Один из самых удивительных фактов нашего существования был впервые постулирован более 2000 лет назад: на каком-то уровне каждая часть нашей материальной реальности может быть сведена к ряду крошечных компонентов, сохраняющих свои важные индивидуальные характеристики, которые позволяют им собираться воедино и создавать все, что мы видим, знаем, встречаем и переживаем. Эта простая мысль, приписываемая Демокриту Абдерскому, со временем переросла в атомистическое представление о Вселенной.
Хотя буквальное греческое слово "ἄτομος", означающее "неразрезаемый", не совсем применимо к атомам, поскольку они состоят из протонов, нейтронов и электронов, любая попытка «разделить» атом дальше приводит к потере его сущности: того факта, что он является определённым, конкретным элементом таблицы Менделеева. Именно это свойство позволяет ему создавать все те сложные структуры, которые существуют в нашей наблюдаемой реальности: количество протонов, содержащихся в атомном ядре.
Речь пойдёт о теории Большого взрыва (нет, не о сериале). Наверняка, почти каждый слышал про эту теорию, однако мало кто вдавался в детали. В этом посте я постараюсь осветить важные моменты этой теории, а также указать на её слабые места.
Теория Большого взрыва уходит корнями в глубокое прошлое. Среди философов и позднее – религиозных деятелей шёл спор, была ли Вселенная всегда (как утверждал Аристотель) или у неё было начало (что больше устраивало ранних иудеев). В 1225 году в своём трактате «О свете и о начале форм», английский теолог Роберт Гроссетест описывал рождение Вселенной во взрыве с последующей кристаллизацией материи, из которой образовались звёзды и планеты, заняв своё место на небесных сферах вокруг Земли. В 18 веке Эразм Дарвин (дед более известного Чарльза Дарвина) описывал циклически расширяющуюся, а затем – сжимающуюся вселенную. Эдгар По в своей «Эврика. Поэма в прозе», описал начало Вселенной из «первозданной частицы… по божьей воле». Согласно По, «божья воля» проявилась в расталкивающей силе, разделившей первозданную частицу на атомы. Атомы распределились в пространстве, после чего расталкивание прекратилось, и началось притяжение, в результате которого материя начала собраться в звёзды и планеты.
Первое описание того, что мы называем Местным сверхскоплением, принадлежит Джону Гершелю. В 1864 году он опубликовал компилятивный список всех известных туманностей. General Catalogue содержал 4630 объектов, открытых отцом и сыном Гершелями, и только 450, обнаруженных другими исследователями. Концентрация туманностей в созвездии Девы сразу бросается в глаза. Треть всех туманностей, не связанных с Млечным Путем, находится всего в одной восьмой части неба. Д. Гершель предположил, что туманности образуют сферическую систему с центром в созвездии Девы. Наша Галактика является одним из ее периферийных членов. Распределение галактик далеко от однородного; из центрального ядра тянутся ветви или ``протуберанцы'' и Галактика лежит в одном из них. Удивительно, но это очень точное описание Местного сверхскопления.
Красной точкой обозначено расположение нашей галактики под названием "Млечный путь"
Видимая часть Вселенной называется Метагалактикой. В Метагалактике встречаются объекты, состоящие из сверхплотного вещества (белые карлики, нейтронные звезды) и очень разреженного газа, темная материя и «квинтэссенция» или темная энергия. Но как именно распределяются звезды в галактиках и галактики во Вселенной? Об этом и пойдет речь.
Для тех, кто любит смотреть на видео - листайте в самый низ. Сначала текстовая версия с картинками.
В древнеегипетском пантеоне богов присутствовала богиня Нут. У древних египтян она символизировала небо. Согласно мифологии, она каждый день проглатывала звезды и рождала их снова, то есть этим объяснялась смена дня и ночи. По ее телу, то есть по небу, плыл на лодке бог солнца Ра – вот так объяснялось перемещение Солнца.
