Pokud se vesmír rozšíří, pak kde?

Každý ví, že vesmír se rozšiřuje. Ale kde? Co je to za rozšíření? Pozorování, jak rostou houby, můžeme určitě omezit prostor, ve kterém roste. Otázka může být na jedné straně velmi hloupá, ale na druhou stranu - velmi zajímavá..

Vesmír se tak rozšiřuje nebo uzavírá (ukazuje červený a modrý výtlak) od okamžiku Velkého třesku. Ale kde je konec jeho expanze? Koneckonců to nemůže být v nekonečnu. Proč bychom měli říci, že vesmír se rozšiřuje, jako by to byla nejběžnější a nejpřirozenější věc na světě?

Nejprve několik jednoduchých pravd.

1. Nyní se nerozšiřujete. Země. Ani Sluneční soustava, ani Mléčná dráha. Expanze vesmíru závisí na gravitaci, což znamená pouze to, že v regionech s vysokou hustotou jsou pozorovány místní vlivy gravitační dominance. Ukazuje se, že ne všechny galaxie se vzdalují od Mléčné dráhy. Náš nejbližší soused, galaxie Andromeda, spěchá k nám rychlostí 80 km / s a ​​bude s námi kolidovat několik miliard let..

2. Nevěřte metaforám. Můžete si myslet, že vesmír se rozšiřuje jako balón, který je čerpán vzduchem. „Podívej, stejně jako vesmír!“, Řekne vám módní britský vědec. Ale když jste chytrý, všimnete si, že je prostor mimo míč a že 2-rozměrný povrch koule se rozpíná v trojrozměrném prostoru. Náš vesmír však má tři dimenze..

3. Vesmír nemá žádný konec ani hranu. Nejsme si opravdu jisti, zda je vesmír nekonečně velký nebo jen velmi velký, ale i když je to tak, že budete cestovat v jednom směru dostatečně dlouho, budete stále zpátky na náměstí. Pamatujte si "pakmana", ale bez ovoce a duchů. Co se týče středu vesmíru, tak nám pomůže analogie koule. Zdá se nám, že všechny galaxie se od nás vzdalují, ale z jejich pohledu budou také středem vesmíru. To je jen iluze..

Kde tedy vesmír skutečně expanduje? Ano, nikde. Neexistuje žádný šatník plný věcí. Abychom to pochopili, podívejme se, co říká obecná teorie relativity o spacetime.

V obecné relativitě (jak říkají odborníci) je nejdůležitější vlastností prostoru (a času) vzdálenost (a časový interval) mezi dvěma body. Ve skutečnosti vzdálenost přesně určuje prostor. Vývoj distančního měřítka je dán množstvím hmoty a energie ve vesmíru, a jak čas plyne, měřítko se zvětší a vzdálenost mezi galaxiemi také. Nicméně - a to je zvláštní - to se děje bez skutečného pohybu galaxií..

Snad v tomto okamžiku vaše intuice selhala. To nám však nebrání pochopit zvláštnosti..

Už jsme říkali, že galaxie se od nás vzdalují. Ne tak docela. Pro vědce je prostě snazší vysvětlit, co se děje ve skutečnosti. Podvádí vás.

"Ale počkejte!", Řekne vám nejvíc vědecky důvtipný. - "Měříme Dopplerův posun vzdálených galaxií." Tento takzvaný „redshift“, o kterém víte, je na Zemi fixován, a jako siréna chodící ambulance nám umožňuje vědět, že existuje pohyb. Ale to není to, co se děje v kosmologickém měřítku. Od chvíle, kdy vzdálené galaxie vyzařovaly světlo a on se k nám dostal, se měřítko prostoru vážně změnilo, rostlo. Jak prostor expandoval, fotonová vlnová délka také se zvětšila, tak světlo vydává červenou.

Z tohoto přístupu vyvstává další otázka: "Je vesmír rychlejší než rychlost světla?" Je naprosto pravda, že většina vzdálených galaxií zvětšuje svou vzdálenost k nám rychleji než rychlost světla, takže co? Nepohybují se rychleji než světlo (obvykle stojí). Kromě toho, znalosti o tom vám nepomůže: informace nejsou předávány. Pokud posíláte balíček s jídlem do jiné galaxie, rychleji než rychlostí světla, neudělejte to (a tady, v zásadě, musí zkusit). Rychlost světla zůstává univerzálním omezovačem rychlosti..

Citovali jsme nejběžnější (nebo dobře zavedené) stanovisko o kosmologickém rozšíření, ale bylo by logické dospět k závěru, že vůbec nerozumíme. Vše, co bylo popsáno výše, funguje skvěle, pokud máte místo, kde se můžete pohnout kupředu a protáhnout. Ale co se stalo na samém počátku, proč se vesmír doslova utvořil z ničeho? Fyzika na tuto otázku neodpovídá. A budeme muset počkat, až se objeví teorie kvantové gravitace a vrhne světlo na tuto otázku..