Рубрика «Вселенная»

Если Вселенная расширяется, то во что именно? - 1


На протяжении почти 60 лет Большой взрыв остаётся самой успешной теорией, объясняющей происхождение всего на свете. Начавшись с горячего, плотного, богатого материей и излучением состояния, Вселенная с тех пор расширялась и охлаждалась. В процессе эволюции в ней сначала образовались протоны и нейтроны, первые лёгкие элементы, стабильные атомы и, в конце концов, звезды, галактики, планеты и сложная химия, способная породить жизнь. Спустя 13,8 миллиарда лет после того, как всё началось, мы наблюдаем за всё ещё расширяющейся Вселенной и пытаемся понять, откуда всё это взялось и как стало таким, каким мы его видим сегодня.

Но если Вселенная расширяется всё это время, то во что? Или куда?

Простой ответ на этот вопрос столь же краток, сколь и неудовлетворителен: Вселенная расширяется сама в себя, а не в какую-либо «внешнюю» среду. Это ещё один пример того, как общая теория относительности противоречит нашему повседневному опыту и интуиции.
Читать полностью »

Немного обо мне и о теме

Эта статья — первая из трёх, основанных на моём курсе «Территория Большого Взрыва», который я читаю в летней школе Химера. Курс состоит из 4 — 5 лекций, каждая длительностью около часа. Лекции ориентированы на школьников старших классов и студентов младших курсов, поэтому искушённому читателю всё нижеизложенное может показаться сильно упрощённым.

При трансформации в статьи курс изрядно расширился, но, по сути, остался переосмыслением нескольких чудесных книг, среди которых я хочу упомянуть (и порекомендовать) четыре:

Правда ли, что при расширении Вселенной энергия не сохраняется? - 1


Расширение Вселенной — это увеличение со временем расстояния между гравитационно несвязанными частями наблюдаемой Вселенной (галактиками и их скоплениями). Сложно представить, но Вселенная не расширяется «во что-либо», и «вокруг неё» не обязательно должно существовать какое-то «дополнительное» пространство – вся Вселенная просто становится больше.

Любому наблюдателю из любой части Вселенной покажется, что все галактики, кроме ближайших друг к другу (связанных гравитацией), удаляются со скоростями, в среднем пропорциональными их расстоянию от наблюдателя. Хотя объекты не могут двигаться быстрее света, это ограничение действует только для локальных систем отсчёта и не ограничивает скорости рецессии космологически удалённых объектов – в данном случае между ними появляется дополнительное пространство.

Космическое расширение является ключевой характеристикой космологии Большого взрыва. Математически оно может быть смоделировано с помощью метрики Фридмана-Леметра-Робертсона-Уокера, где оно соответствует увеличению масштаба пространственной части метрики пространства-времени Вселенной (которая определяет размер и геометрию пространства-времени). В этих рамках стационарные объекты со временем разбегаются друг от друга, поскольку пространство расширяется. Это представить ещё сложнее, но в рамках этой метрики можно принять эквивалентное расширению Вселенной описание, при котором пространство не расширяется, а объекты просто раздвигаются друг от друга.
Читать полностью »

Почему E=mc² — это лишь половина описания происходящего - 1

Одним из наиболее глубоких открытий в физике стало самое известное уравнение Эйнштейна: E = mc². Проще говоря, оно гласит, что энергия равна массе объекта, умноженной на квадрат скорости света. Это простое на первый взгляд математическое соотношение таит в себе огромное количество физических смыслов, в том числе:

Космос лучше представлять себе как живой организм, а не как машину.

