html текст
All interests
  • All interests
  • Design
  • Food
  • Gadgets
  • Humor
  • News
  • Photo
  • Travel
  • Video
Click to see the next recommended page
Like it
Don't like
Add to Favorites

Размер Вселенной

Космолог и астрофизик Мартин Риз об истории астрономии, первых наносекундах Вселенной и теории множественных Больших взрывов

Лекция профессора космологии и астрофизики Кембриджского университета Мартина Риза о прошлом и будущем Вселенной опубликована в нашем англоязычном издании Serious Science. Лекция на английском языке, но для читателей ПостНауки мы сделали перевод транскрипта. Вы можете посмотреть видео, почитать текст расшифровки на языке оригинала или ознакомиться с лекцией с помощью текста на русском.

Астрономия — одна из древнейших наук. Люди смотрели на звезды с начала времен. Но история науки заключается в постепенном расширении наших горизонтов. В древние времена люди знали о планетах, но они думали, что звезды находятся где-то на небосводе, просто немного дальше, чем планеты. Постепенно люди понимали, что звезды находятся намного дальше, чем планеты. Они были такими же яркими, как Солнце, но казались тусклыми из-за больших расстояний. К концу XIX столетия стало понятно, что большинство звезд были как Солнце и что размер видимой на тот момент Вселенной состоял из многих-многих световых лет. Следующий значительный шаг вперед был сделан в 1920-е, когда стало понятно, что наша Галактика, Млечный Путь, является огромным звездным диском, в котором располагается Солнце. Но наше Солнце лишь одно из множества подобных. Галактика Андромеды, которая находится всего в двух миллионах световых лет от нашей Галактики, подобна Млечному Пути: она представляет собой вращающийся газовый диск, включающий в себя множество звезд (около ста миллиардов). В 1920–1930-х годах стало понятно, что эти галактики, абсолютно равные Млечному Пути, являются крупными составными частями Вселенной. Проблема была лишь в том, что телескопы в то время не были достаточно мощными, для того чтобы с их помощью можно было наблюдать за отдаленными галактиками. Таким образом, с тех времен история астрономии развивалась как история все более мощных инструментов, позволяющих нам наблюдать за объектами на все больших расстояниях и в больших деталях.

Следующим большим шагом вперед стало осознание того, что Вселенная нестатична — она расширяется. Далекие галактики еще больше отдаляются от нас. И чем дальше от нас они находятся, тем быстрее они двигаются. Первоначально это было открыто Эдвином Хабблом, а затем подтверждено более поздними наблюдениями. Так что сейчас мы находимся в расширяющейся Вселенной, в которой изначально все находилось намного ближе друг к другу.

Такое положение вещей вызывает два вопроса: что случилось в отдаленном прошлом и что случится в отдаленном будущем? Мы можем предположить, что в отдаленном прошлом все объекты находились близко друг с другом и что галактики не могли существовать в своих нынешних формах. Таким образом, одной из целей астрономии является объяснение истории Вселенной в прошлом. И с этим мы в целом справляемся лучше, чем геологи, так как они могут только делать предположения о почвах прошлого, а мы можем действительно видеть прошлое. Мы можем видеть прошлое, потому что отдаленные галактики находятся так далеко, что их свету необходимо много времени, чтобы добраться до нас. Таким образом, когда мы наблюдаем за далекой галактикой, мы видим не то, как она выглядит сейчас, а то, как она выглядела в прошлом. Смотря на галактики, которые находятся на расстоянии одного, двух или трех миллиардов световых лет, мы можем смотреть на один, два или три миллиарда лет в прошлое. И таким образом мы можем узнать что-то о том, как Вселенная выглядела в более ранние времена, когда она была более сжатой. И мы делаем вывод, что галактики были сформированы, когда размер Вселенной был около одной десятой от ее теперешнего размера, а ее возраст — около одной десятой ее нынешнего возраста.

Мы также имеем данные о самых ранних состояниях Вселенной, о временах, когда все во Вселенной было сжато до состояния очень горячего и плотного газа, еще более горячего, чем центр звезды. В течение последних 50 лет мы имеем стандартную картину эволюции Вселенной от ее горячего и плотного начала до ее настоящего состояния. После завершения стадии горячего начала Вселенная стала расширяться, и по прошествии примерно трехсот тысяч лет она остыла до трех тысяч градусов. В то время все атомы стали нейтральными и электроны привязали себя к протонам, чтобы производить атомы водорода. Далее Вселенная продолжила расширяться, а галактики начали формироваться. Таким образом, мы получили картину Вселенной, основанную на модели так называемого горячего Большого взрыва.