Шли времена, наука развивалась, все описывалось более точно, наблюдения позволяли проверить правильность наших представлений о мире и вот Вселенная какой мы ее знаем:
Швеция ежегодно попадает в топ-5 стран с наиболее безопасным транспортным движением, а среди «больших» государств и вовсе занимает лидирующую позицию. Но в самой Швеции считают, что нынешние показатели — не предел, и дороги можно сделать еще более безопасными. В основе борьбы скандинавской страны со смертностью на дорогах — программа Vision Zero. «Новая» разбирается, почему эта концепция оказалась эффективнее других, что нужно делать дальше, чтобы свести смертность на дорогах к нулю, и как шведский опыт перенимают в других странах.
Фото: Karol Serewis / SOPA Images / LightRocket via Getty Images
Кто виноват и что делать?
В 1960–1970 годах на волне роста автомобильного движения Швеция прошла через пик смертности на дорогах — ежегодно погибало более тысячи человек. Правительство стало предпринимать меры для того, чтобы сократить количество жертв. Сначала они были направлены в первую очередь на водителей. В 1975 году мотоциклистов обязали надевать защитные шлемы, а автомобилистов — пристегиваться ремнями безопасности на передних сидениях. Чуть позже ту же норму приняли и для пассажиров на заднем ряду. А с конца 1980-х детей стало можно перевозить только в специальных креслах.
Почему наша Вселенная именно такая? Учёные перебрали уже множество способов объяснить природу нашего мира, поэтому в процессе родилось несколько довольно безумных идей.
1. Космология бран
Мы принимаем трёхмерность Вселенной как нечто само собой разумеющееся – ведь мы можем двигаться только в одном из трёх перпендикулярных направлений. Однако некоторые теории говорят о наличии ещё одного пространственного измерения, которое мы не способны воспринимать напрямую, существующего ещё в одном перпендикулярном направлении. Это пространство высших измерений называется "балк", а наша Вселенная в таком случае – это трёхмерная мембрана, или «брана», плавающая внутри него.
Звучит сложно, однако космология бран решает сразу несколько проблем физики.
"Степени десяти" - так называется образовательный ролик об относительных размерах объектов во вселенной с переводом на русский язык. Оказывается не только в СССР тогда делали толковые и доходчивые научно-популярные фильмы. Этот ролик сняли по заказу фирмы "IBM" в 1977 году.
Все начинается с семьи, которая расположилась на пикнике озера в Чикаго. А дальше мы каждые десять секунд будем отдаляться от них на расстояние в 10 раз больше прежнего...
Есть множество параллельных миров, где живут наши двойники, и однажды люди научатся перемещаться между ними и путешествовать во времени. Звучит как фантастика? Но это вполне вероятно, считает известный физик, автор струнной теории поля Митио Каку. В интервью Софико Шеварднадзе он рассказал о недавних научных открытиях, которые расширяют представление людей о реальности, а также прокомментировал утверждение, что наша Вселенная — это голограмма.
"Сквозь звёздную пыль" - интересный научно-популярный фильм, созданный небольшим коллективом энтузиастов своего дела. В каком-то смысле фильм получился даже философским с налетом романтики. Посмотрите обязательно, лучше на большом экране.
Вторым идет очень необычный фильм "Путешествие к концу времени", который расскажет (язык английский, но есть субтитры, для этого надо их включить), как исчезнет наша вселенная через огромный отрезок времени, который невозможно даже представить. Создатели фильма интересно решили проблему, как показать течение времени: за отсчет взяли наше время, а затем каждые пять секунд удваивают течение времени, те самым с постоянным ускорением совершается путешествие к концу времени.
Окружающая нас Вселенная огромна и в ней находится очень много огромных вещей. Планеты, звезды, галактики и скопления галактик — это ряд, который можно продолжить в сторону увеличения размеров и массы, и в каждом пункте этого ряда можно найти своего рекордсмена.
