Որքան անսահման է տիեզերքը: Կարո՞ղ է Տիեզերքը լինել անսահման: Շատ Ծիր Կաթիներ

Մենք անընդհատ տեսնում ենք աստղային երկինքը: Տիեզերքը թվում է խորհրդավոր և հսկայական, և մենք այս հսկայական աշխարհի մի փոքր մասն ենք՝ խորհրդավոր և լուռ:

Մեր ողջ կյանքի ընթացքում մարդկությունը տարբեր հարցեր է տալիս։ Ի՞նչ կա մեր գալակտիկայից այն կողմ: Կա՞ ինչ-որ բան տիեզերքի սահմաններից դուրս: Իսկ տարածքի սահմանափակում կա՞: Նույնիսկ գիտնականներն են երկար ժամանակ մտածում այս հարցերի շուրջ։ Արդյո՞ք տարածությունն անսահման է: Այս հոդվածը տրամադրում է տեղեկություններ, որոնք ներկայումս ունեն գիտնականները:

Անսահմանի սահմանները

Ենթադրվում է, որ մեր արեգակնային համակարգը ձևավորվել է Մեծ պայթյունի արդյունքում: Այն առաջացել է նյութի ուժեղ սեղմման պատճառով և պոկել այն՝ գազերը ցրելով տարբեր ուղղություններով։ Այս պայթյունը կյանք տվեց գալակտիկաներին և արեգակնային համակարգերին։ Նախկինում ենթադրվում էր, որ Ծիր Կաթինը 4,5 միլիարդ տարեկան է: Այնուամենայնիվ, 2013 թվականին Պլանկի աստղադիտակը գիտնականներին թույլ տվեց վերահաշվարկել Արեգակնային համակարգի տարիքը: Այժմ այն ​​գնահատվում է 13,82 միլիարդ տարեկան:

Ամենաժամանակակից տեխնոլոգիան չի կարող ծածկել ամբողջ տարածքը։ Թեև նորագույն սարքերը կարող են որսալ աստղերի լույսը, որոնք գտնվում են մեր մոլորակից 15 միլիարդ լուսային տարի հեռավորության վրա: Սրանք կարող են նույնիսկ աստղեր լինել, որոնք արդեն մահացել են, բայց նրանց լույսը դեռ տարածվում է տիեզերքով:

Մեր արևային համակարգը հսկայական գալակտիկայի մի փոքր մասն է, որը կոչվում է Ծիր Կաթին: Տիեզերքն ինքնին պարունակում է հազարավոր նմանատիպ գալակտիկաներ: Իսկ թե արդյոք տարածությունն անսահման է, անհայտ է...

Այն, որ Տիեզերքն անընդհատ ընդարձակվում է, ավելի ու ավելի շատ տիեզերական մարմիններ է կազմում, գիտական ​​փաստ է։ Նրա տեսքը, հավանաբար, անընդհատ փոխվում է, ինչի պատճառով միլիոնավոր տարիներ առաջ, որոշ գիտնականներ վստահ են, որ այն բոլորովին այլ տեսք ուներ, քան այսօր: Իսկ եթե Տիեզերքն աճում է, ուրեմն հաստատ սահմաններ ունի՞։ Քանի՞ Տիեզերք կա դրա հետևում: Ավաղ, սա ոչ ոք չգիտի։

Տարածքի ընդլայնում

Այսօր գիտնականները պնդում են, որ տիեզերքը շատ արագ է ընդլայնվում։ Ավելի արագ, քան նրանք նախկինում կարծում էին: Տիեզերքի ընդարձակման պատճառով էկզոմոլորակները և գալակտիկաները տարբեր արագությամբ հեռանում են մեզանից։ Բայց դրա հետ մեկտեղ նրա աճի տեմպերը նույնն են ու միատեսակ։ Պարզապես այս մարմինները գտնվում են մեզանից տարբեր հեռավորությունների վրա: Այսպիսով, Արեգակին ամենամոտ աստղը «փախչում» է մեր Երկրից 9 սմ/վ արագությամբ։

Այժմ գիտնականները մեկ այլ հարցի պատասխան են փնտրում. Ի՞նչն է առաջացնում Տիեզերքի ընդլայնման պատճառը:

Մութ նյութ և մութ էներգիա

Մութ նյութը հիպոթետիկ նյութ է։ Այն չի արտադրում էներգիա կամ լույս, այլ զբաղեցնում է տարածության 80%-ը։ Գիտնականները տիեզերքում այս խուսափողական նյութի առկայության մասին կասկածում էին դեռ անցյալ դարի 50-ականներին։ Թեեւ դրա գոյության մասին ուղղակի ապացույցներ չկային, սակայն օրեցօր ավելանում էին այս տեսության կողմնակիցները։ Միգուցե այն պարունակում է մեզ անհայտ նյութեր։

Ինչպե՞ս առաջացավ մութ նյութի տեսությունը: Փաստն այն է, որ գալակտիկաների կուտակումները վաղուց կփլուզվեին, եթե դրանց զանգվածը բաղկացած լիներ միայն մեզ համար տեսանելի նյութերից: Արդյունքում պարզվում է, որ մեր աշխարհի մեծ մասը ներկայացված է մեզ համար դեռևս անհայտ խուսափողական նյութով։

1990 թվականին հայտնաբերվեց այսպես կոչված մութ էներգիա։ Ի վերջո, ֆիզիկոսները նախկինում կարծում էին, որ ձգողության ուժն աշխատում է դանդաղեցնելու համար, և մի օր Տիեզերքի ընդլայնումը կդադարի: Բայց երկու թիմերն էլ, որոնք ձեռնամուխ եղան ուսումնասիրելու այս տեսությունը, անսպասելիորեն հայտնաբերեցին ընդլայնման արագացում: Պատկերացրեք, որ խնձոր եք նետում օդ և սպասում, որ այն ընկնի, բայց փոխարենը այն սկսում է հեռանալ ձեզանից: Սա ենթադրում է, որ ընդլայնման վրա ազդում է որոշակի ուժ, որը կոչվում է մութ էներգիա։

Այսօր գիտնականները հոգնել են վիճելուց, թե արդյոք տարածությունն անսահման է, թե ոչ: Նրանք փորձում են հասկանալ, թե ինչպիսի տեսք ուներ Տիեզերքը մինչև Մեծ պայթյունը։ Այնուամենայնիվ, այս հարցը անիմաստ է: Ի վերջո, ժամանակն ու տարածությունն իրենք նույնպես անսահման են։ Այսպիսով, եկեք նայենք տիեզերքի և դրա սահմանների մասին գիտնականների մի քանի տեսություններին:

Անսահմանությունն է...

«Անսահմանություն» հասկացությունը ամենազարմանալի և հարաբերական հասկացություններից մեկն է: Այն վաղուց է հետաքրքրում գիտնականներին։ Իրական աշխարհում, որտեղ մենք ապրում ենք, ամեն ինչ ավարտ ունի, այդ թվում՝ կյանքը։ Ուստի անսահմանությունը գրավում է իր առեղծվածով և նույնիսկ որոշակի միստիկայով։ Անսահմանությունը դժվար է պատկերացնել։ Բայց դա կա։ Չէ՞ որ հենց դրա օգնությամբ են լուծվում բազմաթիվ խնդիրներ, և ոչ միայն մաթեմատիկական։

Անսահմանություն և զրո

Շատ գիտնականներ հավատում են անսահմանության տեսությանը: Սակայն նրանց կարծիքը չի կիսում իսրայելցի մաթեմատիկոս Դորոն Սելբերգերը։ Նա պնդում է, որ ահռելի թիվ կա, և եթե դրան գումարես մեկը, ապա վերջնական արդյունքը կլինի զրո։ Այնուամենայնիվ, այս թիվն այնքան հեռու է մարդկային հասկացողությունից, որ դրա գոյությունը երբեք չի ապացուցվի: Հենց այս փաստի վրա է հիմնված «Ուլտրա-անսահմանություն» կոչվող մաթեմատիկական փիլիսոփայությունը։

Անսահման տարածություն

Հնարավորություն կա՞, որ երկու միանման թվերի գումարումը կհանգեցնի նույն թվի: Առաջին հայացքից սա բացարձակապես անհնար է թվում, բայց եթե խոսքը Տիեզերքի մասին է... Ըստ գիտնականների հաշվարկների՝ երբ անսահմանությունից հանում ես մեկը, ստանում ես անսահմանություն։ Երբ երկու անվերջություն գումարվում է, անսահմանությունը նորից դուրս է գալիս: Բայց եթե անսահմանությունը հանեք անսահմանությունից, ամենայն հավանականությամբ կստանաք մեկը:

