«Если Вселенная бесконечна действительно, значит, есть куча копий нашей планеты…» – поет Noize MC в своем старом треке «Вселенная бесконечна?». Действительно ли она бесконечна? Ученые объясняют это расширением космического пространства. Разберемся подробнее.
Как наука объясняет расширение Вселенной
В 1922-24 годах Александр Фридман получил решения уравнений Эйнштейна, которые стали началом развития теории нестационарной Вселенной. Говоря простым языком, из горы формул вывел несколько новых и пришел к выводу, что у Вселенной есть начало – это Большой взрыв. Якобы взорвалось само пространство, и материя начала разлетаться. И все еще продолжает это делать. Как могло случиться, что вакуум взорвался? А никто не знает!
Артур Стэнли Эддингтон позже предположил, что происходит расширение Вселенной. Кроме того, чем дальше находится объект, тем выше относительная скорость.
Существует ли хоть один экспериментальный факт? Да, как раз один и существует – космическое красное смещение в спектре свечения галактик, которое было обнаружено Слайфером. Смещение красного спектра было объяснено эффектом Доплера, который характерен для звуковой волны.
В 1929 году Эдвин Хаббл отметил, что это смещение больше для далеких галактик, и оно может возрастать (но не всегда) пропорционально расстоянию. Так возник закон Хаббла.
Закон Хаббла
Эдвин Хаббл при помощи 254-сантиметрового телескопа установил, что Вселенная расширяется и галактики удаляются друг от друга. Причем расширение Вселенной происходит во всех направлениях одинаково.
Он сформулировал закон – скорости удаления галактик возрастают пропорционально расстоянию до них.
Математическое описание закона представлено в виде формулы: , где – коэффициент пропорциональности (постоянная Хаббла), – актуальное расстояние до галактики на текущий момент, – скорость галактики.
Стоит отметить, что постоянная Хаббла изменяется с течением времени. Она постоянная во всех точках Вселенной на данный момент времени.
В настоящее время постоянная Хаббла равна 70 км/(с*Мпк).
Благодаря этому открытию современные астрономы могут просчитывать с высокой долей вероятности месторасположение любого объекта в космическом пространстве в определенный момент времени.
Темная энергия
В конце XX века астрофизики Адам Рисс, Сол Перлмуттер и Брайан Шмидт выяснили, что Вселенная расширяется с ускорением, за что стали Лауреатами Нобелевской премии по физике за 2011 год.
Перед физиками остро встал вопрос – что же именно заставляет Вселенную расширятся с увеличивающейся скоростью? Многие ученые считают, что причиной тому является темная энергия.
Это странная субстанция, которая испытывает антигравитацию, она «разлита» во Вселенной, то есть не собирается в сгустки, и обладает отрицательным давлением, что резко отличает ее от обычных форм материи.
Природа темной энергии – главная загадка фундаментальной физики XXI века!
Важно понимать, что Вселенная – это пространство, и когда мы говорим о расширении Вселенной, мы говорим о расширении пространства, самой ткани Вселенной. Мы видим, что галактики и скопления разлетаются друг от друга.
Нет центра расширения, если мы перелетим на соседнюю Галактику, мы увидим то же самое.
Интересно, что даже если бы мы сегодня покинули Землю и отправились бы в путь со скоростью света, нам оказались бы доступными лишь 3% галактик из всей наблюдаемой Вселенной; 97% из них уже за пределами наших возможностей.
Комментарии