Итак, насколько далеко в прошлое мы можем уйти? Если мы переносимся назад, во время, когда Вселенная была в возрасте одной секунды, ее температура была около десяти миллиардов градусов. Это было время, когда ядерные реакции производили водород и гелий. Мы можем перенестись еще дальше, когда Вселенная была в возрасте одной наносекунды. В то время все, что мы сейчас видим нашими телескопами на расстоянии до нескольких миллионов световых лет, было сжато до размеров нашей Солнечной системы. Но многие ключевые вопросы о Вселенной — почему она расширяется именно так, как расширяется, почему она содержит именно такую комбинацию атомов и радиации — не имеют ответа (по крайней мере, до тех пор, пока мы не сможем смотреть еще дальше в прошлое). Но тогда появляется другая проблема: условия были настолько экстремальными, что мы теряем свою точку опоры в экспериментальной физике. В первые наносекунды каждая частица во Вселенной двигалась с большей энергией, чем та, что может быть произведена с помощью самых больших ускорителей, как Большой адронный коллайдер в ЦЕРН. Итак, можно сказать, мы не знаем физики.

Тем не менее многие люди верят, что многие ключевые характеристики Вселенной закрепились в тот момент, когда наблюдаемая Вселенная была сжата не до размера нашей Солнечной системы, а до размера теннисного мяча. Именно в этот момент происходил процесс, названный инфляцией. И здесь у физики нет точного мнения, но мы верим, что то, что мы видим, — это остатки очень-очень ранних стадий развития Вселенной. Это тема, над которой люди работают в настоящее время. Мы не знаем этой физики, но мы пытаемся наблюдать самые ранние стадии существования Вселенной — около 13,8 миллиарда лет назад.

Но что насчет будущего Вселенной? Она продолжит расширяться, и очевидным вопросом тогда будет: продолжит ли она расширяться вечно или в какой-то момент она перестанет и свернется назад, к тому состоянию, которое некоторые люди называют «Большое сжатие»? Этот вопрос был непонятен еще два или три десятилетия назад. Сейчас достаточно ясно, что Вселенная продолжит расширяться вечно. Конечно, мы не можем быть полностью уверенными, так как долгосрочные прогнозы всегда ненадежны. Но наилучшая ставка на основании того, что нам сейчас известно, — это то, что Вселенная продолжит расширяться, а галактики, которые мы видим через свои телескопы, еще больше ускорятся. Таким образом, смещение Доплера — красное смещение света — увеличится. Так, если бы мы наблюдали отдаленные галактики и могли бы делать это на протяжении миллиарда лет, мы бы увидели, что эта галактика не только отдаляется, но и ускоряется, и в итоге она бы полностью исчезла из виду.

Долгосрочный прогноз заключается в том, что мы будем иметь очень холодную и пустую Вселенную, которая будет существовать вечно. И конечно, все звезды в ней в конце концов погибнут. Если бы мы были астрономами, наблюдающими через сотни миллиардов или тысячи миллиардов лет, мы бы увидели совершенно другую Вселенную. Мы бы узнали, что галактика Андромеды и наша Галактика столкнулись друг с другом, связав вместе свои гравитации. К тому же они были бы единственными вещами, которые мы смогли бы увидеть во всей Вселенной, потому что остальные галактики отдалились бы от нас и поместились бы за нашим горизонтом. Таким образом, мы бы оказались в достаточно тусклой Вселенной, очень холодной и пустой. Большинство звезд бы погибло, потому что топливо в звездах существует лишь конечное время. Только слабые, тусклые звезды продолжили бы светить. Еще дальше в будущее: все звезды были бы мертвы. Во Вселенной совсем не было бы света. Она бы стала еще более холодной и пустой.

Итак, это далекое будущее нашей Вселенной. Оно вызывает другой вопрос: является ли цикл от Большого взрыва до вечно расширяющейся Вселенной физической реальностью? Многие люди так не думают. Они думают, что наш Большой взрыв был не единственным и что наш Большой взрыв — часть большого ансамбля, который великий русский космолог Андрей Линде назвал вечной инфляцией (хаотическая теория инфляции). И эта прекрасная идея, которая, по моему мнению, должна рассматриваться очень серьезно, предполагает, что наш Большой взрыв является одним из очень многих и что будут еще другие, ведущие в другие космосы, которые мы пока не можем увидеть, — они находятся за нашим горизонтом. Но они вызовут эволюцию, которая похожа на эволюцию нашей Вселенной.