Здесь вы узнаете о некоторых рекордсменах в различных космических «категориях», каждый из которых является демонстрацией способности Вселенной к производству объектов невероятных размеров и великолепия.
В этом потрясающем видеоролике вы увидите вселенную, где каждая секунда равна 22 миллиону лет. За 10 минут вы увидите всю историю с самого нуля да наших дней. От большого взрыва до появления Человека разумного.
"Я надеюсь, что увидев это видео, вы задумаетесь о скоротечности времени, краткости и хрупкости нашего существования во вселенной." - написал автор. Смотрим ниже и, если не знаем английского, включаем перевод в титрах. Там он весьма качественный.
Взгляд на чрезвычайно отдалённую часть Вселенной открывает нам галактики, движущиеся от нас с огромными скоростями. На таких расстояниях галактик видно больше, они меньше по размеру, не такие развитые и удаляются с большими красными смещениями, чем те, что расположены недалеко.
Когда вы смотрите на удалённую Вселенную, вы повсюду видите галактики – во всех направлениях, на все миллионы и миллиарды световых лет. Человечеству доступны для наблюдения примерно два триллиона галактик, а общая сумма всего, что есть во Вселенной, гораздо больше и невероятнее, чем большинство из нас может себе представить. Один из наиболее сбивающих с толку фактов состоит в том, что все видимые нами галактики в среднем подчиняются одному правилу: чем дальше они от нас, тем быстрее, по-видимому, они движутся в сторону от нас. Это открытие, сделанное Эдвином Хабблом со своими помощниками в 1920-х, привело нас к картине расширяющейся Вселенной. Но что означает, что Вселенная расширяется? Наука знает это, а теперь будете знать и вы!
Сколько существует человечество, столько и оно пытается понять устройство мироздания. Да, многие говорят, что это «бесполезная возня», ничего мы толком не знаем, да и ничего не узнаем в ближайшие поколения, а может быть и до заката человеческой цивилизации. Ну что же, может они и правы, но давайте порассуждаем …
Теория Большого взрыва стала почти такой же общепринятой космологической моделью, как и вращение Земли вокруг Солнца. Согласно теории, около 14 млрд лет назад спонтанные колебания в абсолютной пустоте привели к появлению Вселенной. Нечто, сравнимое по размеру с субатомной частицей, расширилось до невообразимых размеров за доли секунды. Но в этой теории существует много проблем, над которыми бьются физики, выдвигая всё новые и новые гипотезы.
Вселенная огромна и увлекательна. Сложно представить, насколько мала Земля по сравнению с космической бездной. Согласно самых осторожных предположений астрономов, существует 100 миллиардов галактик, а Млечный Путь — лишь одна из них. Что же касается Земли, только во Млечном пути есть 17 миллиардов подобных планет и это не считая других, которые радикально отличаются от нашей планеты. А среди галактик, которые сегодня стали известны ученым, встречаются очень необычные…
Конечно стоит с изрядной долей скептицизма относиться к подобной информации. Во-первых мы туда никогда не долетим, во-вторых к нам оттуда никто не прилетит и вообще может быть там все выглядит и происходит не совсем так, как мы тут себе напредставляли. И вообще сейчас на том месте может быть что-то иное, т.к. свет этих галактик только что до нас дошел.
Физикам-теоретикам и космологам приходится искать ответы на самые фундаментальные вопросы: «Почему мы здесь?», «Когда появилась Вселенная?» и «Как это произошло?» Однако несмотря на очевидную важность поиска ответов на эти вопросы, есть вопрос, который затмевает их всех своим интересом: «Что было до Большого взрыва?».
