Добавь сайт в закладки! Инструкция по ссылке.
Если граната взрывается, у взрыва есть центр. Если шарик надувается, центр мы можем представить где-то внутри. Поэтому и Большой взрыв мы по привычке рисуем в голове как космическую бомбу, которая рванула где-то в темноте. Но Вселенная устроила всё намного более странным образом.
Вселенная не разлетается в пространстве потому что расширялось… само пространство.
Боксёр и священник с пушкой
История одного из важнейших открытий XX века началась с двух людей, попавших в астрофизику самыми нелепыми путями.
Эдвин Хаббл пришел в астрофизику из спорта. Изначально он был боксёром и баскетболистом. Хаббл устанавливал рекорды по прыжкам в высоту и даже работал тренером по баскетболу. Рост 191 см — это сейчас таким никого не удивишь, а в то время это было значительно выше среднего.
Пообещав умирающему отцу стать юристом, он честно получил диплом, поработал адвокатом, а потом страсть к звёздам взяла верх. Потом фронт Первой мировой, звание майора, и наконец — телескоп «Хукер» на горе Вилсон, крупнейший в мире на тот момент.
В 1929 году Хаббл обнаружил интересную закономерность: чем дальше от нас галактика, тем быстрее она от нас удаляется.
Вывод, который это объяснил — между нами больше пространства, которое растягивается.
Бельгийский аббат Жорж Леметр пришёл к тому же выводу раньше — теоретически, ещё в 1927-м. До астрофизики он успел послужить артиллерийским офицером в Первую мировую. Его статья вышла в малоизвестном бельгийском журнале и осталась почти незамеченной.
Когда Леметр показал расчёты Эйнштейну, тот, по распространённому пересказу, ответил коротко:
«Ваши вычисления верны, но ваше понимание физики отвратительно».
В данном случае ошибался именно Эйнштейн.
Дело в том, что Эйнштейн верил, что Вселенная статична и неизменна. Ничто никуда не разлетается. Он даже вписал в свои уравнения специальную «космологическую постоянную», чтобы она не схлопывалась и не расширялась.
Получился любопытный пример в истории науки. Эйнштейн исходил из неверных предпосылок, придумал «космологическую постоянную», чтобы искусственным образом скрепить свою математику. А между тем уравнения получились верными и ими до сих пор пользуются. Но только без его подхода к трактовке физики Вселенной.
Позже Эйнштейн называл это своей главной научной ошибкой. В 1933 году после доклада Леметра Эйнштейн уже публично хвалил его модель, называя одним из самых красивых и убедительных объяснений происхождения Вселенной.
Сегодня закон носит двойное имя: закон Хаббла — Леметра.
Парадокс 93 миллиардов световых лет
Вселенной примерно 13,8 миллиарда лет. Диаметр её наблюдаемой части — примерно 93 миллиарда световых лет. Как свет успел покрыть такое расстояние за меньшее время, если ничто не движется быстрее него?
Пока свет от далёкой галактики летит к нам, само пространство за его спиной продолжает растягиваться. Свет от очень далёкой галактики мог идти к нам 13 миллиардов лет, но сама галактика сейчас находится заметно дальше 13 миллиардов световых лет: пространство между нами за это время успело сильно вырасти.
Материя, свет от которой мы видим почти с самого рассвета прозрачной Вселенной, сейчас находится примерно в 46 миллиардах световых лет от нас.
Это не нарушение физики. Ограничение скорости света касается движения объектов и их взаимодействия. А тут растет само пространство и у пространства таких ограничений нет.
Есть популярная бытовая аналогия, которая легко объясняет этот парадокс.
Возьмите тесто с изюмом. Когда тесто поднимается, каждая изюминка видит: все остальные удаляются. Но нет никакой «центральной изюминки» — тянется вся масса целиком.
Галактики в этой аналогии — изюм. Но некоторые изюминки слиплись между собой: пространство вокруг них тянется, а сами они остаются вместе.
Для многих далёких галактик свет, испущенный ими сегодня, уже никогда не доберётся до нас: ускоряющееся расширение создаёт своего рода горизонт событий. За ним находятся огромные области Вселенной, которые нам принципиально уже никогда не увидеть (ну или если в будущем мы не созданим какую-то супертехнологию на базе новой физики).
На больших масштабах любой наблюдатель — хоть мы, хоть гипотетический астроном в другой галактике — увидит одну и ту же картину: далёкие галактики в среднем удаляются, и чем дальше тем быстрее.
Каждый будет ощущать себя центром. Но это не физический центр Вселенной, а просто геометрия горизонта наблюдения — сфера радиусом около 46,5 миллиарда световых лет вокруг наблюдателя. У астронома в другой галактике своя такая же сфера.
И ещё одна удивительная деталь.
Диаметр в 93 миллиарда световых лет — это размер наблюдаемой части Вселенной. Не всей Вселенной. Вся Вселенная может быть несравнимо больше. Возможно и бесконечной. А в бесконечном пространстве понятие «центра» просто теряет математический смысл.
Непростая правда о нашем месте в космосе
Трудно нам, людям, признать — что мы не центр. Возможно даже — не главные и не единственные в этом мире.
Человечество веками думало, что сидит в кабине пилота Вселенной.
А потом выяснилось, что мы вообще летим в багаже.
Наука методично лишала нас статуса «особенных». Сначала Земля оказалась не центром системы. Потом выяснилось, что Солнце — рядовая звезда на окраине рядовой галактики. Теперь мы знаем: в космосе вообще нет привилегированных точек.
Но есть и другой поворот. В ранней Вселенной не было ни Земли, ни Солнца, ни атомов в привычном смысле — только частицы в раскалённой плотной плазме. И вещество, из которого потом сложились ваши кости, кровь и экран телефона, было частью той же среды, что и вещество самых далёких галактик. Та же плазма. То же расширение. То же начало.
Возможно, в этом и есть главный космический урок: Вселенная не обязана иметь центр, чтобы в ней было место для смысла.
Возможно, смысл Вселенной именно в отсутствии центра. Потому что тогда любая точка может стать местом, где кто-то впервые посмотрит на звёзды.
Мы не сидим в VIP-ложе мироздания, но и не болтаемся где-то у служебного входа. Просто оказалось, что у космоса нет партера, балкона, а равно как и дешёвых мест за колонной.
Есть только огромное расширяющееся пространство — и маленькие существа внутри него, которые почему-то научились задавать большие вопросы. А это, согласитесь, уже неплохая заявка на роль.
Поделись видео:
