Cosa c'è fuori dall'universo? Questa domanda è troppo complessa per la comprensione umana. Ciò è dovuto al fatto che, in primo luogo, è necessario determinarne i confini, e questo è tutt'altro che semplice.
La risposta generalmente accettata prende in considerazione solo l’universo osservabile. Secondo lui, le dimensioni sono determinate dalla velocità della luce, perché è possibile vedere solo la luce che gli oggetti nello spazio emettono o riflettono. È impossibile guardare oltre la luce più lontana che viaggia per tutto il tempo dell'esistenza dell'universo.
Lo spazio continua ad aumentare, ma è ancora finito. Le sue dimensioni vengono talvolta chiamate volume o sfera di Hubble. L'uomo nell'universo probabilmente non sarà mai in grado di sapere cosa c'è oltre i suoi confini. Quindi, per tutta la ricerca, questo è l'unico spazio con cui dovrai interagire. Almeno nel prossimo futuro.
Grandezza
Tutti sanno che l'universo è grande. Quanti milioni di anni luce si estende?
Gli astronomi studiano attentamente la radiazione cosmica del fondo a microonde: il bagliore residuo del Big Bang. Stanno cercando una connessione tra ciò che sta accadendo da una parte del cielo e ciò che sta accadendo dall'altra. E mentre non ci sono prove che ci sia qualcosa in comune. Ciò significa che per 13,8 miliardi di anni in nessuna direzione l'Universo non si ripete. Questo è il tempo impiegato dalla luce per raggiungere almeno il bordo visibile di questo spazio.
Siamo ancora interessati alla questione di cosa c'è oltre l'universo osservabile. Gli astronomi ammettono che il cosmo è infinito. La "materia" in esso (energia, galassie, ecc.) è distribuita esattamente nello stesso modo dell'Universo osservabile. Se questo è vero, allora ci sono varie anomalie in ciò che è al limite.
Non ci sono solo pianeti diversi al di fuori del volume di Hubble. Lì puoi trovare tutto ciò che può esistere. Se vai abbastanza lontano, potresti persino trovare un altro sistema solare con una Terra identica in tutto, tranne che per il fatto che a colazione hai mangiato porridge invece di uova strapazzate. Oppure non c'era affatto la colazione. Oppure diciamo che ti sei alzato presto e hai rapinato una banca.
In effetti, i cosmologi credono che se vai abbastanza lontano, puoi trovare un'altra sfera di Hubble completamente identica alla nostra. La maggior parte degli scienziati ritiene che l’universo come lo conosciamo abbia dei confini. Ciò che c'è al di là di loro rimane il mistero più grande.
Principio cosmologico
Questo concetto significa che, indipendentemente dal luogo e dalla direzione dell'osservatore, tutti vedono la stessa immagine dell'Universo. Naturalmente, questo non si applica agli studi su scala ridotta. Tale omogeneità dello spazio è causata dall'uguaglianza di tutti i suoi punti. Questo fenomeno può essere rilevato solo sulla scala di un ammasso di galassie.
Qualcosa di simile a questo concetto fu proposto per la prima volta da Sir Isaac Newton nel 1687. E più tardi, nel 20° secolo, lo stesso fu confermato dalle osservazioni di altri scienziati. Logicamente, se tutto avesse origine da un singolo punto del Big Bang e poi si espandesse nell’universo, rimarrebbe abbastanza uniforme.
La distanza alla quale è possibile osservare il principio cosmologico per trovare questa apparente distribuzione uniforme della materia è di circa 300 milioni di anni luce dalla Terra.
Tuttavia, tutto cambiò nel 1973. Poi è stata scoperta un'anomalia che viola il principio cosmologico.
Grande attrattore
Un'enorme concentrazione di massa è stata trovata a una distanza di 250 milioni di anni luce, vicino alle costellazioni dell'Idra e del Centauro. Il suo peso è così grande che potrebbe essere paragonato a decine di migliaia di masse della Via Lattea. Questa anomalia è considerata un superammasso galattico.
Questo oggetto è chiamato il Grande Attrattore. La sua forza gravitazionale è così forte che colpisce altre galassie e i loro ammassi per diverse centinaia di anni luce. È stato a lungo uno dei più grandi misteri del cosmo.
Nel 1990, si scoprì che il movimento di colossali ammassi di galassie, chiamato il Grande Attrattore, tende verso un'altra regione dello spazio, oltre i confini dell'Universo. Finora questo processo può essere osservato, sebbene l’anomalia stessa si trovi nella “zona di evitamento”.
energia oscura
Secondo la legge di Hubble, tutte le galassie dovrebbero allontanarsi uniformemente l'una dall'altra, preservando il principio cosmologico. Tuttavia, nel 2008 è apparsa una nuova scoperta.
La Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) ha rilevato un folto gruppo di ammassi che si muovono nella stessa direzione a velocità fino a 600 miglia al secondo. Erano tutti diretti verso una piccola area del cielo tra le costellazioni del Centauro e del Paro.
Non c'è una ragione ovvia per questo, e poiché si trattava di un fenomeno inspiegabile, veniva chiamato "energia oscura". È causato da qualcosa al di fuori dell'universo osservabile. Al momento ci sono solo speculazioni sulla sua natura.
Se ammassi di galassie venissero attratti verso un colossale buco nero, il loro movimento dovrebbe accelerare. L'energia oscura indica una velocità costante dei corpi cosmici in miliardi di anni luce.
Una delle possibili ragioni di questo processo sono le strutture massicce che si trovano al di fuori dell'universo. Hanno un enorme effetto gravitazionale. Nell’universo osservabile non esistono strutture giganti con gravità gravitazionale sufficiente a causare questo fenomeno. Ma ciò non significa che non potrebbero esistere al di fuori della regione osservabile.
Ciò significherebbe che la struttura dell’universo non è uniforme. Per quanto riguarda le strutture stesse, possono essere letteralmente qualsiasi cosa, dagli aggregati di materia all'energia su una scala che difficilmente può essere immaginata. È anche possibile che questi guidino le forze gravitazionali di altri universi.
Bolle infinite
Parlare di qualcosa al di fuori della sfera di Hubble non è del tutto corretto, poiché essa presenta comunque la struttura identica della Metagalassia. "Sconosciuto" ha le stesse leggi fisiche dell'Universo e delle stesse costanti. Esiste una versione secondo cui il Big Bang ha causato la comparsa di bolle nella struttura dello spazio.
Subito dopo, prima che iniziasse l'inflazione dell'Universo, si formò una sorta di "schiuma cosmica", esistente come un ammasso di "bolle". Uno degli oggetti di questa sostanza si espanse improvvisamente, diventando infine l'universo conosciuto oggi.
Ma cosa è uscito dalle altre bolle? Alexander Kashlinsky, capo del team della NASA, l'organizzazione che ha scoperto "l'energia oscura", ha dichiarato: "Se ti allontani abbastanza, puoi vedere una struttura che è fuori dalla bolla, fuori dall'universo. Queste strutture dovrebbero causare movimento”.
Pertanto, l'"energia oscura" è percepita come la prima prova dell'esistenza di un altro Universo, o addirittura di un "Multiverso".
Ogni bolla è un'area che ha smesso di espandersi insieme al resto dello spazio. Ha formato il suo universo con le sue leggi speciali.