Но что еще более увлекательно, так это то, что физика в этих вселенных может быть отличной от нашей физики. Некоторые из них могут иметь более сильную силу притяжения, некоторые могут содержать в себе другие атомы, некоторые могут быть непригодны для жизни, так что одни будут стерильными, изначально «мертворожденными», другие же, наоборот, будут иметь более интересную жизнь, чем наша.

Таким образом, история расширяющихся горизонтов, если мы подумаем о ней как об истории астрономии, прошла через несколько фаз. Мы начали с того, что знали только нашу Солнечную систему и небосвод. Потом мы поняли, что наша звезда, Солнце, является одной из миллиарда подобных в нашей Галактике. Позже мы осознали, что наша Галактика — одна из миллиардов тех, что мы видим при помощи наших телескопов. А теперь, благодаря Андрею Линде и другим, мы, возможно, переживаем очередную коперниковскую революцию, осознавая, что весь наш Большой взрыв, давший толчок Вселенной, которую мы видим, является одним из нескольких (а возможно, из бесконечного количества) Больших взрывов. Таким образом, сейчас мы имеем намного более основательные представления о физической реальности.

Последний шаг — шаг от Вселенной к множественным вселенным — все еще является умозрительным. Но я не теряю надежды. Еще 50 лет назад мы совсем не замечали Большого взрыва, а сейчас мы можем в деталях обсуждать каждую его стадию. Так что через 50 лет мы будем иметь устойчивое представление о множественности вселенных. Это может быть ошибкой, но если нет, мы сможем сказать о физической реальности нечто намного большее, чем мы можем сейчас.

Читать дальше
Twitter
Одноклассники
Мой Мир

материал с postnauka.ru

1

      Add

      You can create thematic collections and keep, for instance, all recipes in one place so you will never lose them.

      No images found
      Previous Next 0 / 0
      500
      • Advertisement
      • Animals
      • Architecture
      • Art
      • Auto
      • Aviation
      • Books
      • Cartoons
      • Celebrities
      • Children
      • Culture
      • Design
      • Economics
      • Education
      • Entertainment
      • Fashion
      • Fitness
      • Food
      • Gadgets
      • Games
      • Health
      • History
      • Hobby
      • Humor
      • Interior
      • Moto
      • Movies
      • Music
      • Nature
      • News
      • Photo
      • Pictures
      • Politics
      • Psychology
      • Science
      • Society
      • Sport
      • Technology
      • Travel
      • Video
      • Weapons
      • Web
      • Work
        Submit
        Valid formats are JPG, PNG, GIF.
        Not more than 5 Мb, please.
        30
        surfingbird.ru/site/
        RSS format guidelines
        500
        • Advertisement
        • Animals
        • Architecture
        • Art
        • Auto
        • Aviation
        • Books
        • Cartoons
        • Celebrities
        • Children
        • Culture
        • Design
        • Economics
        • Education
        • Entertainment
        • Fashion
        • Fitness
        • Food
        • Gadgets
        • Games
        • Health
        • History
        • Hobby
        • Humor
        • Interior
        • Moto
        • Movies
        • Music
        • Nature
        • News
        • Photo
        • Pictures
        • Politics
        • Psychology
        • Science
        • Society
        • Sport
        • Technology
        • Travel
        • Video
        • Weapons
        • Web
        • Work

          Submit

          Thank you! Wait for moderation.

          Тебе это не нравится?

          You can block the domain, tag, user or channel, and we'll stop recommend it to you. You can always unblock them in your settings.

          • PostNauka
          • физика
          • эволюция
          • астрономия
          • университет
          • домен postnauka.ru

          Get a link

          Спасибо, твоя жалоба принята.

          Log on to Surfingbird

          Recover
          Sign up

          or

          Welcome to Surfingbird.com!

          You'll find thousands of interesting pages, photos, and videos inside.
          Join!

          • Personal
            recommendations

          • Stash
            interesting and useful stuff

          • Anywhere,
            anytime

          Do we already know you? Login or restore the password.

          Close

          Add to collection

             

            Facebook

            Ваш профиль на рассмотрении, обновите страницу через несколько секунд

            Facebook

            К сожалению, вы не попадаете под условия акции