta se dogodilo prije ovog singulariteta nije poznato.
Ne postoje tačne informacije o događajima i uslovima koji su se desili u vremenu od 5*10-44 sekunde (trenutak kraja 1. kvanta vremena). U fizičkom smislu te ere, može se samo pretpostaviti da je tada temperatura bila približno 1,3 * 1032 stepena sa gustinom materije od približno 1096 kg/m 3. Ove vrijednosti su granice za primjenu postojećih ideja. Pojavljuju se zbog odnosa između gravitacijske konstante, brzine svjetlosti, Boltzmannove i Planckove konstante i nazivaju se „Plankove konstante“.
Oni događaji koji su povezani sa 5*10-44 do 10-36 sekundi odražavaju model „inflatornog univerzuma“. Trenutak od 10-36 sekundi naziva se modelom "vrući svemir".
U periodu od 1-3 do 100-120 sekundi formirana su jezgra helijuma i mali broj jezgara drugih lakih hemijskih elemenata. Od ovog trenutka u gasu je počeo da se uspostavlja odnos: vodonik 78%, helijum 22%. Prije milion godina, temperatura u Univerzumu je počela da pada na 3000-45000 K, i počela je era rekombinacije. Ranije su se slobodni elektroni počeli spajati sa svjetlosnim protonima i atomskim jezgrama. Počeli su se pojavljivati atomi helijuma, vodika i mali broj atoma litija. Supstanca je postala providna, a zračenje, koje se i danas opaža, od nje je isključeno.
Sljedećih milijardu godina postojanja Univerzuma obilježilo je smanjenje temperature sa 3000-45000 K na 300 K. Naučnici su ovaj period za Univerzum nazvali „mračnim dobom“ zbog činjenice da još nije bilo izvora elektromagnetnog zračenja pojavio. U istom periodu, heterogenost mješavine početnih plinova postala je gušća zbog utjecaja gravitacijskih sila. Simulirajući ove procese na kompjuteru, astronomi su vidjeli da je to nepovratno dovelo do pojave gigantskih zvijezda koje su milione puta premašile masu Sunca. Budući da su bile tako masivne, ove zvijezde su se zagrijale do nevjerovatno visokih temperatura i evoluirale u periodu od desetina miliona godina, nakon čega su eksplodirale kao supernove. Zagrijavanjem na visoke temperature, površine takvih zvijezda stvarale su jake tokove ultraljubičastog zračenja. Tako je započeo period rejonizacije. Plazma koja je nastala kao rezultat takvih pojava počela je snažno raspršivati elektromagnetno zračenje u svojim spektralnim kratkovalnim rasponima. U određenom smislu, Univerzum je počeo da uranja u gustu maglu.
Ove ogromne zvijezde postale su prvi izvori u svemiru hemijskih elemenata koji su mnogo teži od litijuma. Počeli su se formirati svemirski objekti 2. generacije, koji su sadržavali jezgra ovih atoma. Ove zvijezde su počele da se stvaraju od mješavine teških atoma. Dogodila se ponovljena vrsta rekombinacije većine atoma međugalaktičkih i međuzvjezdanih plinova, što je zauzvrat dovelo do nove transparentnosti prostora za elektromagnetno zračenje. Univerzum je postao upravo ono što sada možemo posmatrati.
Uočljiva struktura Univerzuma na portalu web stranice
Posmatrani dio je prostorno nehomogen. Većina galaktičkih jata i pojedinačnih galaksija formiraju njenu ćelijsku ili saćastu strukturu. Oni grade ćelijske zidove debljine nekoliko megaparseka. Ove ćelije se nazivaju "praznine". Odlikuje ih velika veličina, desetine megaparseka, a istovremeno ne sadrže tvari s elektromagnetnim zračenjem. Praznina čini oko 50% ukupne zapremine Univerzuma.
Da se naš Univerzum ne širi, a brzina svjetlosti teži ka beskonačnosti, pitanja "vidimo li cijeli Univerzum?" ili "koliko daleko možemo vidjeti svemir?" ne bi imalo smisla. “Uživo” bismo vidjeli sve što se dešava u bilo kojem kutku svemira.
Ali, kao što znate, brzina svjetlosti je konačna, a naš svemir se širi, i to ubrzanjem. Ako se brzina ekspanzije stalno povećava, onda postoje regije koje nam bježe superluminalnim brzinama, koje, po logici, ne možemo vidjeti. Ali kako je to moguće? Nije li ovo zaista u suprotnosti s teorijom relativnosti? U ovom slučaju, ne: na kraju krajeva, sam prostor se širi, ali objekti unutar njega ostaju podsvjetlosnim brzinama. Radi jasnoće, možete zamisliti naš Univerzum u obliku balona, a dugme zalijepljeno na balon igraće ulogu galaksije. Pokušajte da naduvate balon: galaksija dugmeta će početi da se udaljava od vas zajedno sa širenjem prostora balon-Univerzuma, iako će sopstvena brzina galaksije dugmeta ostati nula.
Ispostavilo se da mora postojati područje unutar kojeg se nalaze objekti koji nam bježe brzinom manjom od brzine svjetlosti i čije zračenje možemo detektirati u našim teleskopima. Ovo područje se zove Hubble sfera. Završava se na granici gdje će se brzina uklanjanja udaljenih galaksija poklopiti sa brzinom kretanja njihovih fotona koji lete u našem smjeru (tj. brzinom svjetlosti). Ova granica je dobila ime Horizont čestica. Očigledno je da će objekti koji se nalaze izvan Horizonta čestica imati brzinu veću od brzine svjetlosti i njihovo zračenje ne može doći do nas. Ili je to još uvijek moguće?
Zamislimo da je galaksija X bila u Hablovoj sferi i emitovala svjetlost koja je lako stigla do Zemlje. Ali zbog ubrzanog širenja Univerzuma, galaksija X je otišla izvan Horizonta čestica i već se udaljava od nas brzinom većom od brzine svjetlosti. Ali njeni fotoni, emitovani dok su bili u Hablovoj sferi, i dalje lete u pravcu naše planete, a mi nastavljamo da ih detektujemo, tj. Promatramo objekat koji se trenutno udaljava od nas brzinom većom od brzine svjetlosti.
Ali šta ako galaksija Y nikada nije bila u Hablovoj sferi i odmah je imala superluminalnu brzinu kada je zračenje počelo? Ispostavilo se da nijedan njen foton nikada nije posjetio naš dio Univerzuma. Ali to ne znači da se to neće dogoditi u budućnosti! Ne smijemo zaboraviti da se i Hubble sfera širi (zajedno sa cijelim Univerzumom), a njeno širenje je veće od brzine kojom se foton galaksije Y udaljava od nas (pronašli smo brzinu uklanjanja fotona od galaksija Y oduzimanjem brzine svjetlosti od brzine bijega galaksije Y). Ako se ovaj uslov ispuni, jednog dana će Hablova sfera sustići ove fotone, i mi ćemo moći da detektujemo galaksiju Y. Ovaj proces je jasno prikazan na dijagramu ispod.
Prostor koji uključuje Hubble sfera I Horizont čestica, zvao Metagalaksija ili Visible Universe.
Ali postoji li nešto izvan Metagalaksije? Neke kosmičke teorije sugeriraju prisustvo tzv Event Horizon. Možda ste već čuli ovo ime iz opisa crnih rupa. Princip njegovog rada ostaje isti: nikada nećemo vidjeti šta je izvan Horizonta Događaja, budući da će objekti koji se nalaze izvan Horizonta Događaja imati brzinu bijega fotona veću od brzine širenja Hubble sfere, tako da će njihova svjetlost uvijek bježati od nas.
