Просто о сложном: наблюдаемая Вселенная

Когда мы смотрим на ночное небо, усыпанное мириадами звезд, галактик и туманностей, кажется, будто перед нами вся Вселенная. Однако то, что доступно нашему взору, — лишь малая часть космического пространства, называемая наблюдаемой Вселенной. Что же это такое и откуда мы знаем, что за пределами наблюдаемой Вселенной существует нечто большее?

Просто о сложном: наблюдаемая Вселенная 1
© pinterest.com

Наблюдаемая Вселенная — это область космоса, которую мы можем увидеть с помощью современных наземных и космических телескопов. Ее размеры впечатляют: около 93 миллиардов световых лет в диаметре (если представить, что Земля находится в центре Вселенной). Однако эта величина не является фиксированной, и диаметр наблюдаемой Вселенной непрерывно увеличивается, поскольку свет от наиболее удаленных объектов продолжает достигать Земли.

Возраст Вселенной и ее размер

Границы наблюдаемой Вселенной определяются скоростью света и временем существования самой Вселенной. Поскольку возраст нашего космического дома составляет примерно 13,8 миллиарда лет, можно предположить, что мы способны видеть объекты, удаленные от нас не более чем на это расстояние. Однако это не соответствует действительности, и диаметр наблюдаемой Вселенной, как было сказано выше, оценивается примерно в 93 миллиарда световых лет. Это интересный парадокс, связанный с ускоренным расширением Вселенной.

Объяснение кроется в свойствах пространства-времени и в особенностях расширения Вселенной на ранних этапах после Большого взрыва:

  • В первые мгновения после Большого взрыва Вселенная прошла через экспоненциальную стадию инфляционного расширения, когда размеры пространства увеличивались быстрее скорости света.
  • Инфляционная модель Вселенной не нарушает принцип, согласно которому, ничто не может двигаться быстрее скорости света. Сама ткань пространства-времени расширялась вместе со Вселенной.
  • Расстояния между удаленными объектами увеличиваются не потому, что объекты движутся через пространство, а потому что само пространство расширяется между ними.
  • После инфляционного периода расширение замедлилось, но не остановилось из-за гравитационного взаимодействия материи. Около семи миллиардов лет назад темная энергия стала доминировать, вызвав ускоренное расширение пространства (Вселенная расширяется с нарастающей скоростью).
Просто о сложном: наблюдаемая Вселенная 2
© firstlightmachine.com

Таким образом, нынешний наблюдаемый размер Вселенной больше ее возраста из-за колоссального расширения пространства на ранних стадиях после Большого взрыва и последующего ускоренного расширения, вызванного темной энергией. Это не нарушает ограничений специальной теории относительности Эйнштейна, поскольку речь идет о расширении самого пространства, а не о движении через него.

Но что же находится за пределами наблюдаемой Вселенной?

Ученые предполагают, что за границами наблюдаемой Вселенной находится бесчисленное множество галактик, звезд и планет. Одним из доказательств этой гипотезы является реликтовое излучение — своеобразное «эхо» Большого взрыва, равномерно заполняющее все пространство.

Анализируя флуктуации реликтового излучения, космологи пришли к выводу, что Вселенная является плоской, а значит — бесконечной. Если бы она была замкнутой, как поверхность сферы, мы бы наблюдали искажения в распределении этого древнего света. Однако данные говорят об обратном: Вселенная не имеет границ и кривизны.

Просто о сложном: наблюдаемая Вселенная 3
Hubble Ultra-Deep Field (HUDF) — изображение небольшого региона космоса, составленное из данных, полученных космическим телескопом NASA/ESA «Хаббл» в период с 24 сентября 2003 года по 16 января 2004 года / © NASA/ESA

Кроме того, инфляционная модель Вселенной также указывает на существование регионов за пределами нашей наблюдаемой Вселенной. Согласно этой теории, в ходе инфляции пространство увеличилось настолько быстро, что некоторые его части оказались навсегда недоступны для наблюдения.

Читайте также: 94% галактик Вселенной постоянно находятся за пределами нашей досягаемости.

Возможно, в будущем, с развитием технологий и появлением новых научных теорий, мы сможем приоткрыть завесу тайны и узнать больше о том, что скрывается за горизонтом наблюдаемой Вселенной. А пока нам остается лишь строить гипотезы и восхищаться грандиозностью и красотой того космического мира, который доступен нашему взору.

Просто о сложном: наблюдаемая Вселенная 4

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *