V-kosmose.com

Неизбежная пропасть: каждый год мы теряем еще одну часть Вселенной

Неизбежная пропасть: каждый год мы теряем еще одну часть Вселенной

Во внешних пределах известной Вселенной исчезают целые галактики - и все звезды, планеты и чужеродные виды, которые они могут содержать.

Конечно, эти объекты не просто испаряются. Их уходят из известной Вселенной, загоняют в таинственное пространство, известное как «ненаблюдаемая Вселенная».

Тем не менее, чтобы по-настоящему понять этот захватывающий сектор космоса, необходимо сначала понять два самых потрясающих научных открытия, когда-либо сделанных.

Вековой вопрос

В течение тысячелетий люди были запутаны размером и возрастом Вселенной. Космос продолжается вечно или у него какой-то край? Всегда ли оно существовало или какое-то событие стало причиной его возникновения?

Этапы эволюции Вселенной. Нажмите на изображение, чтобы его увеличить

Этапы эволюции Вселенной. Нажмите на изображение, чтобы его увеличить

В 1687 году Исаак Ньютон вдохновил новый способ понимания космоса в своей книге «Принципы», в которой был предложен революционный универсальный закон гравитации.

В своей самой основной формулировке закон объяснял, что каждая масса во Вселенной притягивается к любой другой массе во Вселенной. Хотя идея кажется достаточно простой, в то время последствия были ошеломляющими.

Работа Ньютона показала, что, если бы наша Вселенная была конечной, силы притяжения всех объектов в космосе должны были бы привести к тому, что все разрушится само по себе. Поскольку этого не произошло, логически это означало, что Вселенная должна быть бесконечной.

Но из-за чего-то, известного как парадокс Олберса, ученые знали, что это не может быть целой историей. Наиболее парадоксально сформулированный Вильгельмом Олберсом в начале 19-го века, этот парадокс утверждает, что темнота, обнаруженная в ночном небе, противоречит заключению, что космос бесконечен.

Диаграмма Вселенной Лямбда-CBR (от Большого Взрыва к нашей эре).

Диаграмма Вселенной Лямбда-CBR (от Большого Взрыва к нашей эре).

Мы знаем, что видимый размер звезды уменьшается с увеличением расстояния до нее. Но даже если далекие звезды меньше и тусклее, мы бы увидели их больше - в безвременном небе без ограничений мы все равно не должны видеть ничего, кроме звездного света.

Поскольку на ночном небе есть темные пятна, Вселенная не может быть бесконечной.

Таким образом, идеи Ньютона и Ольберса не могли быть согласованы. Но в 1913 году американский астроном Весто Слайфер проанализировал спектральные линии далеких галактик и обнаружил, что излучаемый ими свет сместился к красному концу светового спектра - и все стало меняться.

Слайфер воспринял это красное смещение как свидетельство того, что галактики удаляются от нас, так как свет простирается к красному концу спектра, когда объекты отступают.

Опираясь на работу Слайфера, Эдвин Хаббл измерил красные смещения галактик, а затем сравнил их с их относительным расстоянием, и он сделал монументальное открытие: Вселенная расширяется.

Зная это, вы можете сделать вывод, что Вселенная должна была быть меньше в прошлом, и впоследствии, если вы зайдете достаточно далеко назад во времени, вся Вселенная была бы объединена в одну точку. Эта точка, которую мы теперь называем Большим взрывом, стала началом Вселенной.

Скорость и расстояние (из бумаг Хаббла 1929 года).

Скорость и расстояние (из бумаг Хаббла 1929 года).

Используя различные модели и оценки скорости расширения, такие как постоянная Хаббла, ученые оценили возраст Вселенной. Сегодня эта цифра составляет 13,799 миллиарда лет (дайте или возьмите 21 миллион).

Итак, спустя почти 9 000 лет после того, как начали формироваться первые цивилизации, мы наконец-то хорошо понимаем возраст Вселенной. К сожалению, это расширение означает, что мы продолжаем терять его.

Расширяющиеся горизонты

В последние десятилетия 20-го века две группы ученых начали измерять космическое замедление (насколько замедляется расширение Вселенной).

Для своей работы они искали сверхновые типа 1а, измеряли их расстояния и вычисляли скорость, с которой они удаляются от нас. Примечательно, что команды обнаружили, что, вопреки их предположениям, расширение не замедляется.

Скорее, самые отдаленные галактики, кажется, летят от нас все быстрее и быстрее, поскольку их расстояние от Земли увеличивается.

