UNIVERS
UNIVERS
Dicționar filosofic enciclopedic. 2010 .
V. este infinit diversă în formele existenței și mișcării materiei. Materia nu apare și nu este distrusă, ci trece doar de la o formă la alta. Prin urmare, este complet arbitrar și idealist. este teoria creării constante a materiei din „nimic” (F. Hoyle, Un nou model pentru universul în expansiune), în revista „Mesures Notices of the Royal Astron. Soc”, L., 1948, v. 108; H. Bondi, Cosmologie, 1952).
Varietatea infinită de forme materiale în infinitul V. duce la concluzia că organic. , ca una dintre formele de existență a materiei, nu este proprietatea numai a planetei noastre, ci apare peste tot unde se formează cele corespunzătoare.
Acestea sunt rețeaua. proprietăți ale lui V., care nu numai că sunt fizice, ci și mari. valoare. În concluziile sale generale, știința structurii Marii Britanii este strâns legată de filozofie. De aici și ideologia acerbă. , realizat pe structura și dezvoltarea lui V.
Negarea infinitului V. în spațiu și timp din partea mai multor oameni de știință este cauzată nu numai de influența idealistului. atmosfera spirituală, într-o tăietură pe care o reprezintă, dar și prin încercări nereușite de a construi un V. constant infinit, bazat pe întregul set de date observaționale cunoscute de noi. Recunoașterea într-o formă sau alta a fineții lui V. este, în esență, un refuz de a rezolva o problemă științifică majoră, o trecere de la punctul de vedere al științei la punctul de vedere al religiei. În această dialectică. materialismul, dovedind V. în spațiu și timp, stimulează dezvoltarea în continuare a științei, indicând căile fundamentale pentru dezvoltarea teoriei.
Problema fineții sau infinitului lui V. nu este doar știința naturală. De la sine, acumularea de empirici. materialul și matematica sa. procesarea numai în cadrul unui anumit departament. științele încă nu pot da un răspuns exhaustiv și logic invulnerabil la întrebarea pusă. Cel mai potrivit mijloc pentru rezolvarea acestei probleme este filozofia. , bazat pe realizările tuturor științelor naturale și pe o bază solidă a materialismului dialectic. metodă. Dialogicianul vine aici în prim-plan. dezvoltarea conceptului de infinit, dificultățile de operare care sunt resimțite nu numai, dar și de alte științe.
Astfel, proprietățile generale ale lui V., caracteristicile sale spațio-temporale provoacă mari dificultăți. Dar toată dezvoltarea milenară a științei ne convinge că această problemă nu poate fi decât pe calea recunoașterii infinității lui V. în spațiu și timp. În termeni generali, o astfel de soluție este dată de materialismul dialectic. Cu toate acestea, crearea unei concepții raționale, consecvente a V. în ansamblul său, ținând cont de toate procesele observate, este o problemă de viitor.
Lit .: Engels F., Dialectics of Nature, M., 1955, Anti-Dühring, M., 1957; Lenin V.I., Materialism și, Soch., Ediția a IV-a, V. 14; Blazhko SN, Cursul de astronomie generală, M., 1947; Kolak I.F., Curs de astronomie generală, ediția a VII-a, M., 1955; Parenago P. P., Cursul de astronomie stelară, ediția a III-a, M., 1954; Eigenson M. S, Big Univers, M. - L., 1936; Fesenkov VG, Conceptele moderne ale Universului, M.–L., 1949; Agekyan T. Α., Universul stelelor, M., 1955; Lyttlеton R. Α., Universul modern, L.,; Houle F., Frontierele astronomiei, Melb .; Thomas O., Astronomie. Tatsachen und Probleme, 7 Aufl., Salzburg - Stuttgart ,.
A. Bovin. Moscova.
Enciclopedia filosofică. În 5 volume - M .: enciclopedia sovietică. Editat de F. V. Konstantinov. 1960-1970 .
UNIVERS
UNIVERSE (din greacă. „Oikumena” - pământ locuit, locuit) - „tot ce există”, „toată lumea care îmbrățișează”, „totalitatea tuturor lucrurilor”; sensul acestor termeni este ambiguu și este determinat de contextul conceptual. Există cel puțin trei niveluri ale conceptului de „Univers”.
1. Universul ca unul filosofic are o semnificație apropiată de conceptul de „univers” sau „lume”: „lume materială”, „ființă creată” etc., joacă un rol important în filosofia europeană. Imaginile Universului în ontologii filozofice au fost incluse în fundamentele filozofice ale cercetării științifice a Universului.
2. Universul în cosmologia fizică, sau Universul în ansamblu, este un obiect al extrapolării cosmologice. În sensul tradițional, este un sistem fizic atotcuprinzător, nelimitat și fundamental unic („Universul a fost publicat într-un singur exemplar” - A. Poincare); lumea privită din punct de vedere fizic și astronomic (A. L. Zelmanov). Diferite teorii și modele ale Universului sunt considerate din acest punct de vedere ca nu sunt echivalente între ele ale aceluiași original. Un astfel de Univers în ansamblul său a fost fundamentat în diferite moduri: 1) prin referire la „prezumția de extrapolare”: cosmologia pretinde să reprezinte întreaga lume care îmbrățișează în sistemul cunoașterii prin mijloacele sale conceptuale și, până când se dovedește altfel, aceste afirmații ar trebui acceptate în întregime; 2) în mod logic, Universul este definit ca o lume întreagă, și alte Universuri nu pot exista prin definiție etc. Cosmologia clasică, newtoniană a creat universul, infinit în spațiu și timp, iar infinitul era considerat o proprietate atributivă a universului. În general, este acceptat faptul că Universul infinit omogen de Newton a „distrus” antichitatea. Cu toate acestea, imaginile științifice și filozofice ale Universului continuă să coexiste într-o cultură care se îmbogățește reciproc. Universul newtonian a distrus imaginea cosmosului antic doar în sensul că a separat omul de Univers și chiar s-a opus acestora.
În cosmologia relativistă, neclasică, a fost construită pentru prima dată o teorie a universului. Proprietățile sale s-au dovedit complet diferite de cele newtoniene. Conform teoriei Universului în expansiune, dezvoltată de Friedman, Universul în ansamblul său poate fi atât finit, cât și infinit în spațiu, iar în timp este în orice caz finit, adică a avut un început. A. A. Fridman credea că lumea, sau Universul ca obiect al cosmologiei, „este infinit mai îngustă și mai mică decât universul mondial al filosofului”. Dimpotrivă, majoritatea copleșitoare a cosmologilor, bazată pe principiul uniformității, a identificat modelele Universului în expansiune cu Metagalaxia noastră. Extinderea inițială a Metagalaxy a fost considerată ca „începutul a tot”, din punct de vedere creaționist - ca „creația lumii”. Unii cosmologi relativiști, considerând uniformitatea ca o simplificare insuficient fundamentată, au considerat Universul ca un sistem fizic cuprinzător la o scară mai mare decât Metagalaxia, iar Metagalaxia ca doar o parte limitată a Universului.
Cosmologia relativistă a schimbat radical imaginea universului în tabloul științific al lumii. În ceea ce privește viziunea asupra lumii, ea a revenit la imaginea cosmosului antic, în sensul că acesta a conectat din nou omul și Universul (în evoluție). Un alt pas în această direcție a fost în cosmologie. Abordarea modernă a interpretării Universului în ansamblul său se bazează, mai întâi, pe diferențierea ideii filozofice a lumii și a Universului ca obiect al cosmologiei; în al doilea rând, acest concept este relativizat, adică volumul său este corelat cu un anumit nivel de cunoaștere, teorie sau model cosmologic - într-un mod pur lingvistic (indiferent de statutul lor obiect) sau în sensul obiectului. Universul a fost interpretat, de exemplu, ca „cel mai mare eveniment pentru care legile noastre fizice pot fi aplicate, extrapolate într-un fel sau altul” sau „ar putea fi considerate legate fizic cu noi” (G. Bondi).