In questo scenario, lo spazio è infinito e anche ogni bolla non ha confini. Anche se è possibile oltrepassare il confine di uno di essi, lo spazio tra di loro è comunque in espansione. Col tempo, sarà impossibile raggiungere la bolla successiva. Un tale fenomeno è ancora uno dei più grandi misteri del cosmo.
Buco nero
La teoria proposta dal fisico Lee Smolin presuppone che ogni oggetto spaziale simile nella struttura della Metagalassia provochi la formazione di uno nuovo. Basta immaginare quanti buchi neri ci siano nell'universo. All'interno di ognuno di essi esistono leggi fisiche diverse da quelle del predecessore. Un'ipotesi simile fu affermata per la prima volta nel 1992 nel libro "La vita del cosmo".
Le stelle di tutto il mondo che cadono nei buchi neri vengono compresse a densità incredibilmente estreme. In tali condizioni, questo spazio esplode e si espande in un nuovo universo, diverso dall'originale. Il punto in cui il tempo si ferma all'interno del buco nero è l'inizio del Big Bang della nuova Metagalassia.
Le condizioni estreme all'interno del buco nero distrutto portano a piccoli cambiamenti casuali nelle forze fisiche di base e nei parametri dell'Universo figlia. Ognuno di essi ha caratteristiche e indicatori diversi dal genitore.
L'esistenza delle stelle è un prerequisito per la formazione della vita. Ciò è dovuto al fatto che in essi vengono creati carbonio e altre molecole complesse che forniscono la vita. Pertanto, le stesse condizioni sono necessarie per la formazione degli esseri e dell'Universo.
Una critica alla selezione naturale cosmica come ipotesi scientifica è la mancanza di prove dirette in questa fase. Ma va tenuto presente che, in termini di credenze, non è peggiore delle alternative scientifiche proposte. Non ci sono prove di cosa ci sia al di fuori dell’universo, che si tratti del Multiverso, della teoria delle stringhe o dello spazio ciclico.
Molti universi paralleli
Questa idea sembra essere qualcosa che ha poco a che fare con la fisica teorica moderna. Ma l'idea dell'esistenza del Multiverso è stata a lungo considerata una possibilità scientifica, sebbene susciti ancora discussioni attive e dibattiti distruttivi tra i fisici. Questa opzione distrugge completamente l'idea di quanti universi ci siano nello spazio.
È importante tenere presente che il Multiverso non è una teoria, ma piuttosto una conseguenza dell’attuale comprensione della fisica teorica. Questa distinzione è di importanza decisiva. Nessuno ha agitato la mano e ha detto: "Che ci sia un Multiverso!". Questa idea deriva da insegnamenti attuali come la meccanica quantistica e la teoria delle stringhe.
Multiverso e fisica quantistica
Molte persone conoscono l'esperimento mentale "Il gatto di Schrödinger". La sua essenza sta nel fatto che Erwin Schrödinger, un fisico teorico austriaco, ha sottolineato l'imperfezione della meccanica quantistica.
Lo scienziato propone di immaginare un animale posto in una scatola chiusa. Se lo apri, puoi scoprire uno dei due stati del gatto. Ma finché la scatola è chiusa, l’animale è vivo o morto. Ciò dimostra che non esiste uno Stato che coniughi la vita e la morte.
Tutto ciò sembra impossibile semplicemente perché la percezione umana non può comprenderlo.
Ma è del tutto reale secondo le strane regole della meccanica quantistica. Lo spazio di tutte le possibilità in esso è enorme. Matematicamente, uno stato quantomeccanico è la somma (o sovrapposizione) di tutti gli stati possibili. Nel caso del "Gatto di Schrödinger", l'esperimento è una sovrapposizione di posizioni "morte" e "vive".
Ma come interpretarlo affinché abbia un senso pratico? Un modo popolare è pensare a tutte queste possibilità in modo tale da osservare l'unico stato "oggettivamente vero" del gatto. Tuttavia, si può anche concordare sul fatto che queste possibilità sono vere e che esistono tutte in universi diversi.
Teoria delle stringhe
Questa è l’opportunità più promettente per combinare meccanica quantistica e gravità. Ciò è difficile perché la gravità è altrettanto indescrivibile su piccola scala quanto lo sono gli atomi e le particelle subatomiche nella meccanica quantistica.
Ma la teoria delle stringhe, che afferma che tutte le particelle fondamentali sono costituite da elementi monomerici, descrive contemporaneamente tutte le forze conosciute della natura. Questi includono la gravità, l’elettromagnetismo e le forze nucleari.
Tuttavia, la teoria matematica delle stringhe richiede almeno dieci dimensioni fisiche. Possiamo osservare solo quattro dimensioni: altezza, larghezza, profondità e tempo. Pertanto, ulteriori dimensioni ci sono nascoste.
Per poter spiegare i fenomeni fisici con la teoria, questi studi aggiuntivi sono "densificati" e troppo piccoli su piccola scala.
Il problema o la peculiarità della teoria delle stringhe è che esistono molti modi per eseguire una compattazione. Ciascuno di questi risultati porta alla creazione di un universo con leggi fisiche diverse, come diverse masse degli elettroni e costanti di gravità. Tuttavia, ci sono anche serie obiezioni alla metodologia di compattazione. Pertanto, il problema non è completamente risolto.
Ma la domanda ovvia è: in quale di queste possibilità viviamo? La teoria delle stringhe non fornisce un meccanismo per determinarlo. Lo rende inutile perché non è possibile testarlo a fondo. Ma esplorare i confini dell’universo ha trasformato quell’errore in una caratteristica.
Conseguenze del Big Bang
Durante l'universo primordiale, ci fu un periodo di espansione accelerata chiamato inflazione. Inizialmente ha spiegato perché la sfera di Hubble ha una temperatura quasi uniforme. Tuttavia, l’inflazione prevedeva anche uno spettro di fluttuazioni della temperatura attorno a questo equilibrio, cosa che fu successivamente confermata da diversi veicoli spaziali.
Sebbene i dettagli esatti della teoria siano ancora oggetto di accesi dibattiti, l’inflazione è ampiamente accettata dai fisici. Tuttavia, l’implicazione di questa teoria è che devono esserci altri oggetti nell’universo che stanno ancora accelerando. A causa delle fluttuazioni quantistiche dello spazio-tempo, alcune parti di esso non raggiungeranno mai lo stato finale. Ciò significa che lo spazio si espanderà per sempre.
Questo meccanismo genera un numero infinito di universi. Combinando questo scenario con la teoria delle stringhe, esiste la possibilità che ognuna di esse abbia una diversa compattazione di dimensioni aggiuntive e quindi abbia leggi fisiche diverse dell'universo.
Secondo gli insegnamenti del Multiverso, previsti dalla teoria delle stringhe e dall'inflazione, tutti gli universi vivono nello stesso spazio fisico e possono sovrapporsi. Devono inevitabilmente scontrarsi, lasciando tracce nel cielo cosmico. Il loro carattere ha una vasta gamma: dai punti freddi o caldi sullo sfondo cosmico delle microonde ai vuoti anomali nella distribuzione delle galassie.
Poiché la collisione con altri universi deve avvenire in una certa direzione, si prevede che qualsiasi interferenza rompa l'omogeneità.
Alcuni scienziati li cercano attraverso le anomalie nello sfondo cosmico delle microonde, il bagliore residuo del Big Bang. Altri si trovano nelle onde gravitazionali che si increspano nello spazio-tempo al passaggio di oggetti massicci. Queste onde possono dimostrare direttamente l’esistenza dell’inflazione, il che in definitiva rafforza il sostegno alla teoria del Multiverso.