Ali da bi Horizont događaja postojao, Univerzum se mora širiti ubrzano (što je u skladu sa modernim idejama o svjetskom poretku). Na kraju će sve galaksije koje nas okružuju otići izvan Horizonta događaja. Izgledaće kao da je vreme u njima stalo. Vidjet ćemo kako beskrajno prelaze granice vidljivosti, ali ih nikada nećemo vidjeti potpuno skrivene.
ovo je zanimljivo: ako bismo umjesto galaksija u teleskopu posmatrali veliki sat sa brojčanikom, a odlazak Horizonta događaja bi ukazivao na položaj kazaljki u 12:00, onda bi one usporile na neodređeno vrijeme u 11:59:59, a slika bi postala nejasnija, jer . Sve manje fotona bi stiglo do nas.
Ali ako su naučnici u zabludi i u budućnosti širenje svemira počne usporavati, to će odmah poništiti postojanje Horizonta događaja, jer će zračenje bilo kojeg objekta prije ili kasnije premašiti njegovu brzinu bijega. Samo treba da čekate stotine milijardi godina...
Ilustracija: depositphotos| JohanSwanepoel
Ako pronađete grešku, označite dio teksta i kliknite Ctrl+Enter.
Instrukcije
„Ponor se otvorio i pun je zvijezda; zvezde nemaju broj, ponor ima svoje dno“, napisao je sjajni ruski naučnik Mihail Vasiljevič Lomonosov u jednoj od svojih pesama. Ovo je poetski iskaz o beskonačnosti Univerzuma.
Starost „postojanja“ svemira koji se može posmatrati je oko 13,7 milijardi zemaljskih godina. Svjetlu koje dolazi iz udaljenih galaksija "sa ruba svijeta" potrebno je više od 14 milijardi godina da stigne do Zemlje. Ispada da se dijametralne dimenzije Univerzuma mogu izračunati ako se približno 13,7 pomnoži sa dva, odnosno 27,4 milijarde svjetlosnih godina. Radijalna veličina sfernog modela je približno 78 milijardi svjetlosnih godina, a prečnik je 156 milijardi svjetlosnih godina. Ovo je jedna od najnovijih verzija američkih naučnika, rezultat višegodišnjih astronomskih posmatranja i proračuna.
U vidljivom svemiru postoji 170 milijardi galaksija poput naše. Čini se da su naši u centru džinovske lopte. Sa najudaljenijih svemirskih objekata vidljiva je reliktna svjetlost - fantastično drevna sa stanovišta čovječanstva. Ako prodrete veoma duboko u prostorno-vremenski sistem, možete videti mladost planete Zemlje.
Postoji ograničena granica starosti svetlećih svemirskih objekata posmatranih sa Zemlje. Izračunavši maksimalnu starost, znajući vrijeme potrebno svjetlosti da pređe udaljenost od njih do površine Zemlje, i znajući konstantu, brzinu svjetlosti, koristeći formulu S = Vxt (put = brzina pomnožena vremenom) poznato je iz škole, naučnici su određivali verovatne dimenzije vidljivog Univerzuma.
Predstavljanje Univerzuma u obliku trodimenzionalne lopte nije jedini način da se izgradi model Univerzuma. Postoje hipoteze koje sugeriraju da Univerzum nema tri, već beskonačan broj dimenzija. Postoje verzije da se ona, poput lutke za gniježđenje, sastoji od beskonačnog broja sfernih formacija ugniježđenih jedna u drugu i razmaknute jedna od druge.
Postoji pretpostavka da je Univerzum neiscrpan prema različitim kriterijima i različitim koordinatnim osama. Ljudi su smatrali da je najmanja čestica materije "telešce", pa "molekula", pa "atom", pa "protoni i elektroni", zatim su počeli da govore o elementarnim česticama, za koje se pokazalo da uopšte nisu elementarne. , o kvantima, neutrinima i kvarkovima... I niko neće garantovati, da unutar sledeće supermikromini čestice materije nema drugog Univerzuma. I obrnuto – da vidljivi Univerzum nije samo mikročestica materije Super-Mega-Univerzuma, čije dimenzije niko ne može ni zamisliti i izračunati, toliko su velike.