Dezvoltarea acestei abordări a fost conceptul conform căruia universul din cosmologie este „tot ceea ce există”. nu într-un anumit sens absolut, ci doar din punctul de vedere al unei teorii cosmologice date, adică a unui sistem fizic de cea mai mare scară și ordine, care rezultă dintr-un anumit sistem de cunoaștere fizică. Aceasta este o relativă și tranzitorie a megaworld-ului cognitiv, determinată de posibilitățile extrapolării sistemului de cunoștințe fizice. Universul în ansamblu nu este întotdeauna menit să fie același „original”. Dimpotrivă, diferite teorii pot avea diferite obiecte originale, adică sisteme fizice de diferite ordine și scale ale ierarhiei structurale. Dar toate afirmațiile de a reprezenta o lume întreagă în întregime, într-un sens absolut, rămân nefondate. Atunci când interpretăm Universul în cosmologie, ar trebui să facem o legătură între potențialul și realul existent. Ceea ce este considerat inexistent astăzi poate intra mâine în domeniul cercetării științifice, va exista (din punctul de vedere al fizicii) și va fi inclus în înțelegerea noastră despre Univers.
Așadar, dacă teoria Universului în expansiune a descris în mod esențial Metagalaxia noastră, atunci teoria Universului inflaționist („umflător”), cea mai populară în cosmologia modernă, introduce conceptul unui set de „alte universuri” (sau, în termeni de limbaj empiric, obiecte extrametagalactice) cu proprietăți calitative diferite. Teoria inflaționistă recunoaște, adică o încălcare megascopică a principiului uniformității Universului și introduce principiul diversității infinite a Universului, care este complementar în sensul său. IS Shklovsky a propus să numească totalitatea acestor universuri „Metaverse”. Cosmologia inflaționistă într-o formă specifică reînvie, adică, ideea infinitului Universului (Metaverse) ca varietate infinită a acestuia. Obiecte precum Metagalaxy sunt adesea numite „mini-universuri” în cosmologia inflaționistă. Miniuniversele apar prin fluctuații spontane ale vidului fizic. Din acest punct de vedere, rezultă că momentul inițial al expansiunii Universului nostru, Metagalaxia nu trebuie neapărat să fie considerat începutul absolut al tuturor. Acesta este doar momentul inițial al evoluției și autoorganizării unuia dintre sistemele cosmice. În unele versiuni ale cosmologiei cuantice, conceptul de univers este strâns legat de existența unui observator („principiul participării”). „Renunțând la o anumită etapă limitată a existenței sale la observatori și participanți, nu dobândește
Univers ... Ce cuvânt îngrozitor. Scara ce înseamnă aceste cuvinte sfidează orice înțelegere. Pentru noi să parcurgem 1000 de km este deja o distanță și ce înseamnă ei în comparație cu o figură uriașă, care denotă cel mai mic diametru posibil al Universului nostru, din punctul de vedere al oamenilor de știință.
Această cifră nu este doar colosală - este suprarealistă. 93 de miliarde de ani-lumină! În kilometri, acest lucru este exprimat prin numărul următor 879 847 933 950 014 400 000 000.
Ce este Universul?
Ce este Universul? Cum să îmbrățișezi cu mintea această imensitate, pentru că aceasta, așa cum a scris Kozma Prutkov, nu este dată nimănui. Haideți să ne bazăm pe lucruri familiare, simple, care ne pot conduce către analogie dorită prin analogie.
Din ce este făcut universul nostru?
Pentru a rezolva asta, mergeți în bucătărie chiar acum și apucați buretele de cauciuc spumos pe care îl utilizați pentru a spăla vasele. Am luat? Deci, ții un model al universului în mâinile tale. Dacă aruncați o privire mai atentă asupra structurii buretei printr-o lupă, veți vedea că este un set de pori deschiși, limitați nu chiar de pereți, ci mai degrabă de poduri.
Universul este ceva similar, dar nu numai cauciucul din spumă este folosit ca material pentru poduri, dar ... ... Nu planetele, nu sistemele cu stele, ci galaxiile! Fiecare dintre aceste galaxii constă din sute de miliarde de stele care orbitează pe un nucleu central și fiecare poate fi de până la sute de mii de ani-lumină. Distanța dintre galaxii este de obicei de aproximativ un milion de ani-lumină.