Dottore in Scienze Pedagogiche E. LEVITAN, membro a pieno titolo dell'Accademia Russa di Scienze Naturali
Scienza e vita // Illustrazioni
Uno dei migliori osservatori astrofisici moderni è l'Osservatorio Europeo Australe (Cile). Nella foto: uno strumento unico di questo osservatorio: il New Technologies Telescope (NTT).
Fotografia del retro dello specchio primario di 3,6 metri del Telescopio delle Nuove Tecnologie.
Galassia spirale NGC 1232 nella costellazione dell'Eridani (a circa 100 milioni di anni luce di distanza). Dimensioni: 200 anni luce.
Davanti a te c'è un enorme disco di gas, forse riscaldato a centinaia di milioni di gradi Kelvin (il suo diametro è di circa 300 anni luce).
Domanda apparentemente strana. Naturalmente vediamo anche la Via Lattea e altre stelle dell'Universo più vicine a noi. Ma la domanda posta nel titolo dell'articolo in realtà non è così semplice, e quindi cercheremo di capirla.
Il sole splendente durante il giorno, la luna e la dispersione delle stelle nel cielo notturno hanno sempre attirato l'attenzione dell'uomo. A giudicare dalle pitture rupestri, in cui i pittori più antichi catturavano le figure delle costellazioni più vistose, anche allora le persone, almeno le più curiose, scrutavano la misteriosa bellezza del cielo stellato. E, naturalmente, hanno mostrato interesse per il sorgere e il tramontare del Sole, per i misteriosi cambiamenti nell'aspetto della Luna ... Probabilmente è così che è nata l'astronomia "primitivo-contemplativa". Ciò è accaduto molte migliaia di anni prima che sorgesse la scrittura, i cui monumenti sono già diventati per noi documenti, che testimoniano l'origine e lo sviluppo dell'astronomia.
All'inizio, i corpi celesti, forse, erano solo oggetto di curiosità, poi - divinizzazione e, infine, iniziarono ad aiutare le persone, agendo come bussola, calendario, orologio. Un motivo serio per filosofare sulla possibile struttura dell'Universo potrebbe essere la scoperta di "stelle erranti" (pianeti). I tentativi di svelare gli anelli incomprensibili che descrivono i pianeti sullo sfondo di stelle apparentemente fisse hanno portato alla costruzione delle prime immagini o modelli astronomici del mondo. La loro apoteosi è giustamente considerata il sistema geocentrico del mondo di Claudio Tolomeo (II secolo d.C.). Gli antichi astronomi cercarono (per lo più senza successo) di determinare (ma non ancora dimostrare!) Quale posto occupa la Terra rispetto ai sette pianeti allora conosciuti (questi erano considerati Sole, Luna, Mercurio, Venere, Marte, Giove e Saturno). E solo Nicola Copernico (1473-1543) ci riuscì finalmente.
Tolomeo è chiamato il creatore del sistema geocentrico e Copernico il sistema eliocentrico del mondo. Ma fondamentalmente, questi sistemi differivano solo nelle loro idee sulla posizione del Sole e della Terra rispetto ai veri pianeti (Mercurio, Venere, Marte, Giove, Saturno) e alla Luna.
Copernico, in sostanza, scoprì la Terra come pianeta, la Luna prese il suo posto come satellite della Terra e il Sole si rivelò essere il centro di circolazione di tutti i pianeti. Il sole e sei pianeti che si muovono attorno ad esso (inclusa la Terra): questo era il sistema solare così come veniva rappresentato nel XVI secolo.
Il sistema, come ora sappiamo, è lungi dall’essere completo. Infatti, oltre ai sei pianeti conosciuti da Copernico, comprende anche Urano, Nettuno, Plutone. Quest'ultimo fu scoperto nel 1930 e si rivelò non solo il pianeta più distante, ma anche il più piccolo. Inoltre, il sistema solare comprende un centinaio di satelliti dei pianeti, due cinture di asteroidi (una tra le orbite di Marte e Giove, l'altra, scoperta di recente - la fascia di Kuiper - nella regione delle orbite di Nettuno e Plutone) e molte comete con periodi orbitali diversi. L'ipotetica "Nube di Comete" (qualcosa come il loro habitat) si trova, secondo varie stime, a una distanza di circa 100-150mila unità astronomiche dal Sole. Di conseguenza i confini del sistema solare si sono ampliati più volte.
All'inizio del 2002, gli scienziati americani "parlarono" con la loro stazione interplanetaria automatica Pioneer-10, lanciata 30 anni fa e riuscita a volare via dal Sole a una distanza di 12 miliardi di chilometri. La risposta al segnale radio inviato dalla Terra è arrivata in 22 ore e 06 minuti (ad una velocità di propagazione delle onde radio di circa 300.000 km/sec). Considerato quanto sopra, Pioneer-10 dovrà volare a lungo fino ai "confini" del sistema solare (ovviamente, in modo abbastanza condizionale!). E poi volerà verso la stella più vicina sul suo cammino, Aldebaran (la stella più luminosa della costellazione del Toro). Pioneer-10 probabilmente si precipiterà lì e consegnerà i messaggi dei terrestri in esso incorporati solo dopo 2 milioni di anni ...
Almeno 70 anni luce ci separano da Aldebaran. E la distanza dalla stella più vicina a noi (nel sistema Centauri) è di soli 4,75 anni luce. Oggi anche gli scolari dovrebbero sapere cos'è un "anno luce", un "parsec" o un "megaparsec". Queste sono già domande e termini dell'astronomia stellare, che non solo ai tempi di Copernico, ma molto più tardi, semplicemente non esistevano.
Si presumeva che le stelle fossero luminari lontani, ma la loro natura era sconosciuta. È vero, Giordano Bruno, sviluppando le idee di Copernico, suggerì ingegnosamente che le stelle siano soli lontani e, forse, con i propri sistemi planetari. La correttezza della prima parte di questa ipotesi divenne evidente solo nel XIX secolo. E le prime dozzine di pianeti attorno ad altre stelle furono scoperte solo negli ultimi anni del XX secolo appena concluso. Prima della nascita dell'astrofisica e prima dell'applicazione dell'analisi spettrale all'astronomia, era semplicemente impossibile avvicinarsi alla soluzione scientifica della natura delle stelle. Quindi si è scoperto che le stelle nei precedenti sistemi del mondo non avevano quasi alcun ruolo. Il cielo stellato era una sorta di palcoscenico sul quale i pianeti "si esibivano", ma non pensavano particolarmente alla natura delle stelle stesse (a volte venivano menzionate come ... sui "garofani d'argento" conficcati nel firmamento del cielo) . La "Sfera delle Stelle" era un confine peculiare dell'Universo sia nel sistema geocentrico che eliocentrico del mondo. L'intero universo, ovviamente, era considerato visibile, e ciò che è al di là di esso è il "regno dei cieli"...
Oggi sappiamo che solo una piccola parte delle stelle è visibile a occhio nudo. La fascia biancastra che si estende attraverso l'intero cielo (la Via Lattea) si rivelò essere, come avevano intuito alcuni antichi filosofi greci, molte stelle. Galileo (all'inizio del XVII secolo) ne distinse i più luminosi anche con l'aiuto del suo imperfetto cannocchiale. Man mano che le dimensioni dei telescopi aumentavano e miglioravano, gli astronomi furono in grado di penetrare gradualmente nelle profondità dell'Universo, come se lo sondassero. Ma non è diventato subito chiaro che le stelle osservate in diverse direzioni del cielo abbiano qualcosa a che fare con le stelle della Via Lattea. Uno dei primi che riuscì a dimostrarlo fu l'astronomo e ottico inglese W. Herschel. Pertanto, la scoperta della nostra Galassia è associata al suo nome (a volte viene chiamata Via Lattea). Tuttavia, a quanto pare non è concesso a un semplice mortale di vedere la nostra Galassia nella sua interezza. Naturalmente basta consultare un manuale di astronomia per trovarvi dei diagrammi chiari: una vista della Galassia "dall'alto" (con una struttura a spirale distinta, con bracci costituiti da stelle e materia di gas e polvere) e una vista "da di lato" (in questa prospettiva la nostra isola stellare somiglia a una lente biconvessa, se non si entra in alcuni dettagli della struttura della parte centrale di questa lente). Schemi, schemi... E dov'è almeno una fotografia della nostra Galassia?
Gagarin è stato il primo terrestre a vedere il nostro pianeta dallo spazio. Ora, probabilmente, tutti hanno visto le fotografie della Terra dallo spazio, trasmesse dalla scheda dei satelliti artificiali della Terra, da stazioni interplanetarie automatiche. Sono passati quarantuno anni dal volo di Gagarin e 45 anni dal lancio del primo satellite: l'inizio dell'era spaziale. Ma fino ad oggi nessuno sa se una persona sarà mai in grado di vedere la Galassia, andando oltre i suoi limiti ... Per noi questa è una domanda dal regno della fantasia. Quindi torniamo alla realtà. Ma allo stesso tempo, pensate al fatto che solo cento anni fa la realtà attuale poteva sembrare la fantasia più incredibile.
Fu così scoperto il Sistema Solare e la nostra Galassia, in cui il Sole è uno dei trilioni di stelle (circa 6.000 stelle sono visibili ad occhio nudo nell'intera sfera celeste), e la Via Lattea è una proiezione di una parte del pianeta. la Galassia sulla sfera celeste. Ma proprio come nel XVI secolo i terrestri si resero conto che il nostro Sole è la stella più comune, ora sappiamo che la nostra Galassia è una delle tante altre galassie ora scoperte. Tra questi, come nel mondo delle stelle, ci sono giganti e nane, galassie "ordinarie" e "insolite", relativamente calme ed estremamente attive. Sono a grande distanza da noi. La luce proveniente dal più vicino si precipita verso di noi per quasi due milioni e trecentomila anni. Ma possiamo vedere questa galassia anche ad occhio nudo, è nella costellazione di Andromeda. Questa è una galassia a spirale molto grande, simile alla nostra, e quindi le sue fotografie "compensano" in una certa misura la mancanza di fotografie della nostra Galassia.
Quasi tutte le galassie scoperte possono essere viste solo in fotografie scattate con i moderni telescopi giganti terrestri o con i telescopi spaziali. L'uso di radiotelescopi e radiointerferometri ha contribuito a integrare in modo significativo i dati ottici. La radioastronomia e l'astronomia a raggi X extraatmosferici hanno alzato il sipario sul segreto dei processi che avvengono nei nuclei delle galassie e nei quasar (gli oggetti più distanti del nostro Universo oggi conosciuti, quasi indistinguibili dalle stelle nelle fotografie scattate con i telescopi ottici ).
Nel megamondo estremamente enorme e praticamente nascosto agli occhi (o nella Metagalassia), è stato possibile scoprire le sue importanti regolarità e proprietà: espansione, struttura su larga scala. Tutto ciò ricorda in qualche modo un altro microcosmo già aperto e in gran parte svelato. Studiano molto vicino a noi, ma anche gli elementi costitutivi invisibili dell'universo (atomi, adroni, protoni, neutroni, mesoni, quark). Dopo aver appreso la struttura degli atomi e i modelli di interazione dei loro gusci elettronici, gli scienziati hanno letteralmente "rianimato" la tavola periodica degli elementi di D. I. Mendeleev.
La cosa più importante è che una persona si è rivelata in grado di scoprire e conoscere mondi di varia scala (mega-mondo e micro-mondo) che non sono direttamente percepiti da lui.
In questo contesto l’astrofisica e la cosmologia non sembrano essere originali. Ma qui ci stiamo avvicinando alla parte più interessante.
Il "sipario" delle costellazioni conosciute da tempo si è aperto, portando con sé gli ultimi tentativi del nostro "centrismo": geocentrismo, eliocentrismo, centrismo galattico. Noi stessi, come la nostra Terra, come il Sistema Solare, come la Galassia, siamo solo "particelle" dell'inimmaginabile in termini di scala quotidiana e complessità della struttura dell'Universo, chiamata "Metagalassia". Comprende molti sistemi di galassie di varia complessità (da "doppie" ad ammassi e superammassi). Concordo sul fatto che, allo stesso tempo, la consapevolezza della portata delle proprie dimensioni insignificanti nel vasto mega mondo non umilia una persona, ma, al contrario, eleva il potere della sua Mente, capace di scoprire tutto questo e comprendere ciò che era scoperto in precedenza.
Sembrerebbe che sia ora di calmarsi, poiché il quadro moderno della struttura e dell'evoluzione della Metagalassia è stato creato in termini generali. Tuttavia, in primo luogo, contiene molte cose fondamentalmente nuove, a noi precedentemente sconosciute, e in secondo luogo, è possibile che, oltre alla nostra Metagalassia, ci siano altri mini-universi che formano l'ancora ipotetico Grande Universo...
Forse vale la pena fermarsi per ora. Perché ora, come si suol dire, avremmo a che fare con il nostro universo. Il fatto è che alla fine del XX secolo ha presentato all'astronomia una grande sorpresa.
Coloro che sono interessati alla storia della fisica sanno che all'inizio del XX secolo ad alcuni grandi fisici sembrava che il loro lavoro titanico fosse finito, perché tutto ciò che è importante in questa scienza era già stato scoperto ed esplorato. È vero, un paio di strane "nuvole" rimanevano all'orizzonte, ma poche persone immaginavano che presto si sarebbero "trasformate" nella teoria della relatività e nella meccanica quantistica ... Qualcosa del genere è in serbo per l'astronomia?
È molto probabile, perché il nostro Universo, osservato con l'aiuto di tutta la potenza dei moderni strumenti astronomici e apparentemente già studiato a fondo, potrebbe rivelarsi solo la punta dell'iceberg universale. Dov'è il resto? Come è possibile un'ipotesi così audace sull'esistenza di qualcos'altro di enorme, materiale e fino ad ora completamente sconosciuto?
Torniamo ancora alla storia dell'astronomia. Una delle sue pagine trionfali è stata la scoperta del pianeta Nettuno "sulla punta di una penna". L'influenza gravitazionale di una certa massa sul movimento di Urano ha spinto gli scienziati a pensare all'esistenza di un pianeta ancora sconosciuto, ha permesso a matematici di talento di determinare la sua posizione nel sistema solare e quindi di dire agli astronomi esattamente dove cercarlo nella sfera celeste . E in futuro, la gravità ha fornito agli astronomi servizi simili: ha aiutato a scoprire vari oggetti "stravaganti": nane bianche, buchi neri. Quindi ora, lo studio del movimento delle stelle nelle galassie e nelle galassie nei loro ammassi ha portato gli scienziati alla conclusione che esiste una misteriosa sostanza invisibile ("oscura") (o forse qualche forma di materia a noi sconosciuta), e le riserve di questa "sostanza" deve essere colossale.