Հին գիտնականները նույնպես հետաքրքրվում էին, թե արդյոք գոյություն ունի սահման տիեզերքի համար: Նրանց տրամաբանությունը պարզ էր ու միաժամանակ փայլուն։ Նրանց տեսությունն արտահայտված է հետևյալ կերպ. Պատկերացրեք, որ դուք հասել եք Տիեզերքի եզրին: Նրանք ձեռքը մեկնեցին նրա սահմանից այն կողմ։ Այնուամենայնիվ, աշխարհի սահմաններն ընդլայնվել են։ Եվ այսպես անվերջ։ Շատ դժվար է պատկերացնել: Բայց ավելի դժվար է պատկերացնել, թե ինչ կա նրա սահմաններից այն կողմ, եթե այն իսկապես կա։

Հազարավոր աշխարհներ

Այս տեսությունը ասում է, որ տարածությունն անսահման է։ Նրանում հավանաբար կան միլիոնավոր, միլիարդավոր այլ գալակտիկաներ, որոնք պարունակում են միլիարդավոր այլ աստղեր: Ի վերջո, եթե լայն մտածես, մեր կյանքում ամեն ինչ սկսվում է նորից ու նորից՝ ֆիլմերը հաջորդում են մեկը մյուսի հետևից, կյանքը, վերջանալով մեկ մարդու մեջ, սկսվում է մյուսի մեջ։

Համաշխարհային գիտության մեջ այսօր ընդհանուր առմամբ ընդունված է համարվում բազմաբաղադրիչ տիեզերքի գաղափարը: Բայց քանի՞ Տիեզերք կա: Մեզանից ոչ ոք դա չգիտի: Մյուս գալակտիկաները կարող են պարունակել բոլորովին այլ երկնային մարմիններ։ Այս աշխարհները ղեկավարվում են ֆիզիկայի բոլորովին այլ օրենքներով: Բայց ինչպե՞ս փորձարարական եղանակով ապացուցել նրանց ներկայությունը։

Դա կարելի է անել միայն մեր Տիեզերքի և այլոց փոխազդեցությունը բացահայտելու միջոցով: Այս փոխազդեցությունը տեղի է ունենում որոշակի որդանանցքների միջոցով: Բայց ինչպես գտնել դրանք: Գիտնականների վերջին ենթադրություններից մեկն այն է, որ նման անցք գոյություն ունի հենց մեր Արեգակնային համակարգի կենտրոնում:

Գիտնականները ենթադրում են, որ եթե տիեզերքը անսահման է, ապա ինչ-որ տեղ նրա ընդարձակության մեջ կա մեր մոլորակի երկվորյակը և, հնարավոր է, ամբողջ Արեգակնային համակարգը:

Մեկ այլ հարթություն

Մեկ այլ տեսություն ասում է, որ տարածության չափը սահմաններ ունի։ Բանն այն է, որ մենք տեսնում ենք ամենամոտը, ինչպես դա եղել է միլիոն տարի առաջ: Նույնիսկ հետագա նշանակում է նույնիսկ ավելի վաղ: Տարածությունը չէ, որ ընդլայնվում է, այլ տարածությունն է ընդլայնվում: Եթե ​​կարողանանք գերազանցել լույսի արագությունը և դուրս գալ տարածության սահմաններից, մենք կհայտնվենք Տիեզերքի անցյալ վիճակում:

Ի՞նչ կա այս տխրահռչակ սահմանից այն կողմ: Թերևս մեկ այլ հարթություն, առանց տարածության և ժամանակի, որը մեր գիտակցությունը կարող է միայն պատկերացնել:

Գիտեի՞ք, որ Տիեզերքը, որը մենք դիտում ենք, ունի բավականին հստակ սահմաններ: Մենք սովոր ենք Տիեզերքը կապել ինչ-որ անսահման և անհասկանալի բանի հետ: Սակայն ժամանակակից գիտությունը, երբ հարցնում են Տիեզերքի «անսահմանության» մասին, բոլորովին այլ պատասխան է տալիս նման «ակնհայտ» հարցին։

Ժամանակակից պատկերացումների համաձայն՝ դիտարկելի Տիեզերքի չափը մոտավորապես 45,7 միլիարդ լուսային տարի է (կամ 14,6 գիգապարսեկ): Բայց ի՞նչ են նշանակում այս թվերը:

Առաջին հարցը, որ գալիս է սովորական մարդու մտքին, այն է, թե ինչպես կարող է Տիեզերքը անսահման չլինել: Թվում է, թե անվիճելի է, որ մեր շուրջ եղած ամեն ինչի տարան սահմաններ չպետք է ունենա։ Եթե ​​այս սահմանները գոյություն ունեն, ապա կոնկրետ որո՞նք են դրանք:

Ասենք ինչ-որ տիեզերագնաց հասնում է Տիեզերքի սահմաններին: Ի՞նչ կտեսնի նա իր առջև։ Ամուր պատ? Հրդեհային պատնե՞ր: Իսկ ի՞նչ է դրա հետևում` դատարկություն: Մեկ այլ Տիեզերք? Բայց մի՞թե դատարկությունը կամ մեկ այլ Տիեզերք կարող է նշանակել, որ մենք գտնվում ենք տիեզերքի սահմանին: Ի վերջո, դա չի նշանակում, որ այնտեղ «ոչինչ» չկա։ Դատարկությունն ու մեկ այլ Տիեզերք նույնպես «ինչ-որ բան» են։ Բայց Տիեզերքը մի բան է, որը պարունակում է բացարձակապես ամեն ինչ «ինչ-որ բան»:

Մենք հասնում ենք բացարձակ հակասության. Ստացվում է, որ Տիեզերքի սահմանը մեզնից պետք է թաքցնի մի բան, որը չպետք է գոյություն ունենա։ Կամ Տիեզերքի սահմանը պետք է պարսպի «ամեն ինչ» «ինչ-որ բանից», բայց այս «ինչ-որ բանը» նույնպես պետք է լինի «ամեն ինչի» մաս: Ընդհանրապես, կատարյալ աբսուրդ. Այդ դեպքում ինչպե՞ս կարող են գիտնականները հայտարարել մեր Տիեզերքի սահմանափակ չափը, զանգվածը և նույնիսկ տարիքը: Այս արժեքները, թեև աներևակայելիորեն մեծ են, այնուամենայնիվ, վերջավոր են: Գիտությունը վիճո՞ւմ է ակնհայտի հետ: Սա հասկանալու համար նախ հետևենք, թե ինչպես են մարդիկ եկել Տիեզերքի մեր ժամանակակից ըմբռնմանը:

Ընդլայնելով սահմանները

Անհիշելի ժամանակներից մարդկանց հետաքրքրում էր, թե ինչպիսին է իրենց շրջապատող աշխարհը։ Կարիք չկա երեք սյուների օրինակներ բերելու և տիեզերքը բացատրելու նախնիների այլ փորձերի։ Որպես կանոն, վերջում ամեն ինչ հանգում էր նրան, որ ամեն ինչի հիմքը երկրի մակերեսն է։ Նույնիսկ հին ժամանակներում և միջնադարում, երբ աստղագետները լայն գիտելիքներ ունեին «ֆիքսված» երկնային ոլորտի երկայնքով մոլորակների շարժման օրենքների մասին, Երկիրը մնում էր Տիեզերքի կենտրոնը:

Բնականաբար, նույնիսկ Հին Հունաստանում կային մարդիկ, ովքեր հավատում էին, որ Երկիրը պտտվում է Արեգակի շուրջը։ Կային մարդիկ, ովքեր խոսում էին բազմաթիվ աշխարհների և Տիեզերքի անսահմանության մասին։ Բայց այս տեսությունների կառուցողական հիմնավորումները ծագեցին միայն գիտական ​​հեղափոխության վերջում:

16-րդ դարում լեհ աստղագետ Նիկոլայ Կոպեռնիկոսը կատարեց Տիեզերքի մասին գիտելիքի առաջին խոշոր բեկումը: Նա հաստատապես ապացուցեց, որ Երկիրը Արեգակի շուրջ պտտվող մոլորակներից միայն մեկն է։ Նման համակարգը մեծապես պարզեցրեց երկնային ոլորտում մոլորակների նման բարդ և խճճված շարժման բացատրությունը: Անշարժ Երկրի դեպքում աստղագետները պետք է հայտնեին բոլոր տեսակի խելացի տեսություններ՝ մոլորակների այս վարքագիծը բացատրելու համար: Մյուս կողմից, եթե Երկիրն ընդունվում է որպես շարժվող, ապա նման բարդ շարժումների բացատրությունը բնական է: Այսպիսով, աստղագիտության մեջ տարածվեց նոր պարադիգմ, որը կոչվում է «հելիոցենտրիզմ»։

Շատ Արևներ

Այնուամենայնիվ, նույնիսկ դրանից հետո աստղագետները շարունակեցին սահմանափակել Տիեզերքը «ֆիքսված աստղերի ոլորտով»։ Մինչեւ 19-րդ դարը նրանք չէին կարողանում գնահատել աստղերի հեռավորությունը։ Մի քանի դար շարունակ աստղագետները անօգուտ են փորձել հայտնաբերել աստղերի դիրքի շեղումները Երկրի ուղեծրային շարժման համեմատ (տարեկան պարալաքսներ): Այդ ժամանակների գործիքները թույլ չէին տալիս նման ճշգրիտ չափումներ կատարել։

Ի վերջո, 1837 թվականին ռուս-գերմանացի աստղագետ Վասիլի Ստրուվեն չափեց պարալաքսը։ Սա նշանավորեց նոր քայլ տիեզերքի մասշտաբը հասկանալու համար: Այժմ գիտնականները կարող են վստահորեն ասել, որ աստղերը հեռավոր նմանություններ են Արեգակի հետ: Եվ մեր լուսատուն այլևս ամեն ինչի կենտրոնը չէ, այլ անվերջ աստղային կլաստերի հավասար «բնակիչ»:

Աստղագետներն էլ ավելի են մոտեցել Տիեզերքի մասշտաբների ըմբռնմանը, քանի որ աստղերի հեռավորությունները իսկապես հրեշավոր են դարձել: Նույնիսկ մոլորակների ուղեծրերի չափերը համեմատության մեջ աննշան էին թվում: Այնուհետև անհրաժեշտ էր հասկանալ, թե ինչպես են աստղերը կենտրոնացած .

Շատ Ծիր Կաթիներ

Հայտնի փիլիսոփա Իմանուել Կանտը Տիեզերքի լայնածավալ կառուցվածքի ժամանակակից ըմբռնման հիմքերը կանխատեսել է դեռևս 1755 թ. Նա ենթադրեց, որ Ծիր Կաթինը հսկայական պտտվող աստղային կուտակում է: Իր հերթին, դիտարկված միգամածություններից շատերը նույնպես ավելի հեռավոր «կաթնային ճանապարհներ» են՝ գալակտիկաներ: Չնայած դրան, մինչև 20-րդ դարը աստղագետները կարծում էին, որ բոլոր միգամածությունները աստղերի ձևավորման աղբյուրներ են և հանդիսանում են Ծիր Կաթինի մի մասը:

Իրավիճակը փոխվեց, երբ աստղագետները սովորեցին չափել գալակտիկաների միջև հեռավորությունը՝ օգտագործելով . Այս տեսակի աստղերի բացարձակ պայծառությունը խստորեն կախված է դրանց փոփոխականության ժամանակաշրջանից։ Նրանց բացարձակ պայծառությունը տեսանելիի հետ համեմատելով՝ հնարավոր է բարձր ճշգրտությամբ որոշել դրանց հեռավորությունը։ Այս մեթոդը մշակվել է 20-րդ դարի սկզբին Էյնար Հերցշրունգի և Հարլոու Սկելպիի կողմից։ Նրա շնորհիվ խորհրդային աստղագետ Էռնստ Էպիկը 1922 թվականին որոշեց Անդրոմեդայի հեռավորությունը, որը պարզվեց, որ մեծության կարգով ավելի մեծ է, քան Ծիր Կաթինի չափը։

Էդվին Հաբլը շարունակեց Epic-ի նախաձեռնությունը։ Չափելով ցեֆեիդների պայծառությունը այլ գալակտիկաներում՝ նա չափեց նրանց հեռավորությունը և համեմատեց այն իրենց սպեկտրների կարմիր շեղման հետ։ Այսպիսով, 1929 թվականին նա մշակեց իր հայտնի օրենքը. Նրա աշխատանքը վերջնականապես հերքեց հաստատված տեսակետը, որ Ծիր Կաթինը Տիեզերքի եզրն է: Այժմ այն ​​բազմաթիվ գալակտիկաներից մեկն էր, որոնք ժամանակին համարվում էին դրա մի մասը: Կանտի վարկածը հաստատվեց դրա զարգացումից գրեթե երկու դար անց։

Հետագայում, Հաբլի կողմից հայտնաբերված կապը դիտորդից գալակտիկայի հեռավորության միջև՝ համեմատած նրանից հեռացման արագության հետ, հնարավոր դարձրեց ամբողջական պատկերացում կազմել Տիեզերքի լայնածավալ կառուցվածքի մասին: Պարզվեց, որ գալակտիկաները դրա միայն աննշան մասն էին։ Նրանք միացել են կլաստերների, կլաստերները՝ գերկլաստերների։ Իր հերթին, գերկույտերը կազմում են Տիեզերքի ամենամեծ հայտնի կառուցվածքները՝ թելերն ու պատերը։ Այս կառույցները, որոնք հարում են հսկայական գերփույթներին (), կազմում են ներկայումս հայտնի Տիեզերքի լայնածավալ կառուցվածքը:

Թվացյալ անսահմանություն

Վերոնշյալից հետևում է, որ ընդամենը մի քանի դարում գիտությունը աշխարհակենտրոնությունից աստիճանաբար անցել է Տիեզերքի ժամանակակից ըմբռնման: Այնուամենայնիվ, սա չի պատասխանում, թե ինչու ենք մենք այսօր սահմանափակում Տիեզերքը: Ի վերջո, մինչ այժմ մենք խոսում էինք միայն տարածության մասշտաբի մասին, այլ ոչ թե դրա բնույթի մասին։

Առաջինը, ով որոշեց արդարացնել Տիեզերքի անսահմանությունը, Իսահակ Նյուտոնն էր: Բացահայտելով համընդհանուր ձգողության օրենքը՝ նա կարծում էր, որ եթե տիեզերքը վերջավոր լիներ, նրա բոլոր մարմինները վաղ թե ուշ կմիավորվեին մեկ ամբողջության մեջ։ Նրանից առաջ, եթե որևէ մեկն արտահայտում էր Տիեզերքի անսահմանության գաղափարը, դա բացառապես փիլիսոփայական երակով էր: Առանց որևէ գիտական ​​հիմքի։ Դրա օրինակն է Ջորդանո Բրունոն։ Ի դեպ, նա, ինչպես Կանտը, շատ դարերով առաջ էր գիտությունից։ Նա առաջինն էր, ով հայտարարեց, որ աստղերը հեռավոր արևներ են, և մոլորակները նույնպես պտտվում են դրանց շուրջ։

Թվում է, թե անսահմանության փաստը միանգամայն արդարացված և ակնհայտ է, բայց 20-րդ դարի գիտության շրջադարձային պահերը սասանեցին այս «ճշմարտությունը»:

Ստացիոնար տիեզերք

Առաջին նշանակալից քայլը Տիեզերքի ժամանակակից մոդելի մշակման ուղղությամբ կատարեց Ալբերտ Էյնշտեյնը: Հայտնի ֆիզիկոսը անշարժ տիեզերքի իր մոդելը ներկայացրել է 1917 թվականին։ Այս մոդելը հիմնված էր հարաբերականության ընդհանուր տեսության վրա, որը նա մշակել էր մեկ տարի առաջ։ Նրա մոդելի համաձայն՝ Տիեզերքը ժամանակի մեջ անսահման է և տարածության մեջ՝ վերջ։ Բայց, ինչպես նշվեց ավելի վաղ, ըստ Նյուտոնի, վերջավոր չափով Տիեզերքը պետք է փլուզվի: Դրա համար Էյնշտեյնը ներմուծեց տիեզերական հաստատուն, որը փոխհատուցում էր հեռավոր օբյեկտների գրավիտացիոն ձգողականությունը:

Որքան էլ պարադոքսալ հնչի, Էյնշտեյնը չի սահմանափակել Տիեզերքի բուն վերջավորությունը: Նրա կարծիքով՝ Տիեզերքը հիպերսֆերայի փակ պատյան է։ Անալոգիան սովորական եռաչափ գնդիկի մակերեսն է, օրինակ՝ գլոբուսը կամ Երկիրը։ Ինչքան էլ ճանապարհորդը ճանապարհորդի Երկրի վրայով, նա երբեք չի հասնի դրա եզրին: Սակայն դա չի նշանակում, որ Երկիրն անսահման է։ Ճամփորդը պարզապես կվերադառնա այն վայրը, որտեղից սկսել է իր ճանապարհորդությունը։

Հիպերսֆերայի մակերեսին

Նույն կերպ, տիեզերական թափառականը, որն անցնում է Էյնշտեյնի Տիեզերքը աստղանավով, կարող է վերադառնալ Երկիր: Միայն թե այս անգամ թափառականը կշարժվի ոչ թե գնդի երկչափ մակերեսով, այլ հիպերսֆերայի եռաչափ մակերեսով։ Սա նշանակում է, որ Տիեզերքն ունի վերջավոր ծավալ, հետևաբար՝ վերջավոր թվով աստղեր և զանգված: Այնուամենայնիվ, Տիեզերքը չունի ոչ սահմաններ, ոչ էլ կենտրոն:

Այս եզրակացություններին Էյնշտեյնը հանգեց՝ իր հայտնի տեսության մեջ կապելով տարածությունը, ժամանակը և ձգողականությունը։ Նրանից առաջ այս հասկացությունները համարվում էին առանձին, այդ իսկ պատճառով Տիեզերքի տարածությունը զուտ էվկլիդեսյան էր։ Էյնշտեյնն ապացուցեց, որ գրավիտացիան ինքնին տարածություն-ժամանակի կորություն է։ Սա արմատապես փոխեց Տիեզերքի բնույթի մասին վաղ պատկերացումները՝ հիմնված դասական Նյուտոնյան մեխանիկայի և Էվկլիդեսյան երկրաչափության վրա։

Ընդարձակվող տիեզերք

Անգամ «նոր Տիեզերքի» հայտնաբերողն ինքը խորթ չէր մոլորություններին։ Չնայած Էյնշտեյնը սահմանափակեց Տիեզերքը տարածության մեջ, նա շարունակում էր համարել այն ստատիկ: Նրա մոդելի համաձայն՝ Տիեզերքը եղել և մնում է հավերժական, և նրա չափերը միշտ մնում են նույնը։ 1922 թվականին խորհրդային ֆիզիկոս Ալեքսանդր Ֆրիդմանը զգալիորեն ընդլայնեց այս մոդելը։ Նրա հաշվարկներով Տիեզերքն ընդհանրապես ստատիկ չէ։ Ժամանակի ընթացքում այն ​​կարող է ընդլայնվել կամ կրճատվել: Հատկանշական է, որ Ֆրիդմանը նման մոդելի է եկել հարաբերականության նույն տեսության հիման վրա։ Նրան հաջողվեց ավելի ճիշտ կիրառել այս տեսությունը՝ շրջանցելով տիեզերական հաստատունը։

Ալբերտ Էյնշտեյնը անմիջապես չընդունեց այս «փոփոխումը»։ Այս նոր մոդելը օգնեց նախկինում հիշատակված Հաբլի հայտնագործությանը։ Գալակտիկաների անկումը անվիճելիորեն ապացուցեց Տիեզերքի ընդարձակման փաստը։ Այսպիսով, Էյնշտեյնը ստիպված էր ընդունել իր սխալը: Այժմ Տիեզերքն ուներ որոշակի տարիք, որը խստորեն կախված է Հաբլի հաստատունից, որը բնութագրում է դրա ընդլայնման արագությունը:

Տիեզերագիտության հետագա զարգացումը

Երբ գիտնականները փորձում էին լուծել այս հարցը, հայտնաբերվեցին Տիեզերքի շատ այլ կարևոր բաղադրիչներ և մշակվեցին դրա տարբեր մոդելներ: Այսպիսով, 1948 թվականին Ջորջ Գամովը ներկայացրեց «տաք տիեզերքի» վարկածը, որը հետագայում վերածվեց մեծ պայթյունի տեսության: 1965 թվականին կատարված հայտնագործությունը հաստատեց նրա կասկածները։ Այժմ աստղագետները կարող էին դիտարկել լույսը, որը եկավ այն պահից, երբ Տիեզերքը դարձավ թափանցիկ:

Մութ նյութը, որը կանխատեսել էր 1932 թվականին Ֆրից Ցվիկին, հաստատվեց 1975 թվականին։ Մութ մատերիան իրականում բացատրում է գալակտիկաների, գալակտիկաների կլաստերների և ամբողջ Տիեզերական կառուցվածքի գոյությունը: Այսպես գիտնականները իմացան, որ Տիեզերքի զանգվածի մեծ մասն ամբողջովին անտեսանելի է:

Ի վերջո, 1998 թվականին, մինչև հեռավորության ուսումնասիրության ժամանակ պարզվեց, որ Տիեզերքը ընդլայնվում է արագացող արագությամբ: Գիտության այս վերջին շրջադարձը ծնեց տիեզերքի էության մեր ժամանակակից ըմբռնումը: Տիեզերական գործակիցը, որը ներկայացրեց Էյնշտեյնը և հերքեց Ֆրիդմանը, կրկին իր տեղը գտավ Տիեզերքի մոդելում։ Տիեզերական գործակցի (տիեզերական հաստատուն) առկայությունը բացատրում է նրա արագացված ընդլայնումը։ Տիեզերական հաստատունի առկայությունը բացատրելու համար ներկայացվեց Տիեզերքի զանգվածի մեծ մասը պարունակող հիպոթետիկ դաշտի գաղափարը:

Դիտելի Տիեզերքի չափի ժամանակակից ըմբռնումը

Տիեզերքի ժամանակակից մոդելը կոչվում է նաև ΛCDM մոդել։ «Λ» տառը նշանակում է տիեզերական հաստատունի առկայություն, որը բացատրում է Տիեզերքի արագացված ընդլայնումը։ «CDM» նշանակում է, որ Տիեզերքը լցված է սառը մութ նյութով։ Վերջին ուսումնասիրությունները ցույց են տալիս, որ Հաբլի հաստատունը կազմում է մոտ 71 (կմ/վ)/Մպկ, ինչը համապատասխանում է Տիեզերքի 13,75 միլիարդ տարվա տարիքին: Իմանալով Տիեզերքի տարիքը՝ մենք կարող ենք գնահատել նրա դիտելի շրջանի չափը:

Համաձայն հարաբերականության տեսության՝ որևէ առարկայի մասին տեղեկատվությունը չի կարող դիտորդին հասնել լույսի արագությունից (299,792,458 մ/վ) ավելի մեծ արագությամբ։ Պարզվում է, որ դիտորդը տեսնում է ոչ միայն առարկան, այլ նրա անցյալը: Ինչքան առարկան հեռու է նրանից, այնքան ավելի հեռավոր անցյալ է նա նայում։ Օրինակ, Լուսնին նայելով, մենք տեսնում ենք այնպես, ինչպես դա եղել է մի փոքր ավելի, քան մեկ վայրկյան առաջ, Արեգակը՝ ավելի քան ութ րոպե առաջ, մոտակա աստղերը՝ տարիներ, գալակտիկաները՝ միլիոնավոր տարիներ առաջ և այլն: Էյնշտեյնի անշարժ մոդելում Տիեզերքը չունի տարիքային սահմանափակում, ինչը նշանակում է, որ նրա դիտելի տարածքը նույնպես ոչնչով սահմանափակված չէ: Դիտորդը, որը զինված է ավելի ու ավելի բարդ աստղագիտական ​​գործիքներով, կդիտարկի գնալով ավելի հեռու և հնագույն առարկաներ:

Մենք այլ պատկեր ունենք Տիեզերքի ժամանակակից մոդելի հետ կապված։ Ըստ դրա՝ Տիեզերքն ունի տարիք, հետեւաբար՝ դիտարկման սահման։ Այսինքն՝ Տիեզերքի ծնունդից ի վեր ոչ մի ֆոտոն չէր կարող անցնել 13,75 միլիարդ լուսատարուց ավելի մեծ տարածություն։ Ստացվում է, որ կարելի է ասել, որ դիտարկելի Տիեզերքը դիտորդից սահմանափակված է 13,75 միլիարդ լուսային տարի շառավղով գնդաձև շրջանով։ Այնուամենայնիվ, սա այնքան էլ ճիշտ չէ: Պետք չէ մոռանալ Տիեզերքի տարածության ընդլայնման մասին։ Մինչ ֆոտոնը կհասնի դիտորդին, այն արձակած օբյեկտը մեզնից արդեն 45,7 միլիարդ լուսատարի հեռավորության վրա կլինի: տարիներ։ Այս չափը մասնիկների հորիզոնն է, այն դիտելի Տիեզերքի սահմանն է։