Скажем откровенно: мы не можем ответить на этот вопрос. Никто не может. Но ведь никто не запрещает порассуждать на эту тему и рассмотреть несколько интересных предположений? С этим согласен, например, Шон Кэрролл из Калифорнийского технологического института. В прошлом месяце Кэрролл принимал участие на проходящей два раза в год встрече Американского астрономического сообщества, где он предложил несколько «предвзрывных» сценариев, чьим «финальным аккордом» могло бы стать появление нашей Вселенной. Опять же, это всего лишь рассуждения, а не теории, поэтому просим это учитывать.
Благодаря документальному фильму вчера мы с вами узнали, как наша уютная Земля будет превращаться в непригодную для жизни планету. Сегодня идем дальше и получаем знания, как закончится весь мир, который нас окружает, включая самые дальние уголки нашей Вселенной.
Вселенная — глобальный объект, который включает в себя время, космос и всё его содержимое: галактики, звёзды, планеты, их луны, все прочие объекты, всю материю, всю энергию. Этот огромный и замечательный объект когда-то зародился. Как у всего хорошего, у Вселенной тоже есть свой конец. С прошлым и зарождением Вселенной учёные вроде как определились. А вот предсказания о конце Вселенной остаются набором теорий, которые выдают разный результат в зависимости от принимаемых значений нескольких постоянных.
Наша Вселенная по-настоящему огромная. Пульсары, планеты, звезды, черные дыры и сотни других объектов непостижимых размеров, которые находятся в Вселенной.
И сегодня мы бы хотели рассказать о 10 крупнейших вещей. В этом списке мы собрали коллекцию некоторых из самых крупных объектов в космосе, включая туманности, пульсары, галактики, планеты, звезды и многое другое.
Без дальнейшего промедления, вот список из десяти самых больших вещей во Вселенной...
Интересный факт, который подчеркивает не только уникальность жизни на нашей отдельно взятой планете, но и существование всей Солнечной системы вообще: за последние четыре года благодаря космическому телескопу «Кеплер» мы узнали, что в нашей галактике очень много планет. Но самый интересный факт, который добыл для нас «Кеплер» — это то, что среди всех этих планет нет ничего подобного нашей Солнечной системе.
Этот факт прекрасно виден на примере анимации «Планетарий Кеплера IV», созданной аспирантом кафедры астрономии из университета Вашингтона Итаном Крузе. В ней Крузе сравнивает орбиты сотен экзопланет из базы данных Кеплера с нашей собственном Солнечной системой, которая на анимации представлена справа, и сразу бросается в глаза. Анимация показывает относительный размер кеплеровских планет (хотя, разумеется, не в масштабе сопоставимом с их звездами), а также температуру поверхности.
Благодаря быстрому развитию технологий, астрономы совершают все более интересные и невероятные открытия во Вселенной. Например, звание «самого большого объекта во Вселенной» переходит от одних находок к другим практически ежегодно. Некоторые открытые объекты настолько огромны, что ставят в тупик своим фактом существования даже лучших ученых нашей планеты.
Человеку Вселенная может показаться очень неприветливым местом. В вакууме космоса вы быстро задохнетесь, а на поверхности звезды вас изжарит дотла. Насколько мы знаем, вся жизнь прикована к узкой полоске атмосферы, окружающей скалистую планету, которую мы населяем. И пока происхождение жизни на Земле остается загадкой, вместе с ними есть и другие серьезные вопросы без ответов. А именно: почему законы физики позволяют существовать жизни вообще? Неужели они универсальны и жизнь просто обязана существовать в таких условиях?
Но Вселенная состоит из фундаментальных кирпичиков, частиц и сил, строительных блоков для всего, что мы видим вокруг. И мы просто не знаем, почему эти кусочки должны обладать такими свойствами, какими обладают.
У нас есть много наблюдаемых фактов о нашей Вселенной, вроде того, что электроны почти ничего не весят, а некоторые кварки в тысячи раз тяжелее. И гравитация намного слабее других сил, которые удерживают атомные ядра вместе.