Secondo le stime più ambiziose, tutto ciò che osserviamo e prendiamo in considerazione nell'Universo (stelle, complessi gas-polvere, galassie, ecc.) è solo il 5% della massa che "dovrebbe essere" secondo i calcoli basati sulle leggi di gravità. Questo 5% comprende l'intero megamondo a noi noto, dai granelli di polvere e gli atomi di idrogeno comuni nello spazio ai superammassi di galassie. Alcuni astrofisici includono qui anche i neutrini onniperpetranti, ritenendo che, nonostante la loro piccola massa a riposo, i neutrini, nel loro numero innumerevole, forniscano un certo contributo allo stesso 5%.
Ma forse la "materia invisibile" (o almeno una parte di essa, distribuita in modo non uniforme nello spazio) è una massa di stelle o galassie estinte, o oggetti spaziali invisibili come i buchi neri? In una certa misura, tale ipotesi è sensata, anche se il 95% mancante (o, secondo altre stime, il 60-70%) non può essere recuperato. Astrofisici e cosmologi sono costretti a valutare varie altre possibilità, per lo più ipotetiche. Le idee più fondamentali si riducono al fatto che una parte significativa della "massa nascosta" è una "materia oscura" costituita da particelle elementari a noi sconosciute.
Ulteriori ricerche nel campo della fisica mostreranno quali particelle elementari possono esistere in natura, oltre a quelle costituite da quark (barioni, mesoni, ecc.) o prive di struttura (ad esempio muoni). Svelare questo enigma sarà probabilmente più facile se uniremo le forze di fisici, astronomi, astrofisici e cosmologi. Molta speranza è riposta nei dati che si potranno ottenere nei prossimi anni in caso di lanci riusciti di veicoli spaziali specializzati. Ad esempio, è previsto il lancio di un telescopio spaziale (8,4 metri di diametro). Sarà in grado di registrare un numero enorme di galassie (fino alla 28a magnitudine; ricordiamo che i luminari fino alla 6a magnitudine sono visibili ad occhio nudo), e questo permetterà di costruire una mappa della distribuzione delle galassie" massa nascosta" in tutto il cielo. Alcune informazioni possono essere estratte anche da osservazioni da terra, poiché la "materia nascosta", avendo una grande gravità, dovrebbe piegare i raggi di luce che arrivano a noi da galassie e quasar lontane. Elaborando le immagini di tali sorgenti luminose sui computer, è possibile registrare e valutare la massa gravitante invisibile. Sono già state effettuate rilevazioni di questo tipo di singole parti del cielo. (Vedi l'articolo dell'accademico N. Kardashev "Cosmologia e problemi del SETI", recentemente pubblicato sulla popolare rivista scientifica del Presidium dell'Accademia russa delle scienze "Terra e Universo", 2002, n. 4.)
In conclusione, torniamo alla domanda formulata nel titolo di questo articolo. Sembra che dopo tutto ciò che è stato detto, difficilmente sia possibile dare una risposta positiva con sicurezza ... La più antica delle scienze più antiche: l'astronomia è solo all'inizio.
Istruzioni
“Si è aperto l’abisso, pieno di stelle; non ci sono stelle, l'abisso è il fondo ”, ha scritto il brillante scienziato russo Mikhail Vasilyevich Lomonosov in una delle sue poesie. Questa è l'affermazione poetica dell'infinità dell'universo.
L'età di "esistenza" dell'Universo osservabile è di circa 13,7 miliardi di anni terrestri. La luce che proviene da galassie lontane “dai confini del mondo” impiega più di 14 miliardi di anni per raggiungere la Terra. Si scopre che le dimensioni diametrali dell'Universo possono essere calcolate moltiplicando per due circa 13,7, ovvero 27,4 miliardi di anni luce. La dimensione radiale del modello sferico è di circa 78 miliardi di anni luce e il diametro è di 156 miliardi di anni luce. Questa è una delle ultime versioni degli scienziati americani, il risultato di molti anni di osservazioni e calcoli astronomici.
Ci sono 170 miliardi di galassie nell'universo osservabile come il nostro. La nostra, per così dire, è al centro di una palla gigante. La luce reliquia è visibile dagli oggetti spaziali più distanti - fantasticamente antichi dal punto di vista dell'umanità. Se vai molto in profondità nel sistema spazio-temporale, puoi vedere la giovinezza del pianeta Terra.
Esiste un limite di età finito per gli oggetti spaziali luminosi osservati dalla Terra. Avendo calcolato il limite di età, conoscendo il tempo impiegato dalla luce per percorrere la distanza da loro alla superficie della Terra, e conoscendo la costante, la velocità della luce, utilizzando la formula S = Vxt (percorso = velocità per tempo) nota fin dalla scuola, gli scienziati hanno determinato le probabili dimensioni dell'universo osservabile.
Rappresentare l'Universo sotto forma di una palla tridimensionale non è l'unico modo per costruire un modello dell'Universo. Ci sono ipotesi che suggeriscono che l'Universo non abbia tre, ma un numero infinito di dimensioni. Esistono versioni che, come una bambola nidificante, sono costituite da un numero infinito di formazioni sferiche annidate l'una nell'altra e separate l'una dall'altra.
Si presuppone che l'Universo sia inesauribile secondo vari criteri e diversi assi di coordinate. La gente considerava il “corpuscolo” la più piccola particella della materia, poi la “molecola”, poi l’“atomo”, poi “protoni ed elettroni”, poi si cominciò a parlare di particelle elementari, che si rivelarono per niente elementari , su quanti, neutrini e quark ... E nessuno garantirà che non ci sia un prossimo Universo all'interno della prossima supermicro-particella di materia. E viceversa, che l'Universo visibile non è solo una microparticella della materia del Super-Mega-Universo, le cui dimensioni nessuno può nemmeno immaginare e calcolare, sono così grandi.
Il sito del portale è una risorsa informativa in cui è possibile ottenere molte conoscenze utili e interessanti relative al Cosmo. Prima di tutto parleremo del nostro e di altri Universi, di corpi celesti, buchi neri e fenomeni nelle profondità dello spazio.
La totalità di tutto ciò che esiste, la materia, le singole particelle e lo spazio tra queste particelle è chiamata Universo. Secondo scienziati e astrologi, l'età dell'universo è di circa 14 miliardi di anni. La dimensione della parte visibile dell'universo è di circa 14 miliardi di anni luce. E alcuni sostengono che l’universo si estenda per oltre 90 miliardi di anni luce. Per maggiore comodità, nel calcolo di tali distanze, è consuetudine utilizzare il valore parsec. Un parsec è pari a 3,2616 anni luce, ovvero un parsec è la distanza alla quale il raggio medio dell'orbita terrestre viene visualizzato con un angolo di un secondo d'arco.
Armato di questi indicatori, puoi calcolare la distanza cosmica da un oggetto all'altro. Ad esempio, la distanza dal nostro pianeta alla Luna è di 300.000 km, ovvero 1 secondo luce. Di conseguenza, questa distanza dal Sole aumenta a 8,31 minuti luce.
Nel corso della sua storia, le persone hanno cercato di risolvere i misteri associati al Cosmo e all'Universo. Negli articoli del sito del portale puoi conoscere non solo l'Universo, ma anche i moderni approcci scientifici al suo studio. Tutto il materiale si basa sulle teorie e sui fatti più avanzati.