Հորիզոնի վրայով

Այսպիսով, դիտելի Տիեզերքի չափը բաժանված է երկու տեսակի. Տեսանելի չափը, որը նաև կոչվում է Հաբլի շառավիղ (13,75 միլիարդ լուսային տարի): Իսկ իրական չափը, որը կոչվում է մասնիկների հորիզոն (45,7 միլիարդ լուսային տարի): Կարևորն այն է, որ այս երկու հորիզոններն էլ բնավ չեն բնութագրում Տիեզերքի իրական չափերը։ Նախ, դրանք կախված են տիեզերքում դիտորդի դիրքից: Երկրորդ՝ դրանք ժամանակի ընթացքում փոխվում են։ ΛCDM մոդելի դեպքում մասնիկների հորիզոնը ընդլայնվում է ավելի մեծ արագությամբ, քան Հաբլի հորիզոնը։ Ժամանակակից գիտությունը չի պատասխանում այն ​​հարցին, թե արդյոք այս միտումը կփոխվի ապագայում։ Բայց եթե ենթադրենք, որ Տիեզերքը շարունակում է ընդլայնվել արագացումով, ապա բոլոր այն առարկաները, որոնք մենք հիմա տեսնում ենք, վաղ թե ուշ կվերանան մեր «տեսադաշտից»:

Ներկայումս աստղագետների կողմից նկատված ամենահեռավոր լույսը տիեզերական միկրոալիքային ֆոնային ճառագայթումն է: Նայելով դրան՝ գիտնականները Տիեզերքը տեսնում են այնպիսին, ինչպիսին այն եղել է Մեծ պայթյունից 380 հազար տարի անց: Այս պահին Տիեզերքը այնքան սառեց, որ կարողացավ ազատ ֆոտոններ արձակել, որոնք այսօր հայտնաբերվում են ռադիոաստղադիտակների օգնությամբ։ Այդ ժամանակ Տիեզերքում աստղեր կամ գալակտիկաներ չկային, այլ միայն ջրածնի, հելիումի և աննշան քանակությամբ այլ տարրերի շարունակական ամպ: Այս ամպում նկատվող անհամասեռություններից հետո գալակտիկաների կուտակումներ կձևավորվեն: Պարզվում է, որ հենց այն առարկաները, որոնք կձևավորվեն տիեզերական միկրոալիքային ֆոնային ճառագայթման անհամասեռություններից, գտնվում են մասնիկների հորիզոնին ամենամոտ:

Իրական սահմաններ

Արդյոք Տիեզերքն ունի ճշմարիտ, աննկատելի սահմաններ, դեռևս կեղծ գիտական ​​ենթադրությունների առարկա է: Այսպես թե այնպես, բոլորը համաձայն են Տիեզերքի անսահմանության մասին, բայց այս անսահմանությունը մեկնաբանում են բոլորովին այլ կերպ։ Ոմանք Տիեզերքը համարում են բազմաչափ, որտեղ մեր «տեղական» եռաչափ Տիեզերքը նրա շերտերից միայն մեկն է: Մյուսներն ասում են, որ Տիեզերքը ֆրակտալ է, ինչը նշանակում է, որ մեր տեղական Տիեզերքը կարող է լինել մեկ ուրիշի մասնիկ: Մենք չպետք է մոռանանք Բազմաթիվ Տիեզերքի տարբեր մոդելների մասին՝ իր փակ, բաց, զուգահեռ Տիեզերքներով և որդնածորերով: Եվ կան շատ ու շատ տարբեր վարկածներ, որոնց թիվը սահմանափակվում է միայն մարդկային երեւակայությամբ։

Բայց եթե մենք միացնենք սառը ռեալիզմը կամ պարզապես հետ կանգնենք այս բոլոր վարկածներից, ապա կարող ենք ենթադրել, որ մեր Տիեզերքը բոլոր աստղերի և գալակտիկաների անսահման միատարր կոնտեյներ է: Ավելին, ցանկացած շատ հեռավոր կետում, լինի դա մեզանից միլիարդավոր գիգապարսեկ, բոլոր պայմանները կլինեն նույնը: Այս պահին մասնիկների հորիզոնը և Հաբլի գունդը լրիվ նույնը կլինեն՝ իրենց եզրին նույն ռելիկտային ճառագայթմամբ: Շուրջը նույն աստղերն ու գալակտիկաները կլինեն: Հետաքրքիր է, որ դա չի հակասում Տիեզերքի ընդարձակմանը: Ի վերջո, ոչ միայն Տիեզերքն է ընդլայնվում, այլ հենց նրա տարածությունը: Այն փաստը, որ Մեծ պայթյունի պահին Տիեզերքը առաջացել է մեկ կետից միայն նշանակում է, որ անսահման փոքր (գործնականում զրոյական) չափերը, որոնք այն ժամանակ էին, այժմ վերածվել են աներևակայելի մեծերի: Հետագայում մենք կօգտագործենք հենց այս վարկածը, որպեսզի հստակ հասկանանք դիտելի Տիեզերքի մասշտաբները:

Տեսողական ներկայացում

Տարբեր աղբյուրներ տրամադրում են բոլոր տեսակի տեսողական մոդելներ, որոնք թույլ են տալիս մարդկանց հասկանալ Տիեզերքի մասշտաբները: Այնուամենայնիվ, մեզ համար բավարար չէ հասկանալու, թե որքան մեծ է տիեզերքը։ Կարևոր է պատկերացնել, թե ինչպես են իրականում դրսևորվում այնպիսի հասկացություններ, ինչպիսիք են Հաբլի հորիզոնը և մասնիկների հորիզոնը: Դա անելու համար եկեք պատկերացնենք մեր մոդելը քայլ առ քայլ։

Եկեք մոռանանք, որ ժամանակակից գիտությունը չգիտի Տիեզերքի «օտար» տարածաշրջանի մասին։ Հրաժարվելով բազմատեսակներից, ֆրակտալ Տիեզերքից և նրա մյուս «տարբերակներից», եկեք պատկերացնենք, որ այն պարզապես անսահման է: Ինչպես նշվեց ավելի վաղ, դա չի հակասում իր տարածքի ընդլայնմանը: Իհարկե, մենք հաշվի ենք առնում, որ նրա Հաբլի գունդը և մասնիկների գունդը համապատասխանաբար 13,75 և 45,7 միլիարդ լուսային տարի են։

Տիեզերքի մասշտաբը

Սեղմե՛ք ՍԿՍԵԼ կոճակը և բացահայտե՛ք նոր, անհայտ աշխարհ:
Նախ, եկեք փորձենք հասկանալ, թե որքան մեծ է Ունիվերսալ սանդղակը: Եթե ​​դուք ճանապարհորդել եք մեր մոլորակի շուրջը, կարող եք լավ պատկերացնել, թե որքան մեծ է Երկիրը մեզ համար։ Հիմա պատկերացրեք մեր մոլորակը որպես հնդկաձավարի հատիկ, որը շարժվում է ֆուտբոլի կես դաշտի չափ ձմերուկ-Արևի շուրջ: Այս դեպքում Նեպտունի ուղեծիրը կհամապատասխանի փոքր քաղաքի չափին, տարածքը կհամապատասխանի Լուսնին, իսկ Արեգակի ազդեցության սահմանի տարածքը կհամապատասխանի Մարսին։ Պարզվում է, որ մեր Արեգակնային համակարգը նույնքան մեծ է, քան Երկիրը, որքան Մարսը մեծ է հնդկացորենից: Բայց սա դեռ սկիզբն է։

Հիմա եկեք պատկերացնենք, որ այս հնդկաձավարը կլինի մեր համակարգը, որի չափը մոտավորապես հավասար է մեկ պարսեկի։ Այնուհետև Ծիր Կաթինը կլինի երկու ֆուտբոլային մարզադաշտի չափ։ Սակայն սա մեզ չի բավականացնի։ Ծիր Կաթինը նույնպես պետք է հասցվի սանտիմետրի: Այն ինչ-որ չափով նման է սուրճի փրփուրին, որը փաթաթված է հորձանուտի մեջ՝ սուրճի պես սև միջգալակտիկական տարածության մեջտեղում: Դրանից քսան սանտիմետր հեռավորության վրա կա նույն պարուրաձև «փշուրը»՝ Անդրոմեդայի միգամածությունը: Նրանց շուրջը կլինի մեր Տեղական Կլաստերի փոքր գալակտիկաների պարս: Մեր Տիեզերքի ակնհայտ չափը կլինի 9,2 կիլոմետր: Մենք հասկացել ենք Ունիվերսալ չափերը:

Ունիվերսալ պղպջակի ներսում

Սակայն մեզ համար բավարար չէ բուն մասշտաբը հասկանալը։ Կարևոր է գիտակցել Տիեզերքը դինամիկայի մեջ: Եկեք պատկերացնենք մեզ որպես հսկաներ, որոնց համար Ծիր Կաթինն ունի սանտիմետր տրամագիծ։ Ինչպես հենց հիմա նշվեց, մենք կհայտնվենք 4,57 շառավղով և 9,24 կիլոմետր տրամագծով գնդակի մեջ: Եկեք պատկերացնենք, որ մենք կարող ենք լողալ այս գնդակի ներսում, ճանապարհորդել՝ մեկ վայրկյանում ծածկելով ամբողջ մեգապարսեկները: Ի՞նչ կտեսնենք, եթե մեր Տիեզերքն անսահման լինի:

Իհարկե, մեր առջև կհայտնվեն բոլոր տեսակի անթիվ գալակտիկաներ։ Էլիպսաձև, պարուրաձև, անկանոն: Որոշ տարածքներ լցված կլինեն դրանցով, մյուսները դատարկ կլինեն: Հիմնական առանձնահատկությունն այն կլինի, որ տեսողականորեն նրանք բոլորն անշարժ կլինեն, իսկ մենք՝ անշարժ։ Բայց հենց որ մենք քայլ անենք, գալակտիկաներն իրենք կսկսեն շարժվել։ Օրինակ, եթե մենք կարողանանք սանտիմետր երկարությամբ Ծիր Կաթինում նկատել մանրադիտակային Արեգակնային համակարգը, մենք կկարողանանք դիտարկել դրա զարգացումը։ Շարժվելով մեր գալակտիկայից 600 մետր հեռավորության վրա՝ ձևավորման պահին կտեսնենք նախաստղ Արեգակը և նախամոլորակային սկավառակը։ Մոտենալով դրան՝ կտեսնենք, թե ինչպես է հայտնվում Երկիրը, առաջանում կյանքն ու հայտնվում մարդը։ Նույն կերպ մենք կտեսնենք, թե ինչպես են գալակտիկաները փոխվում և շարժվում, երբ հեռանում ենք կամ մոտենում ենք նրանց:

Հետևաբար, որքան հեռու նայենք գալակտիկաներին, այնքան դրանք մեզ համար ավելի հին կլինեն: Այսպիսով, ամենահեռավոր գալակտիկաները կգտնվեն մեզանից ավելի քան 1300 մետր հեռավորության վրա, իսկ 1380 մետր շրջադարձին մենք արդեն կտեսնենք ռելիկտային ճառագայթում: Ճիշտ է, այս հեռավորությունը մեզ համար երեւակայական կլինի։ Այնուամենայնիվ, երբ մենք մոտենում ենք տիեզերական միկրոալիքային ֆոնային ճառագայթմանը, մենք կտեսնենք հետաքրքիր պատկեր: Բնականաբար, մենք կդիտարկենք, թե ինչպես են գալակտիկաները ձևավորվելու և զարգանալու ջրածնի սկզբնական ամպից: Երբ հասնենք այս ձևավորված գալակտիկաներից մեկին, կհասկանանք, որ մենք անցել ենք ոչ թե 1,375 կիլոմետր, այլ բոլոր 4,57-ը։

Մեծացում

Արդյունքում մենք էլ ավելի մեծանալու ենք չափերով։ Այժմ մենք կարող ենք բռունցքի մեջ տեղադրել ամբողջ դատարկություններ և պատեր: Այսպիսով, մենք կհայտնվենք բավականին փոքր պղպջակի մեջ, որից անհնար է դուրս գալ։ Պղպջակի եզրին գտնվող առարկաների հեռավորությունը ոչ միայն կմեծանա, երբ դրանք մոտենան, այլև եզրն ինքը անորոշ ժամանակով կշարժվի: Սա է դիտելի Տիեզերքի չափի ամբողջ կետը:

Անկախ նրանից, թե որքան մեծ է Տիեզերքը, դիտորդի համար այն միշտ կմնա սահմանափակ փուչիկ: Դիտորդը միշտ կլինի այս պղպջակի կենտրոնում, իրականում նա դրա կենտրոնն է: Փորձելով հասնել պղպջակի եզրին գտնվող ցանկացած օբյեկտի, դիտորդը կտեղափոխի դրա կենտրոնը: Երբ դուք մոտենում եք օբյեկտին, այս առարկան ավելի ու ավելի կշարժվի պղպջակի եզրից և միևնույն ժամանակ կփոխվի: Օրինակ՝ ջրածնի անձև ամպից այն կվերածվի լիարժեք գալակտիկայի կամ, ավելին, գալակտիկական կլաստերի։ Բացի այդ, դեպի այս օբյեկտ տանող ճանապարհը կմեծանա, երբ մոտենաք դրան, քանի որ շրջապատող տարածքն ինքնին կփոխվի: Հասնելով այս օբյեկտին՝ մենք այն միայն կտեղափոխենք պղպջակի եզրից դեպի կենտրոն։ Տիեզերքի եզրին ռելիկտային ճառագայթումը դեռ կթողնի:

Եթե ​​ենթադրենք, որ Տիեզերքը կշարունակի ընդլայնվել արագացված տեմպերով, ապա լինելով պղպջակի կենտրոնում և ժամանակն առաջ տանելով միլիարդներով, տրիլիոններով և նույնիսկ ավելի բարձր կարգերով, մենք կնկատենք ավելի հետաքրքիր պատկեր: Թեև մեր պղպջակը նույնպես մեծանալու է, նրա փոփոխվող բաղադրիչներն էլ ավելի արագ կհեռանան մեզանից՝ թողնելով այս պղպջակի եզրը, մինչև Տիեզերքի յուրաքանչյուր մասնիկ առանձին թափառի իր միայնակ պղպջակի մեջ՝ առանց այլ մասնիկների հետ փոխազդելու հնարավորության:

Այսպիսով, ժամանակակից գիտությունը տեղեկություն չունի Տիեզերքի իրական չափերի և սահմանների մասին: Բայց մենք հաստատ գիտենք, որ դիտելի Տիեզերքն ունի տեսանելի և իրական սահման, որը կոչվում է համապատասխանաբար Հաբլի շառավիղ (13,75 միլիարդ լուսային տարի) և մասնիկների շառավիղ (45,7 միլիարդ լուսային տարի): Այս սահմանները լիովին կախված են տիեզերքում դիտորդի դիրքից և ժամանակի ընթացքում ընդլայնվում են: Եթե ​​Հաբլի շառավիղը ընդլայնվում է խիստ լույսի արագությամբ, ապա մասնիկների հորիզոնի ընդլայնումն արագանում է։ Հարցը, թե արդյոք դրա արագացումը մասնիկների հորիզոնում կշարունակվի հետագա, և արդյոք այն կփոխարինվի սեղմումով, մնում է բաց։

Բարի օր Giktimes! Ինձ հուշեց գրել այս հոդվածը YouTube-ում անսովոր թվային պարադոքսների մասին տեսանյութով: Մասնավորապես պարադոքսների մասին Զենոնև ինչու չեք կարող բաժանել զրոյի, որը կքննարկվի այսօր:

Զենոնի պարադոքսը շատ հեշտ է բացատրվում՝ հիմնվելով Աքիլեսև կրիաներ։ Նրանց համար, ովքեր ծանոթ չեն այս պարադոքսին, ահա մեկ այլ հեղինակի տեսողական տեսանյութ.