Почему наша Вселенная устроена таким образом? Мы просто не знаем. Но что, если…
Мы имеем полное право задавать вопрос «что, если…». Что, если бы электрон был массивнее, а кварки легче? Что, если бы электромагнетизм был сильнее сильного ядерного взаимодействия? Какой бы тогда была Вселенная?
Как думаете, если наше солнце уменьшить до песчинки, то на каком расстоянии будет от нас самая ближайшая звезда? Ответ - более 6 километров! А сколько таких звезд-песчинок только в нашей галактике? Ответ - большой ящик, наполненный песком.
Этот научно-популярный фильм довольно доходчиво дает понять, насколько велико пространство в космосе и сами космические объекты, которые находятся во вселенной. А еще мы с вами узнаем, почему найденная NASA экзопланета не такое хорошее событие.
Сколько существует человечество, столько и оно пытается понять устройство мироздания. Да, многие говорят, что это «бесполезная возня», ничего мы толком не знаем, да и ничего не узнаем в ближайшие поколения, а может быть и до заката человеческой цивилизации. Ну что же, может они и правы, но давайте порассуждаем…
Теория Большого взрыва стала почти такой же общепринятой космологической моделью, как и вращение Земли вокруг Солнца. Согласно теории, около 14 млрд лет назад спонтанные колебания в абсолютной пустоте привели к появлению Вселенной. Нечто, сравнимое по размеру с субатомной частицей, расширилось до невообразимых размеров за доли секунды. Но в этой теории существует много проблем, над которыми бьются физики, выдвигая всё новые и новые гипотезы.
Мы всё ещё продолжаем искать любые сигналы внеземных цивилизаций. Это напряжённое и тревожное прислушивание к эфиру уже породило множество спекуляций. Естественно, наиболее очевидное объяснение Великого Безмолвия заключается в том, что кроме нас просто некому «выходить на связь». Очень неприятно это допускать, но всё же для такого заключения есть достаточно оснований.
Ещё задолго до того времени, как великий физик Энрико Ферми поднял вопрос «Где все?», люди удивлялись, почему нет никаких сигналов от внеземных цивилизаций. Как верно подметил Ферми, математика это объяснить не может. Нашей галактике около 13 млрд лет, и этого более чем достаточно для того, чтобы гипотетические иные цивилизации успели успели её исследовать и колонизировать. Согласно одной из работ, этот процесс может занять от десятков миллионов до одного миллиарда лет. Иными словами, по идее мы уже должны были бы кого-то встретить.
Если вы думаете, что размер нашей вселенной, это самое великое и необъятное, что есть в нашем мире, посмотрите этот фильм. После просмотра вам тоже наверняка "вынесет" мозг от теорий, которые представлены в этой документалке. Фильм сложный для восприятия, но тем не менее жутко интересный.
Термин «мультивселенная» был создан в 1895 году философом и психологом Уильямом Джеймсом (William James) и популяризирован писателем-фантастом Майклом Муркоком. Часто используются также такие термины, как «альтернативные вселенные», «альтернативные реальности», «параллельные вселенные» или «параллельные миры».
Несмотря на свою фантастичность, гипотеза о "параллельных мирах" дает объяснение такой загадке, как возникновение нашей вселенной. Ведь на самом деле - если где-то возникла наша вселенная, то кто даст гарантии, что это не произошло и не происходит постоянно в другом месте. Там, куда даже сознание обычного человека не может добраться и представить.
Человеку Вселенная может показаться очень неприветливым местом. В вакууме космоса вы быстро задохнетесь, а на поверхности звезды вас изжарит дотла. Насколько мы знаем, вся жизнь прикована к узкой полоске атмосферы, окружающей скалистую планету, которую мы населяем. И пока происхождение жизни на Земле остается загадкой, вместе с ними есть и другие серьезные вопросы без ответов. А именно: почему законы физики позволяют существовать жизни вообще? Неужели они универсальны и жизнь просто обязана существовать в таких условиях?