Va notato che l'Universo comprende un gran numero di vari oggetti conosciuti dalle persone. Tra questi i più conosciuti sono i pianeti, le stelle, i satelliti, i buchi neri, gli asteroidi e le comete. I pianeti sono i più compresi al momento, poiché viviamo su uno di essi. Alcuni pianeti hanno le loro lune. Quindi, la Terra ha il suo satellite: la Luna. Oltre al nostro pianeta, ce ne sono altri 8 che ruotano attorno al sole.
Ci sono molte stelle nel Cosmo, ma ognuna di esse non è simile l'una all'altra. Hanno temperature, dimensioni e luminosità diverse. Poiché tutte le stelle sono diverse, sono classificate come segue:
nane bianche;
giganti;
Supergiganti;
stelle di neutroni;
Quasar;
Pulsare.
La sostanza più densa a noi nota è il piombo. In alcuni pianeti, la densità della loro stessa sostanza può essere migliaia di volte maggiore della densità del piombo, il che pone molti interrogativi agli scienziati.
Tutti i pianeti ruotano attorno al sole, ma anche lui non sta fermo. Le stelle possono riunirsi in ammassi che, a loro volta, ruotano anche attorno a un centro che non ci è ancora noto. Questi ammassi sono chiamati galassie. La nostra galassia si chiama Via Lattea. Tutti gli studi condotti finora affermano che la maggior parte della materia creata dalle galassie è ancora invisibile agli esseri umani. Per questo motivo venne chiamata materia oscura.
I centri delle galassie sono considerati i più interessanti. Alcuni astronomi ritengono che un buco nero sia il possibile centro della galassia. Questo è un fenomeno unico formatosi come risultato dell'evoluzione di una stella. Ma per ora queste sono solo teorie. Non è ancora possibile condurre esperimenti o studiare tali fenomeni.
Oltre alle galassie, l'Universo contiene nebulose (nubi interstellari costituite da gas, polvere e plasma), radiazioni relitte che permeano l'intero spazio dell'Universo e molti altri oggetti poco conosciuti e persino generalmente sconosciuti.
La circolazione dell'etere dell'universo
La simmetria e l'equilibrio dei fenomeni materiali sono il principio principale dell'organizzazione strutturale e dell'interazione in natura. Inoltre, in tutte le forme: plasma e materia stellare, mondo ed eteri rilasciati. L'intera essenza di tali fenomeni consiste nelle loro interazioni e trasformazioni, la maggior parte delle quali sono rappresentate dall'etere invisibile. Si chiama anche radiazione reliquia. Questa è una radiazione cosmica di fondo a microonde con una temperatura di 2,7 K. Si ritiene che sia questo etere oscillante la base fondamentale di tutto ciò che riempie l'Universo. L'anisotropia della distribuzione dell'etere è collegata alle direzioni e all'intensità del suo movimento in diverse aree dello spazio invisibile e visibile. L'intera difficoltà di studio e ricerca è abbastanza paragonabile alle difficoltà di studiare i processi turbolenti nei gas, nei plasmi e nei liquidi della materia.
Perché molti scienziati credono che l’universo sia multidimensionale?
Dopo aver condotto esperimenti nei laboratori e nel Cosmo stesso, sono stati ottenuti dati dai quali si può presumere che viviamo in un Universo in cui la posizione di qualsiasi oggetto può essere caratterizzata dal tempo e da tre coordinate spaziali. Per questo motivo si presuppone che l'universo sia quadridimensionale. Tuttavia, alcuni scienziati, sviluppando teorie sulle particelle elementari e sulla gravità quantistica, potrebbero giungere alla conclusione che l'esistenza di un gran numero di dimensioni è semplicemente necessaria. Alcuni modelli dell'Universo non escludono un numero pari a 11 dimensioni.
Va tenuto presente che l'esistenza di un universo multidimensionale è possibile con fenomeni ad alta energia: buchi neri, big bang, burster. Almeno, questa è una delle idee dei principali cosmologi.
Il modello dell'Universo in espansione si basa sulla teoria generale della relatività. È stato proposto di spiegare adeguatamente la struttura del redshift. L'espansione iniziò contemporaneamente al Big Bang. Il suo stato è illustrato dalla superficie di una palla di gomma gonfiata, sulla quale sono stati applicati dei punti: oggetti extragalattici. Quando un palloncino di questo tipo viene gonfiato, tutti i suoi punti si allontanano l'uno dall'altro, indipendentemente dalla posizione. Secondo la teoria, l’Universo può espandersi indefinitamente o contrarsi.
Asimmetria barionica dell'Universo
L'aumento significativo del numero di particelle elementari osservato nell'Universo rispetto all'intero numero di antiparticelle è chiamato asimmetria barionica. I barioni includono neutroni, protoni e alcune altre particelle elementari di breve durata. Questa sproporzione si è verificata nell’era dell’annientamento, vale a dire tre secondi dopo il Big Bang. Fino a questo punto il numero dei barioni e degli antibarioni corrispondeva tra loro. Durante l'annichilazione di massa delle antiparticelle e delle particelle elementari, la maggior parte di esse si accoppiano e scompaiono, dando origine alla radiazione elettromagnetica.
Age of the Universe sul sito del portale
Gli scienziati moderni credono che il nostro universo abbia circa 16 miliardi di anni. Secondo le stime l’età minima può essere di 12-15 miliardi di anni. Il minimo viene respinto dalle stelle più antiche della nostra galassia. La sua età reale può essere determinata solo con l'aiuto della legge di Hubble, ma reale non significa esatta.
orizzonte di visibilità
Una sfera con un raggio pari alla distanza percorsa dalla luce durante l'intera esistenza dell'Universo è chiamata orizzonte di visibilità. L'esistenza dell'orizzonte è direttamente proporzionale all'espansione e alla contrazione dell'Universo. Secondo il modello cosmologico di Friedman, l'Universo iniziò ad espandersi da una distanza singolare circa 15-20 miliardi di anni fa. Per tutto il tempo, la luce percorre una distanza residua nell'universo in espansione, vale a dire 109 anni luce. Per questo motivo, ogni osservatore del momento t0 dopo l'inizio del processo di espansione può vedere solo una piccola parte, delimitata da una sfera, che in quel momento ha raggio I. Quei corpi e oggetti che si trovano oltre questo confine in quel momento sono , in linea di principio, non osservabile. La luce riflessa da loro semplicemente non ha il tempo di raggiungere l'osservatore. Ciò non è possibile anche se la luce fosse apparsa nel momento in cui è iniziato il processo di espansione.
A causa dell'assorbimento e della diffusione nell'Universo primordiale, data l'elevata densità, i fotoni non potevano propagarsi in una direzione libera. Pertanto, l'osservatore è in grado di fissare solo la radiazione apparsa nell'era dell'Universo trasparente alla radiazione. Questa epoca è determinata dal tempo t»300.000 anni, dalla densità della materia r»10-20 g/cm3 e dal momento della ricombinazione dell'idrogeno. Da quanto sopra segue che più la sorgente è vicina nella galassia, maggiore sarà il suo spostamento verso il rosso.
Big Bang
Il momento in cui ha avuto inizio l'universo si chiama Big Bang. Questo concetto si basa sul fatto che inizialmente esisteva un punto (punto di singolarità), in cui erano presenti tutta l'energia e tutta la materia. La base della caratteristica è considerata un'alta densità di materia. Cosa sia successo prima di questa singolarità non è noto.
