Кажется, что это должно противоречить законам физики, не так ли? Снова и снова (потом еще снова и снова) нам говорят о том, что ничто, абсолютно ничто не способно двигаться быстрее скорости света.
Потом появляются астрономы, мечтающие вытащить нас из зоны комфорта и говорят, что некоторые галактики отдаляются от нас быстрее скорости света.
Ткань пространства
Прежде всего стоит отметить, что мы живем в расширяющейся Вселенной. Каждый миг галактики отдаляются друг от друга и не стоит брать во внимание такой локальный (о термине локальности ближе к концу) пример, как Млечный Путь или галактику Андромеды, где сближение объясняется гравитационными силами. На больших масштабах галактики постоянно отдаляются.
Чтобы понимать процесс расширения пространства, нужно узнать насколько это происходит равномерно. Вообразите группу людей, которые встали вокруг невероятно эластичного куска ткани, схватились за него и стали тянуть на себя, делая шаг за шагом назад. Представим, что люди делают это с одинаковой силой и скоростью. Вообразили?
Теперь представьте, что вы в центре этого куска ткани и, наблюдая за людьми, отдаляющимися от вас, вы будете четко осознавать, что воображаемая «Вселенная» расширяется.
Если бы рядом с вами на ткани находились еще какие-то небольшие объекты, то они бы тоже отдалялись от вас, но существенно медленнее, чем люди, отходящие назад шаг за шагом. Несмотря на то, что сила и скорость, приложенные людьми, не будут меняться, с расстоянием вам будет казаться, что отдаление происходит все быстрее и быстрее.
Клянемся, вы можете провернуть этот эксперимент сами, собрав друзей и скинувшись на гигантский кусок эластичной ткани!
Вернемся во Вселенную
Эдвин Хаббл стал первым человеком, который смог или точнее попытался измерить скорость расширения Вселенной. Хаббл получил ошибочный результат, но его последователи смогли уточнить данный параметр, который составляет примерно 70 километров в секунду на мегапарсек. Отметим, что это не точное значение, но оно максимально точно (тавтология) определенное на сегодняшний день. В конце концов, мы всего лишь людишки, проживающие на крошечной планетке…
Понимаем, вас интересует это странное «на мегапарсек». Объясняем: 1 мегапарсек равен 1 миллиону парсек или 3,26 миллиона световых лет.
Это означает, что если бы на расстоянии 1 мегапарсека от вас была бы галактика, то она бы отдалялась от вас на 70 километров каждую секунду. Выходит, что галактика на расстоянии 2 мегапарсека будет отдаляться на 140 километров в секунду, а если 3 мегапарсека? Ну вы поняли, да? Уже 210 километров в секунду! Снова и снова, с каждым мегапарсеком скорость вырастает на 70 километров в секунду.
Нетрудно понять, что на каком-то гигантском расстоянии от наблюдателя скорость отдаления галактик будет превышать скорость света. Этот процесс отдаления, действительно, можно интерпретировать как «скорость»: в теории можно измерить расстояние до самой далекой галактики, подождать миллиарды лет, измерить снова и убедиться, что отдаление происходило быстрее скорости света.
Нарушение законов физики? Нет.
Ограничение скорости (ничто не может двигаться быстрее скорости света) вытекает из Специальной теории относительности, которая, между прочим, не может быть применена на таких масштабах. Галактики, отдаляющиеся быстрее скорости света, подконтрольны лишь Общей теории относительности.
Это чистая правда, что в Специальной теории относительности ничто не может двигаться быстрее скорости света, но эта теория является лишь чем-то вроде «локального закона физики». Другими словами, вы никогда не сможете увидеть космический корабль, который будет двигаться быстрее скорости света.
Ах, чуть не забыли. Андромеда и Млечный Путь готовятся к «свиданию» все из-за той же Специальной теории относительности. Локальный масштаб.
Общая теория относительности не ставит ограничений на скорость и галактики, находящиеся где-то на условной окраине Вселенной, могут отдаляться с любой скоростью. Стоит признать, что такое понятие, как «скорость», в целом стоит применять только на локальных областях пространства. Мы можем измерить скорость чего-либо только в том случае, если этот объект находится в рамках Специальной теории относительности. Объекты, находящиеся запредельно далеко, «не считаются со скоростью».
Специальная теория относительности не парится по поводу безлимитной скорости самых далеких галактик, а значит и нам этого делать не нужно. Просто принять данный факт и жить дальше.