Почему законы физики никогда полностью не объяснят Вселенную - 1

Автор оригинала - профессор Эндрю Понтцен, автор книги "Вселенная в коробке: Новая космическая история" [The Universe in a Box: A New Cosmic History]

Читать полностью »

Вселенной на самом деле может быть не 13,8, а 26,7 миллиарда лет - 1

По крайней мере, благодаря телескопу Джеймса Уэбба, у нас есть этому определенные доказательства. Мы начали видеть галактики, которым гораздо больше лет, чем может быть объяснено стандартной космологической моделью. Они выглядят чересчур «современными». Но у некоторых ученых есть объяснение: мы неверно понимаем текущий возраст Вселенной. На самом деле она гораздо старше, чем мы думали раньше.Читать полностью »

image


Запущенный в космос телескоп «Джеймс Уэбб» оправдал все надежды астрономов и любителей космоса, и даже более. В частности, он позволил обнаружить множество кандидатов на самые удалённые галактики – а значит, и самые ранние галактики во Вселенной. Эти галактики интересны как для понимания эволюции этих космических структур, так и тем, что в них телескоп теоретически может разглядеть самые первые звёзды.Читать полностью »

Как выглядит край Вселенной? - 1


Несмотря на всё, что мы узнали о нашей Вселенной, многие экзистенциальные вопросы до сих пор остаются без ответа. Мы не знаем, конечна или бесконечна наша Вселенная; мы знаем только, что её физический размер должен быть больше той части, которую мы можем наблюдать. Мы не знаем, охватывает ли наша Вселенная всё существующее, или это лишь одна из многих Вселенных, составляющих мультивселенную. И мы остаёмся в неведении относительно того, что произошло на самых ранних стадиях всего: в первую крошечную долю секунды горячего Большого взрыва, поскольку у нас нет доказательств, необходимых для надёжных и подтверждённых выводов.

Но в одном мы уверены точно: у Вселенной есть край. Только не в пространстве, а во времени. Поскольку горячий Большой взрыв произошёл в известное, конечное время в прошлом — 13,8 миллиарда лет назад, с неопределённостью менее 1% — существует «край» того, как далеко мы можем видеть. Даже при скорости света, предельной космической скорости, существует фундаментальный предел того, как далеко назад мы можем заглянуть. Чем дальше мы смотрим, тем дальше назад во времени мы заглядываем. И вот что мы видим, приближаясь к краю Вселенной.
Читать полностью »

Матрица (1999)

Матрица (1999)

Я объясняю экспериментальные результаты проверки теоремы Белла супердетерминизмом. Далее я показываю, как такая Вселенная может возникнуть и быть совместимой с субъективным опытом свободы воли.

Предисловие

Как устроен этот мир, и в чем смысл жизни? Предопределена ли судьба, или мы имеем полный контроль над каждым поступком? Есть ли Бог? Эти вопросы будоражат философов испокон веков. Сравнительно недавно появилась красивая научная теория, способная все объяснить.

Читать полностью »

Действительно ли Вселенная фундаментально нестабильна? - 1


Существуют определённые свойства Вселенной, которые мы считаем самими собой разумеющимися, нравятся они нам или нет. Мы полагаем, что законы физики во всех точках пространства и во все моменты времени остаются такими же, какие они здесь и сейчас. Предполагается, что фундаментальные константы, описывающие различные физические свойства нашей Вселенной, действительно сохраняют одинаковое, постоянное значение в любое время и в любом месте. Тот факт, что Вселенная работает в согласии с этими предположениями — по крайней мере, в пределах наших наблюдений — вроде бы поддерживает эту точку зрения, накладывая сильные ограничения на возможности изменения этих аспектов реальности.

Везде и всегда там, где мы можем измерить фундаментальные физические свойства Вселенной, или сделать выводы о них, оказывается, что они не меняются во времени или пространстве: они одинаковы для всех. Но раньше во Вселенной происходили изменения: переходы от более высокоэнергетических состояний к более низкоэнергетическим. Некоторые состояния, спонтанно возникшие в высокоэнергетических условиях, уже не могли сохраняться при более низких энергиях, что делало их нестабильными. У нестабильных состояний есть одна общая черта: они распадаются. И в одном из самых неприятных озарений для нас оказалось, что ткань нашей Вселенной сама по себе может быть одной из таких нестабильных вещей. Вот что мы знаем сегодня о том, насколько опасно наше дальнейшее существование. Читать полностью »


https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js