Per quanto riguarda gli eventi e le condizioni verificatisi prima dell'inizio del momento 5 * 10-44 secondi (il momento della fine del 1° quanto di tempo), non ci sono informazioni precise. Nel senso fisico di quell'epoca si può solo supporre che allora la temperatura fosse di circa 1,3 * 1032 gradi con una densità della materia di circa 1096 kg / m 3. Questi valori sono limitanti per l’applicazione delle idee esistenti. Appaiono a causa del rapporto tra la costante gravitazionale, la velocità della luce, le costanti di Boltzmann e Planck e vengono chiamati "Planck".
Gli eventi associati da 5 * 10-44 a 10-36 secondi riflettono il modello dell '"Universo inflazionistico". Il momento di 10-36 secondi è attribuito al modello dell'"universo caldo".
Nel periodo da 1-3 a 100-120 secondi si formarono nuclei di elio e un piccolo numero di nuclei di altri elementi chimici leggeri. Da quel momento nel gas si cominciò a stabilire il rapporto: idrogeno 78%, elio 22%. Prima di un milione di anni, la temperatura nell'Universo iniziò a scendere fino a 3000-45000 K, iniziò l'era della ricombinazione. Prima, gli elettroni liberi cominciavano a combinarsi con protoni leggeri e nuclei atomici. Cominciarono ad apparire atomi di elio, atomi di idrogeno e un piccolo numero di atomi di litio. La sostanza divenne trasparente e la radiazione, che ancora oggi si osserva, si staccò da essa.
Il successivo miliardo di anni di esistenza dell'Universo fu caratterizzato da una diminuzione della temperatura da 3000-45000 K a 300 K. Gli scienziati chiamarono questo periodo per l'Universo "l'età oscura" a causa del fatto che nessuna fonte di radiazione elettromagnetica è stata ancora apparso. Nello stesso periodo le disomogeneità delle miscele gassose originarie si compattarono per l'azione delle forze gravitazionali. Dopo aver simulato questi processi su un computer, gli astronomi hanno visto che ciò ha portato irreversibilmente alla comparsa di stelle giganti, che superano la massa del Sole milioni di volte. A causa di una massa così grande, queste stelle furono riscaldate a temperature inimmaginabilmente elevate e si evolvettero per un periodo di decine di milioni di anni, dopo di che esplosero come supernove. Riscaldandosi a temperature elevate, le superfici di tali stelle creavano forti flussi di radiazioni ultraviolette. Iniziò così un periodo di reionizzazione. Il plasma che si è formato a seguito di tali fenomeni ha iniziato a diffondere fortemente la radiazione elettromagnetica nelle sue gamme spettrali di lunghezza d'onda corta. In un certo senso, l'universo cominciò a sprofondare in una fitta nebbia.
Queste enormi stelle sono diventate le prime fonti nell'universo di elementi chimici molto più pesanti del litio. Cominciarono a formarsi oggetti spaziali della 2a generazione, che contenevano i nuclei di questi atomi. Queste stelle iniziarono a formarsi da miscele di atomi pesanti. Si è verificato un tipo ripetuto di ricombinazione della maggior parte degli atomi dei gas intergalattici e interstellari, che, a sua volta, ha portato a una nuova trasparenza dello spazio per la radiazione elettromagnetica. L'universo è diventato esattamente ciò che possiamo osservare ora.
La struttura osservata dell'universo sul sito web del portale
La parte osservata è spazialmente disomogenea. La maggior parte degli ammassi di galassie e delle singole galassie formano la loro struttura cellulare o a nido d'ape. Costruiscono pareti cellulari spesse un paio di megaparsec. Queste cellule sono chiamate "vuoti". Sono caratterizzati da grandi dimensioni, decine di megaparsec, e allo stesso tempo non contengono alcuna sostanza con radiazione elettromagnetica. Circa il 50% del volume totale dell'Universo rientra nella quota dei "vuoti".
Nel lavoro proposto, basato su dati generalmente accettati, viene fornita una determinazione numerica diretta del raggio apparente dell'Universo, che differisce da quella generalmente accettata. I modelli inflazionistici del Big Bang oggi conosciuti prevedono diversi valori della dimensione iniziale dell’Universo dopo la fine della fase di inflazione:
“... il periodo di "gonfiamento"... è chiamato periodo inflazionistico. Durante questo periodo, la dimensione dell'universo è aumentata di 10^50 volte, da un miliardesimo della dimensione di un protone alla dimensione di una scatola di fiammiferi.
"Alla fine del periodo inflazionistico, il nostro universo ha acquisito una dimensione di circa 1 cm di diametro...".
"L'Universo si è espanso di 50 ordini di grandezza: era meno di un protone, ma è diventato grande quanto un pompelmo".
"alla fine del periodo inflazionistico, l'universo aveva acquisito una dimensione di circa 1 cm".
"il germe dell'universo è cresciuto da zero fino alle dimensioni di una pallina da ping-pong".
Il processo di inflazione inflazionistica dura una frazione di secondo, dopodiché inizia il processo di espansione dell'Universo di Hubble, che dura molti miliardi di anni. Finora l'Universo, secondo le stime riportate di seguito, si è espanso da 10^8 a 10^30 metri. È ormai accettato che dopo l’espansione inflazionistica siano trascorsi circa 10^17 secondi ovvero 13,8 miliardi di anni.
Secondo il modello standard del Big Bang, il raggio iniziale dell’universo dovrebbe essere dell’ordine di pochi centimetri e l’ulteriore espansione sarebbe stata lineare. L’inflazione ha eliminato alcuni dei problemi del modello standard del Big Bang. Tuttavia, anche i primi scenari inflazionistici non furono privi di inconvenienti, che portarono al loro ulteriore sviluppo e alla nascita di nuovi modelli inflazionistici, nei quali l’Universo si espandeva molto più fortemente durante la fase inflazionistica.
Ad esempio, nel valore dell'espansione dello spazio in 10 alla potenza di 10^5 - 10^12 volte, che praticamente significa la dimensione dell'Universo con esattamente gli stessi valori numerici: 10 alla potenza di 10^5 - 10^12 cm Il numero 10^12 è 10 elevato a un trilione. La dimensione più grande dell'Universo alla fine della fase di inflazione da questo intervallo è prevista dalla nuova teoria inflazionistica di A. Linde:
“La differenza principale tra la teoria inflazionistica e la vecchia cosmologia diventa evidente se calcoliamo la dimensione di una tipica regione inflazionistica alla fine dell’inflazione. Anche se la dimensione iniziale dell'universo inflazionario fosse molto piccola (dell'ordine della lunghezza di Planck lp~10^ 33 cm), dopo 10^-35 secondi di inflazione, l'universo raggiunge una dimensione enorme - l~10^1` 000`000`000`000 centimetri" .
"Secondo alcuni modelli di inflazione, la scala dell'universo (in cm) raggiungerà 10 elevato alla potenza di 10^12".
Una tale dispersione nelle dimensioni dell'Universo, ovviamente, dovrebbe portare a diversi parametri finali dell'Universo.
Raggio dell'Universo Osservabile
“L’Universo osservabile è un concetto della cosmologia del Big Bang che descrive la parte dell’Universo che è il passato assoluto relativo all’osservatore. Dal punto di vista dello spazio, questa è l'area da cui la materia (in particolare la radiazione e, di conseguenza, eventuali segnali) avrebbe il tempo di raggiungere la posizione attuale (nel caso dell'umanità, la Terra moderna) durante l'esistenza dell’Universo, cioè essere osservabile.