Галактики, галактики везде – насколько позволяет видеть космический телескоп Хаббл. Такой взгляд на почти 10000 галактик является максимально глубоким на сегодняшний момент. Так называемая Ультра Глубокая Область Хаббла (Hubble Ultra-Deep Field или HUDF) представляет собой глубокий центр Вселенной, который находится на расстоянии миллиарда световых лет.

Галактики, галактики везде – насколько позволяет видеть космический телескоп Хаббл. Такой взгляд на почти 10000 галактик является максимально глубоким на сегодняшний момент. Так называемая Ультра Глубокая Область Хаббла (Hubble Ultra-Deep Field или HUDF) представляет собой глубокий центр Вселенной, который находится на расстоянии миллиарда световых лет.

Это привело к одному неопровержимому выводу: расширение Вселенной ускоряется.

Примечательно, что края Вселенной не разлетаются друг от друга. Каждая часть пространства растягивается. В то время как свет и материя имеют максимальную скорость, сама ткань пространства-времени не имеет. Объемы Вселенной могут расширяться быстрее, чем сам свет; предметы, самые отдаленные от нас, удаляются от нас быстрее, поскольку между нами растягивается больше пространства.

Новые расчеты, в которых учитывается ускоренное расширение Вселенной, впоследствии позволили нам определить, что наблюдаемая Вселенная на самом деле имеет радиус не менее 46 миллиардов световых лет.

Наблюдаемая Вселенная является лишь частью всей Вселенной. И вот тут появляется ненаблюдаемая вселенная.

Темный космос

Наблюдаемая Вселенная - это сферическая область, которая охватывает все, что в настоящее время может быть обнаружено с Земли. Говорят, что все, что существует за пределами обнаружения, находится в ненаблюдаемой Вселенной - ее свет еще не прибыл на Землю благодаря огромному расстоянию, которое ему необходимо преодолеть.

Поскольку свет имеет максимальную скорость, свет от объектов, находящихся на достаточном расстоянии, теоретически все еще может быть в пути, но его еще предстоит увидеть.

На этой фотографии космоса показано Abell 2218 – богатое скопление галактик, состоящее из тысячи отдельных галактик. Оно расположено на расстояние 2,1 миллиардов световых лет от Земли (красное смещение 0,17) в северном созвездии Дракона. При использовании астрономами в качестве мощной гравитационной линзы, чтобы увеличить отдаленные галактики, скопление позволяет им заглянуть далеко во Вселенную. Тем не менее, это не только увеличивает фото скрытых галактик, но и искажает их в длинные тонкие дуги.

На этой фотографии космоса показано Abell 2218 – богатое скопление галактик, состоящее из тысячи отдельных галактик. Оно расположено на расстояние 2,1 миллиардов световых лет от Земли (красное смещение 0,17) в северном созвездии Дракона. При использовании астрономами в качестве мощной гравитационной линзы, чтобы увеличить отдаленные галактики, скопление позволяет им заглянуть далеко во Вселенную. Тем не менее, это не только увеличивает фото скрытых галактик, но и искажает их в длинные тонкие дуги.

Теперь, если бы расширение Вселенной не ускорилось, если бы у нас было достаточно времени, мы в конечном итоге смогли бы увидеть все в космосе. Но это не так.

Из-за ускоренного расширения области пространства, достаточно удаленные от Земли, удаляются от нас быстрее, чем скорость света. Это не звучит слишком тревожно, пока вы не остановитесь и не поймете, что свет из этих областей космоса никогда не сможет достичь нас.

В настоящий момент, если фотон покинет нашу планету и начнет выходить в космос, он никогда не сможет достичь какой-либо области пространства, которая находится на расстоянии более 15 миллиардов световых лет, поскольку пространство за этой точкой расширяется быстрее, чем скорость света.

В конечном итоге это означает, что даже если бы мы уехали сегодня и путешествовали со скоростью света, мы бы смогли достичь только 3 процентов от общего числа галактик в нашей наблюдаемой Вселенной. Остальные 97 процентов навсегда за пределами нашей досягаемости.

И поскольку расширение Вселенной непрерывно ускоряется, с каждым годом все больше и больше областей пространства выходят за пределы нашего космического горизонта и входят в ненаблюдаемую Вселенную.

Если этого недостаточно, это расширение имеет довольно мрачные последствия для окончательной судьбы Вселенной. Предполагая, что расширение продолжается бесконечно, горизонт видимой Вселенной будет постепенно уменьшаться.

И со временем все галактики, которые не связаны с нами гравитационно - небольшая часть из примерно 70 галактик - исчезнут в черной пропасти ненаблюдаемой Вселенной. Мы ничего не можем с этим поделать.

Понравилась статья? Расскажи друзьям!