Každý ví, že vesmír se rozšiřuje. Ale kde? Co je to rozšíření? Sledováním růstu jaderné houby můžeme určitě omezit prostor, ve kterém roste. Otázka může být na jedné straně velmi hloupá, na druhé straně velmi zajímavá.
Vesmír se tedy od Velkého třesku rozšiřuje nebo stahuje (respektive vykazuje červené směny a směny). Ale kde skončí její expanze? Nakonec to nemůže být v nekonečnu. Proč bychom měli říci, že vesmír se rozšiřuje, jako by to byla nejběžnější a nejpřirozenější věc na světě?
Nejprve pár jednoduchých pravd
1. Nyní se nerozšiřujete
Země také není. Ani sluneční soustava, ani Mléčná dráha. Expanze vesmíru závisí na gravitaci, což znamená, že v oblastech s vysokou hustotou jsou pozorovány efekty dominance lokální gravitace. Ukazuje se, že ne všechny galaxie se pohybují od Mléčné dráhy. Náš nejbližší soused, galaxie Andromeda, k nám spěchá rychlostí 80 km / sa srazí s námi během několika miliard let.
Propagační video:
2. Nevěřte metaforám
Může se vám zdát, že vesmír se rozšiřuje jako balón čerpaný vzduchem. "Podívej, přesně jako vesmír!" Říká vám módní britský vědec. Ale vy, když jste chytří, si všimnete, že je mimo kouli prostor a že dvourozměrný povrch koule se rozšiřuje do trojrozměrného prostoru. Náš vesmír má však tři dimenze.
3. Vesmír nemá konec ani konec
Nejsme si opravdu jisti, zda je vesmír nekonečně velký nebo jen velmi velký, ale i když je, bude cesta jedním směrem dostatečně dlouhá, a přesto vás dostane zpět na druhou. Myslete na Pacmana, ale bez ovoce a duchů. Co se týče středu vesmíru, tady nám pomáhá analogie míče. Zdá se nám, že se od nás všechny galaxie vzdálily, ale z jejich pohledu budou také středem vesmíru. To je jen iluze.
Takže kde se vesmír skutečně rozšiřuje? Ano nikam. Neexistuje žádný vesmírný šatník plný věcí. Abychom tomu porozuměli, uvidíme, co má obecná relativita říci o časoprostoru.
Obecně relativita (jak říkají odborníci) je nejdůležitější vlastností prostoru (a času) vzdálenost (a časový interval) mezi dvěma body. Ve skutečnosti vzdálenost zcela definuje prostor. Vývoj stupnice vzdálenosti je určován množstvím hmoty a energie v prostoru a jak čas běží, měřítko se zvětšuje, stejně tak se zvyšuje vzdálenost mezi galaxiemi. Nicméně - a to je zvláštnost - se to děje bez skutečného pohybu galaxií.
Možná v tomto okamžiku vaše intuice oslabila. Ale to nás nezastaví v tom, abychom vyřešili zvláštnosti.
Už jsme řekli, že galaxie se od nás vzdálí. Spíš ne. Je to jen proto, že je pro vědce snazší vysvětlit, co se skutečně děje. Klamou vás.
"Ale počkejte!" - "Měříme Dopplerův posun vzdálených galaxií." Tento tzv. „Redshift“, o kterém víte, je připevněn na Zemi a podobně jako siréna projíždějící sanitky nám dává vědět, že existuje pohyb. Ale to není něco, co se děje v kosmologickém měřítku. Je to jen proto, že od vzdálených galaxií vyzařovalo světlo a to nás dosáhlo, měřítko prostoru se vážně změnilo, zvětšilo. Jak se prostor rozšiřoval, zvětšovala se vlnová délka fotonů, takže světlo vydává červené.
Z tohoto přístupu vyplývá další otázka: „Roste vesmír skutečně rychleji než rychlost světla?“Je absolutně pravda, že nejvzdálenější galaxie zvyšují svou vzdálenost vůči nám rychleji než rychlost světla, tak co? Nepohybují se rychleji než světlo (obvykle stojí v klidu). Kromě toho vědět, že vám to nijak nepomůže: informace nejsou přenášeny. Pokud posíláte balíček potravy do jiné galaxie, rychlejší než rychlost světla, nemůžete to udělat (a dokonce tady v zásadě musíte zkusit). Rychlost světla zůstává univerzálním omezovačem rychlosti.
Dali jsme nejrozšířenější (dobře nebo v oblasti relativistů akceptovaný) názor na kosmologickou expanzi, ale bylo by logické skončit tím, čemu vůbec nerozumíme. Všechny výše uvedené práce skvěle fungují, pokud máte prostor pro krok vpřed a protažení. Ale co se stalo na samém začátku, díky kterému byl prostor doslova z ničeho? Fyzika na tuto otázku neodpovídá. A musíte počkat, dokud se neobjeví teorie kvantové gravitace a vrhne světlo na tuto otázku.
Ilya Khel