Secondo i dati generalmente accettati, l’età dell’universo è T=13,8 miliardi di anni. Ne consegue, come si ritiene, che i fotoni nati al momento dell'origine dell'Universo dovrebbero già raggiungere la Terra. In altre parole, qualsiasi fotone della CMB ha trascorso T anni nel suo percorso. Tuttavia, in relazione all'espansione dell'Universo, è anche ovvio che anche i fotoni emessi da una distanza inferiore a T anni luce devono raggiungere la Terra. Infatti, durante questo periodo, la Terra si allontanava costantemente dalla fonte di radiazione. Pertanto i fotoni che hanno raggiunto la Terra, avendo un'età di T anni, sono nati a una distanza dalla Terra inferiore a T anni luce.
I calcoli mostrano che nel momento iniziale (dopo la formazione delle galassie), la sorgente più distante dalla Terra, i fotoni dai quali hanno raggiunto la Terra attualmente, si trovava a una distanza di circa 5x10^9 sv dalla Terra . anni.
Nei calcoli, siamo partiti dai seguenti presupposti abbastanza accettabili. Il presupposto principale è l'accettazione della legge di Hubble come vera.
La seconda ipotesi è che per l'intero periodo dell'espansione post-inflazionistica dell'Universo, la costante di Hubble non sia stata inferiore al valore attualmente accettato. Inoltre, maggiore è il valore medio della costante di Hubble, minore sarà il raggio effettivo dell'Universo osservabile. Pertanto, in connessione con la scoperta dell'espansione accelerata dell'Universo, il risultato ottenuto dovrebbe essere considerato un po' sopravvalutato, poiché in precedenza la costante di Hubble, apparentemente, era inferiore. Cioè, i fotoni hanno raggiunto la Terra da sorgenti distanti poco più di 5 miliardi di anni luce.
Il terzo presupposto è la costanza approssimativa della costante di Hubble, la sua indipendenza dal tempo. Questo è un presupposto accettabile, si potrebbe dire, generalmente accettato, poiché deriva dai grafici dell'espansione dell'Universo di quasi tutti autorevoli ricercatori e teorici.
Da quanto sopra dovrebbe derivare che nelle osservazioni astronomiche è impossibile "vedere" le galassie distanti più di 5 miliardi di anni luce. I fotoni di qualsiasi galassia vicina all'età dell'universo che ha raggiunto la Terra sono stati emessi quando la galassia non era a più di 5 miliardi di anni luce di distanza.
Inoltre, da ciò dovrebbe derivare che nessuno spostamento verso il rosso può corrispondere ad una distanza superiore a questa distanza, e l'informazione data nella letteratura cosmologica secondo cui è stata scoperta una galassia o un quasar, allontanata di 10-12 miliardi di anni luce, è diffidente.
In effetti, questa è una circostanza piuttosto ovvia. Poiché l'età dell'Universo è di 14 miliardi di anni, qualsiasi fotone non potrebbe viaggiare più a lungo di questo tempo. Se un fotone si muovesse verso la Terra da un punto a una distanza di 12-14 miliardi di anni, alla velocità della luce percorrerebbe questa distanza e raggiungerebbe la Terra durante la vita dell'Universo solo se la Terra non si allontanasse. Ma la Terra si stava allontanando, e ad una velocità abbastanza elevata, come mostrato nell'animazione allegata all'articolo.
L'animazione e i calcoli sopra menzionati possono essere visualizzati su Internet all'URL: http://samlib.ru/p/putenihin_p_w/rw99.shtml
Poiché la Terra si sta allontanando dalla Stella, il fotone durante la vita dell'Universo raggiungerà solo il punto in cui si trovava la Terra al momento della sua emissione (cerchio azzurro) - ad una distanza di 13,7 miliardi di anni luce. Ciò è ovvio, poiché durante questo periodo di 13,7 miliardi di anni la Terra si allontanerà da questo punto. Solo i fotoni che al momento dell'emissione si trovano a non più di 5 miliardi di anni luce (circa) da essa possono raggiungere la Terra. Questa distanza, a quanto pare, dovrebbe essere considerata il confine osservabile dell'Universo.
Tuttavia, nella letteratura cosmologica, è indicato il raggio dell'Universo osservabile, che è vicino in grandezza alla sua età: circa 14 miliardi di anni luce. Come mostrato nei calcoli di cui sopra, per oltre 13 miliardi di anni luce, la luce proveniente da tali galassie, a quanto pare, non è riuscita a raggiungere la Terra. Cioè, risulta che difficilmente è possibile osservare le galassie a una tale distanza dalla Terra.
Ciò significa che i metodi cosmologici per calcolare le distanze delle galassie sollevano alcuni dubbi. Inoltre, è ovvio che tra 14 miliardi di anni i fotoni provenienti da galassie distanti 14 miliardi di anni luce potrebbero raggiungere la Terra solo nel caso di un Universo stazionario (non in espansione).
A quanto pare, la conclusione ottenuta sul raggio dell'Universo visibile di 5 miliardi di anni luce è un altro paradosso cosmologico, poiché molte teorie e conclusioni generalmente accettate vengono messe in discussione: la teoria generale della relatività, la legge di Hubble, la teoria del Big Bang...
Letteratura
1. Big Bang: Il modello inflazionistico, Studiopedia, 2014, URL:
(visitato il 11.12.2015)
2. Gusev A., Come ha avuto origine l'Universo?, 2008, URL:
http://shkolazhizni.ru/archive/0/n-14628/ (visitato il 11/12/2015)
3. Fase inflazionistica dell'espansione dell'Universo. Elementi, URL:
http://elementy.ru/trefil/21082?context=20444 (visitato il 11/12/2015)
4. Kazyutinsky V.V., Cosmologia inflazionistica: teoria e quadro scientifico del mondo, URL: http://maxpark.com/community/5654/content/2561589 (accesso effettuato il 12.11.2015)
5. Kokin A.V. Modello Standard dell'Universo. Modello Big Bang, 2011, URL: http://www.avkokin.ru/documents/584 (accesso effettuato il 11/12/2015)
6. Levin A., Inflazione onnipotente, Popular Mechanics No. 7, 2012, URL:
http://www.sibai.ru/vsemogushhaya-inflyacziya.html (visitato il 11/12/2015)
7. Levin A., Teoria dell'inflanton, 2012, URL:
8. Linde A.D., Inflazione, cosmologia quantistica e principio antropico, 2002, URL:
http://www.astronet.ru/db/msg/1181084 (accesso il 12/11/2015)
9. Linde A.D., The Many Faces of the Universe (presentazione), 2007, URL:
http://elementy.ru/lib/430484 (accesso il 12/11/2015)
http://www.myshared.ru/slide/380143/
10. Metagalassia, Wikipedia, 2015, URL:
https://ru.wikipedia.org/wiki/Metagalaxy (accesso 12/11/2015)
11. Modello dell'universo inflazionistico, Reftrend.ru Document Base, URL:
http://reftrend.ru/685191.html (visitato il 11/12/2015)
12. Universo in espansione, Enciclopedia della fisica, URL:
http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_physics/4465/INFLATED (accesso effettuato il 11/12/2015)
13. Amos J., Scoperta l'onda gravitazionale del Big Bang, 2014, URL:
(visitato il 11.12.2015)