Եթե ​​չեք ցանկանում դիտել տեսանյութը, ապա ես ձեզ կարճ կասեմ. Պատկերացրեք, որ Աքիլլեսը վազում է կրիայի հետևից, որը շրջանցում է նրան: Նրանց միջեւ հեռավորությունը անընդհատ նվազում է, քանի որ Աքիլեսն ավելի արագ է վազում, քան կրիան։ Արդյունքում, երբ Աքիլլեսը մոտենա 1 մետր հեռավորությանը, որոշ ժամանակ անց այն կհավասարվի 0,1 մետր, ապա 0,01 և այլն անվերջ: Սա նշանակում է, որ Աքիլլեսը երբեք չի հասնի կրիային, բայց իրականում ամեն ինչ լրիվ այլ է։

Իրականում խնդիր չկա, վերցնում ենք Աքիլեսին ու կրիային, դնում ենք վազքուղու վրա ու խնդրում եմ, Աքիլլեսը հանգիստ շրջանցում է կրիային։ Հենց այստեղ է հնարավոր ապացույցը, որ տիեզերքը անսահման չէ:

Փորձենք դա բացատրել՝ օգտագործելով համակարգչային խաղերի գործառնական սկզբունքը։ Սովորաբար, օբյեկտի դիրքը գրվում է որպես վեկտոր, որը բաղկացած է x, y և z առանցքներից: Եվ յուրաքանչյուր արժեք պահվում է տվյալների տեսակի մեջ լողալ (Լողացող կետի արժեքը). Օրինակ Unity3Dօգտագործում է 32-բիթանոց բոց՝ տարածության մեջ դիրքը ցույց տալու համար: Որի նվազագույն արժեքն է. 1.175494351 E – 38., որը սահուն շարժում է տալիս գրեթե ցանկացած մասշտաբով։ Կարևոր բառն այստեղ է "գրեթե", այսինքն՝ եթե փոքրացնենք և մեծացնենք մոդելը, կտեսնենք, թե ինչպես է այն շարժվում թռիչքներով։ Ցատկելով հետ 0,...1 վրա 0,...2 վրա 0,...3 և այլն: Սա նշանակում է, որ սիմուլյացիայի ժամանակ, ամեն դեպքում, Աքիլլեսը շրջանցելու է կրիային։ Բայց ինչպես ասում են՝ յուրաքանչյուր ամպ ունի արծաթափայլ։ Եթե ​​մենք ունենք նվազագույն float արժեք, ապա կա նաև առավելագույն, այսպես ասած, եզրագիծ 3Dտարածություն. Մեզ թույլ չեն տա այն կողմ անցնել (եկեք դա անվանենք)վիրտուալ աշխարհի ֆիզիկայի օրենքները. Իրականում մենք պարզապես չենք կարող տալ փոփոխականի առավելագույն արժեքից ավելին։

Եթե ​​վերադառնանք Զենոնի պարադոքսին, Աքիլլեսը ոչ միայն երբեք չի հասնի կրիային, այլեւ երբեք չի հասնի իր հորինված աշխարհի սահմանին, նրա համար այն անսահման կլինի։ -∞-ից մինչև +∞, տարօրինակ կերպով, մենք ստանում ենք նույն բանը ֆունկցիայի հետ f(x) = 1/x. Իսկ ամենազվարճալին այն է, որ այս ֆունկցիան արժեք չի պարունակում x/0, քանի որ ֆունկցիան երբեք չի հասնի զրոյի, ինչպես կրիան Աքիլլեսը։ (Իրականում սա է պատճառը, որ դուք չեք կարող բաժանել զրոյի)

Բավական է տեսություն, անցնենք պրակտիկային: Վերցնենք իրական աշխարհը, մենք բոլորս բաղկացած ենք ատոմներից, ատոմները բաղկացած են պրոտոններից, նեյտրոններից և էլեկտրոններից, որոնք իրենց հերթին բաղկացած են քվարկներից։ (տարրական մասնիկներ). Ե՛վ սիմուլյացիայի, և՛ իրական աշխարհում Աքիլլեսը դժվարություններ չունի կրիային շրջանցելու հարցում: Այս ամենը հանգեցնում է նրան, որ ինչպես սիմուլյացիայի, այնպես էլ իրականում տարրական մասնիկները նույնպես պետք է ցատկեն թվերով. 0,...1 0,...2 0,...3 ինչպես դա տեղի է ունենում խաղի մեջ, քանի որ Աքիլլեսը կարող է առաջ անցնել կրիայից այս ու այն կողմ: Սա մեզ ասում է, որ Զենոնի պարադոքսն աշխատում է միայն թղթի վրա կամ իր սեփական կոորդինատային համակարգում, որի արժեքը -∞-ից +∞ է: Իրականում, ցատկելով ամենափոքր արժեքների երկայնքով, Աքիլլեսի տարրական մասնիկները ինչ-որ պահի անցնում են կրիային, նրանց կոորդինատները հավասարվում են, որից հետո Աքիլլեսը վազում է առաջ։

Այժմ մենք պարզեցինք, թե որ կոորդինատային համակարգն է օգտագործում մեր տարածությունը, վերադառնանք բուն թեմային։ Եթե ​​մենք ունենք նվազագույն արժեք, ապա կլինի նաև առավելագույնը. մեր տիեզերքի ծայրը. Կլինեն նրանք, ովքեր կասեն, թե ինչու, ապա մի կողմից այն կարող է լինել անսահման, իսկ մյուս կողմից՝ վերջավոր։ Բայց խնդիրն այն է, որ կոորդինատները կամ դիրքը միայն տարածություն կոչվող մեծ համակարգի տարրն են, և այն կարող է լինել կամ ամբողջովին անսահման կամ ամբողջովին վերջավոր: Նաև այս ամենից հարց է առաջանում՝ մենք համակարգչային սիմուլյացիայի մեջ չե՞նք, հա՞։ Բայց սա մեկ այլ հոդվածի թեմա է։

Արդյունքներ

Կա երկու տարբերակ՝ կա՛մ Տիեզերքը վերջավոր է և ունի չափսեր, կա՛մ այն ​​անսահման է և շարունակվում է ընդմիշտ: Երկու տարբերակներն էլ ստիպում են ձեզ ուշադիր մտածել։ Որքա՞ն մեծ է մեր Տիեզերքը: Ամեն ինչ կախված է վերը նշված հարցերի պատասխանից: Աստղագետները փորձե՞լ են դա հասկանալ: Իհարկե փորձել են։ Կարելի է ասել, որ նրանք տարված են այս հարցերի պատասխանները գտնելով, և նրանց որոնումների շնորհիվ մենք կառուցում ենք զգայուն տիեզերական աստղադիտակներ և արբանյակներ: Աստղագետները նայում են տիեզերական միկրոալիքային ֆոնին, ռելիկտային ճառագայթումը, որը մնացել է Մեծ պայթյունից: Ինչպե՞ս կարող եք ստուգել այս գաղափարը՝ պարզապես դիտարկելով երկինքը:

Գիտնականները փորձել են ապացույցներ գտնել այն մասին, որ ճաշակի մի ծայրի առանձնահատկությունները կապված են մյուսի հատկանիշների հետ, ինչպես շշի փաթաթանների եզրերը միմյանց հետ կապելու եղանակը: Առայժմ ոչ մի ապացույց չի հայտնաբերվել, որ երկնքի եզրերը կարելի է միացնել:

Մարդկային առումով դա նշանակում է, որ 13,8 միլիարդ լուսային տարվա ընթացքում բոլոր ուղղություններով Տիեզերքը չի կրկնվում: Լույսը հետ ու առաջ է անցնում բոլոր 13,8 միլիարդ լուսային տարիներով՝ նախքան Տիեզերքը լքելը: Տիեզերքի ընդլայնումը 47,5 միլիարդ տարով հետ է մղել լույսի սահմանները, որոնք թողնում են տիեզերքը: Կարելի է ասել, որ մեր Տիեզերքը 93 միլիարդ լուսային տարի է: Եվ դա նվազագույնն է: Հնարավոր է, որ թիվը 100 միլիարդ լուսային տարի է կամ նույնիսկ տրիլիոն: Մենք չգիտենք. Միգուցե մենք չպարզենք։ Բացի այդ, Տիեզերքը կարող է անսահման լինել:

Եթե ​​Տիեզերքն իսկապես անսահման է, ապա մենք կստանանք չափազանց հետաքրքիր արդյունք, որը ձեզ կստիպի լրջորեն քորել ձեր գլուխը։

Այսպիսով, պատկերացրեք սա. Մեկ խորանարդ մետրում (պարզապես ձեռքերը ավելի լայն տարածեք) կա որոշակի քանակի մասնիկներ, որոնք կարող են գոյություն ունենալ այդ տարածքում, և այդ մասնիկները կարող են ունենալ վերջավոր թվով կոնֆիգուրացիաներ՝ հիմնված իրենց պտույտի, լիցքի, դիրքի, արագության և այլնի վրա:

Թոնի Պադիլլան Numberphile-ից հաշվարկել է, որ այս թիվը պետք է լինի տասից տասներորդից մինչև յոթանասուներորդ աստիճանը: Սա այնքան մեծ թիվ է, որ այն չի կարող գրվել տիեզերքի բոլոր մատիտներով: Անշուշտ, եթե ենթադրենք, որ կյանքի այլ ձևեր չեն հորինել հավերժական մատիտներ, կամ չկա լրացուցիչ հարթություն, որը ամբողջությամբ լցված է մատիտներով: Եվ դեռ, հավանաբար, մատիտները բավարար չեն լինի:

Դիտելի Տիեզերքում կա ընդամենը 10^80 մասնիկ։ Եվ սա շատ ավելի քիչ է, քան նյութի հնարավոր կոնֆիգուրացիաները մեկ խորանարդ մետրում: Եթե ​​Տիեզերքն իսկապես անսահման է, ապա երբ հեռանում եք Երկրից, դուք ի վերջո կգտնեք մի տեղ, որտեղ ճշգրիտ կրկնօրինակում եք մեր խորանարդ մետր տարածությունը: Եվ որքան առաջ եք գնում, այնքան ավելի շատ են կրկնօրինակները:

Մեծ բան, դուք ասում եք: Ջրածնի մի ամպը նույն տեսքն ունի, ինչ մյուսը: Բայց դուք պետք է իմանաք, որ երբ քայլում եք այն վայրերով, որոնք ավելի ու ավելի ծանոթ են թվում, ի վերջո կհասնեք մի վայր, որտեղ կհայտնվեք: Իսկ ինքներդ ձեզ պատճեն գտնելը, թերեւս, ամենատարօրինակ բանն է, որ կարող է պատահել անսահման Տիեզերքում:

Շարունակելով՝ դուք կհայտնաբերեք դիտելի Տիեզերքի ամբողջական կրկնօրինակներ՝ ձեր ճշգրիտ և ոչ ճշգրիտ պատճեններով: Ի՞նչ է հաջորդը: Դիտելի Տիեզերքի կրկնօրինակները կարող են լինել անսահման թվով: Նրանց գտնելու համար նույնիսկ կարիք չկա քարշ տալ բազմաշխարհում: Սրանք կրկնվող Տիեզերքեր են մեր իսկ անսահման Տիեզերքի ներսում:

Պատասխանել այն հարցին, թե արդյոք տիեզերքը վերջավոր է, թե անվերջ, չափազանց կարևոր է, քանի որ պատասխաններից որևէ մեկը ապշեցուցիչ կլինի: Աստղագետները դեռ չգիտեն պատասխանը։ Բայց հույսը չեն կորցնում։

Տիեզերքում ցրված գալակտիկաների կուտակումները մեկ բառով կոչվում են Տիեզերք: Հետազոտողների մեծամասնությունը հակված է հավատալու, որ Տիեզերքն անսահման է:

Երկիրը Արեգակնային համակարգի հետ միասին գտնվում է պարուրաձև գալակտիկայում, որն էլ իր հերթին գալակտիկաների կլաստերի մի մասն է։

Արագ զարգացող տիեզերագիտությունը զգալի հաջողությունների է հասել. Տիեզերքի ներկայիս վիճակն ու անմիջական անցյալը կարելի է մեծ չափով հայտնի համարել:

Նախ, Տիեզերքի հատկությունների իզոտրոպիան ապացուցված է. նրա բոլոր ուղղությունները հավասար են. Տիեզերքի տեսանելի պատկերը կախված չէ տեսողության գծի ուղղությունից:

Ընդունելով Տիեզերքի իզոտրոպ և միատարր մոդելը՝ կարելի է եզրակացություններ անել այս մոդելի համար ֆիզիկայի հայտնի օրենքներից։

Այստեղ հարց է առաջանում՝ հնարավո՞ր է սրա համար օգտագործել լաբորատորիայում հաստատված օրենքները։

Արդյո՞ք կստացվի, որ երբ մենք անցնենք Տիեզերքի վիթխարի մասշտաբին, այդ օրենքներն իրենք պետք է փոխվեն:

Գիտնականների մեծ մասը կարծում է, որ ֆիզիկական օրենքների նման փոփոխություն արդեն տեղի է ունեցել, երբ առաջացավ հարաբերականության ընդհանուր տեսությունը և հայտնվեց տարածություն-ժամանակի կորության գաղափարը:

Դեռևս չկան տվյալներ, որոնք ցույց են տալիս հարաբերականության ընդհանուր տեսության կիրառման սահմանափակումները անսահման Տիեզերքի մասշտաբների նկատմամբ։

Հարաբերական տիեզերաբանությունը հանգեցնում է այն եզրակացության, որ նախկինում Տիեզերքի նյութն ուներ հսկայական խտություն, իսկ տարածություն-ժամանակը՝ հսկայական կորություն։

Այս վիճակը կոչվում է եզակի, հատուկ: Ժամանակի ընթացքում այն ​​մեզնից հեռու է ավելի քան 10 միլիարդ տարով: Այնուամենայնիվ, չպետք է մոռանալ, որ յուրաքանչյուր մասնիկ (կամ նրա նախնիները) առաջացել են եզակիության խառնարանից:

Տիեզերքի ներկան ու ապագան կախված են նրա անցյալից: Հարաբերականության ընդհանուր տեսությունը կիրառելի չէ եզակի վիճակի համար։ Տեսական, փորձարարական և դիտարկված փաստերի ամբողջությունը խոսում է հարաբերականության ընդհանուր օրենքների կիրառելիության մասին՝ նկարագրելու Տիեզերքի զարգացումը միայն «գրեթե հենց սկզբից»:

Դիտարկումները ցույց են տալիս, որ մենք ապրում ենք զարգացող, զարգացող և ընդլայնվող Տիեզերքում: Այս հատկությունը բխում է խորհրդային մաթեմատիկոս Ա. Ա. Ֆրիդմանի (1922) տիեզերաբանական մոդելից և Է. Հաբլի կողմից հայտնաբերված կարմիր տեղաշարժից գալակտիկաների սպեկտրում (1929 թ.):

Նյութի միջին խտությունը Տիեզերքում

Դուք կարող եք դատել Տիեզերքի էվոլյուցիայի ուղղությունը՝ իմանալով Տիեզերքում նյութի ներկայիս խտությունը: Հարաբերականության ընդհանուր տեսությունից հետևում է, որ կա խտության որոշակի կրիտիկական արժեք. եթե ընթացիկ խտությունը փոքր է այս արժեքից, ապա ընդլայնումը կշարունակվի անորոշ ժամանակով, եթե խտությունը ավելի մեծ է, ապա հետագայում ընդլայնումը կփոխարինվի սեղմումով:

Տարբեր երկնային մարմինների աստղագիտական ​​դիտարկումներից և ճառագայթումից անմիջապես Տիեզերքում նյութի միջին խտությունը որոշելը շատ բարդ խնդիր է:

Գալակտիկաներում ներկայումս հայտնաբերված նյութի միջին խտությունը մոտավորապես հայտնի է։ Եթե ​​այն «քսվի» ամբողջ տարածության վրա, ապա խտության արժեքը կլինի 3 * 10 -31 գ/սմ 3, այսինքն՝ կրիտիկական խտությունից 20 անգամ փոքր արժեք։

Բոլորովին վերջերս ցուցումներ եղան, որ գալակտիկաները կարող են շրջապատված լինել «պսակներով», որոնք բաղկացած են ցածր պայծառության աստղերից և, հետևաբար, շատ դժվար է հայտնաբերել:

Հաշվի առնելով «պսակների» զանգվածը, Տիեզերքում նյութի միջին խտությունը կարող է մի քանի անգամ աճել:

Բացի այդ, դժվար է հաշվի առնել այլ տեսակի նյութերի խտությունը։ Ներկայումս հավաստի գնահատականներ չկան հանգած աստղերի, քվազարների և գալակտիկաների միջև առկա այլ թույլ կամ ոչ լուսավոր օբյեկտների հնարավոր քանակի վերաբերյալ։

Այսպիսով, դեռևս չկա պատասխան այն հարցին, թե որն է նյութի միջին խտությունը Տիեզերքում՝ մեծ է այն կրիտիկական խտությունից, թե փոքր: Եվ, հետևաբար, դեռ պարզ չէ՝ Տիեզերքն անվերջ է, թե վերջավոր։