Истории жизни 135

Истории жизни 135

Чарльз Линевивер
Тамара Дэвис
Парадоксы Большого взрыва
Даже астрономы не всегда правильно понимают расширение Вселенной
В июле 1965 г. учёные объявили об открытии явных признаков расширения Вселенной из более горячего и плотного исходного состояния. Они нашли остывающее послесвечение Большого взрыва — реликтовое излучение. С этого момента расширение и охлаждение Вселенной легло в основу космологии. Космологическое расширение позволяет понять, как формировались простые структуры и как они постепенно развивались в сложные.
Спустя 75 лет после открытия расширения Вселенной многие учёные не могут проникнуть в его истинный смысл. Джеймс Пиблз (James Peebles), космолог из Принстонского университета, изучающий реликтовое излучение, писал в 1993 г.: „Мне кажется, что даже специалисты не знают, каково значение и возможности модели горячего Большого взрыва“.
Известные физики, авторы учебников по астрономии и популяризаторы науки порою дают неверную или искажённую трактовку расширения Вселенной, которое легло в основу модели Большого взрыва. Что же мы имеем в виду, когда говорим, что Вселенная расширяется? Несомненно, сбивает с толку то обстоятельство, что теперь говорят об ускорении расширения, и это ставит нас в тупик.
Что такое расширение?
Когда расширяется что-нибудь привычное, например, влажное пятно или Римская империя, то они становятся больше, их границы раздвигаются, и они начинают занимать больший объём в пространстве. Но Вселенная, похоже, не имеет физических ограничений, и ей некуда двигаться.
Расширение нашей Вселенной очень похоже на надувание воздушного шара. Расстояния до далёких галактик увеличиваются. Обычно астрономы говорят, что галактики удаляются или убегают от нас, но не перемещаются в пространстве, как осколки „бомбы Большого взрыва“. В действительности расширяется пространство между нами и галактиками, хаотически движущимися внутри практически неподвижных скоплений. Реликтовое излучение заполняет Вселенную и служит системой отсчёта, подобной резиновой поверхности воздушного шара, по отношению к которой движение и может быть измерено.
Обзор: Космическое недоразумение
•  Расширение Вселенной — одна из фундаментальных концепций современной науки — до сих пор получает различное толкование.
•  Не следует воспринимать термин „Большой взрыв“ буквально. Он не был бомбой, взорвавшейся в центре Вселенной. Это был взрыв самого пространства, который произошёл повсеместно, подобно тому, как расширяется поверхность надуваемого воздушного шара.
•  Понимание различия между расширением пространства и расширением в пространстве крайне важно для того, чтобы понять, каков размер Вселенной, скорость разбегания галактик, а также возможности астрономических наблюдений и природы ускорения расширения, которое, вероятно, испытывает Вселенная.
•  Модель Большого взрыва описывает лишь то, что случилось после него.
Находясь вне шара, мы видим, что расширение его искривлённой двухмерной поверхности возможно только потому, что она находится в трёхмерном пространстве. В третьем измерении располагается центр шара, а его поверхность расширяется в окружающий его объём. Исходя из этого, можно было бы заключить, что расширение нашего трёхмерного мира требует наличия у пространства четвёртого измерения. Но согласно общей теории относительности Эйнштейна, пространство динамично: оно может расширяться, сжиматься и изгибаться.
Дорожная пробка
Вселенная самодостаточна. Не требуются ни центр, чтобы расширяться от него, ни свободное пространство с внешней стороны (где бы она ни находилась), чтобы туда расширяться. Правда, некоторые новейшие теории, такие как теория струн, постулируют наличие дополнительных измерений, но при расширении нашей трёхмерной Вселенной они не требуются.
В нашей Вселенной, как и на поверхности воздушного шара, каждый объект отдаляется от всех остальных. Таким образом, Большой взрыв не был взрывом в пространстве, а скорее это был взрыв самого пространства, который не произошёл в определённом месте и затем не расширялся в окружающую пустоту. Это произошло всюду одновременно.
Материал подготовлен на основе информации открытых источников