Extinderea universului
Universul nu este doar mare, ci este în continuă extindere. Acest fapt stabilit prin observarea redshift-ului a constituit baza teoriei Big Bang. 
NASA estimează că universul a fost în jur de 13,7 miliarde de ani de la Big Bang-ul care l-a început.
Ce înseamnă cuvântul „univers”?
Cuvântul „Univers” are rădăcini vechi slavone și, de fapt, este o hârtie de urmărire din cuvântul grecesc oikumenta (οἰκουμένη)din verb „Locuiesc, locuiesc”... Inițial, acest cuvânt denota întreaga parte locuită a lumii. În limbajul bisericii, o semnificație similară rămâne până în zilele noastre: de exemplu, Patriarhul Constantinopolului are cuvântul „ecumenic” în titlul său.
Termenul este derivat din cuvântul „posesiune” și este în concordanță doar cu cuvântul „totul”.
Ce este în centrul universului?
Problema centrului Universului este un lucru extrem de confuz și nu a fost încă rezolvată fără ambiguitate. Problema este că nu este clar dacă există sau nu. Este logic să presupunem că, deoarece a existat un Big Bang, din epicentrul căruia nenumărate galaxii au început să zboare, înseamnă că urmărind traiectoria fiecăreia dintre ele, puteți găsi centrul Universului la intersecția acestor traiectorii. Cert este însă că toate galaxiile se îndepărtează una de cealaltă la aproximativ aceeași viteză și practic se observă aceeași imagine din fiecare punct al Universului. 
Atât de mult se teoretizează aici încât orice academician va înnebuni. Chiar și a patra dimensiune a fost atrasă de mai multe ori, indiferent dacă a fost greșită, dar nu există nicio claritate specială în această problemă.
Dacă nu există o definiție clară a centrului Universului, atunci considerăm că este un exercițiu gol de a vorbi despre ceea ce este chiar în acest centru.
Ce este în afara universului?
Oh, aceasta este o întrebare foarte interesantă, dar la fel de vagă ca cea precedentă. În general nu se știe dacă universul are limite. Poate că nu sunt. Poate că sunt. Poate că, în afară de Universul nostru, există altele cu alte proprietăți ale materiei, cu legi ale naturii și constante ale lumii diferite de ale noastre. Nimeni nu poate oferi un răspuns concludent la o astfel de întrebare.
Problema este că suntem doar capabili să observăm universul la o distanță de 13,3 miliarde de ani-lumină. De ce? Foarte simplu: ne amintim că vârsta universului este de 13,7 miliarde de ani. Având în vedere că observația noastră are loc cu o întârziere egală cu timpul petrecut de lumină pentru a parcurge distanța corespunzătoare, nu putem observa Universul înainte de momentul în care a apărut. La această distanță vedem Universul vârstei copilului ...
Ce mai știm despre univers?
Multe și nimic! Știm despre strălucire relictă, șiruri cosmice, quasari, găuri negre și multe altele. O parte din aceste cunoștințe pot fi fundamentate și dovedite; unele sunt doar calcule teoretice care nu pot fi dovedite în mod concludent, iar altele sunt doar rodul imaginației bogate a pseudoscienților. 
Dar un lucru pe care îl știm sigur: nu va veni niciodată un moment în care să putem, ștergând transpirația de pe frunte cu ușurare, să spunem: „Ugh! Întrebarea este în sfârșit complet explorată. Nu mai este nimic de prins aici! "
Ce este în afara universului? Această întrebare este prea complexă pentru înțelegerea umană. Acest lucru se datorează faptului că, în primul rând, este necesar să se determine limitele sale, iar acest lucru este departe de a fi ușor.
Răspunsul general acceptat are în vedere doar universul observabil. Potrivit acestuia, dimensiunile sunt determinate de viteza luminii, deoarece este posibil să se vadă doar lumina care este emisă sau reflectată de obiecte în spațiu. Este imposibil să privești mai departe decât cea mai îndepărtată lumină care a călătorit de-a lungul întregii existențe a universului.
Spațiul continuă să se extindă, dar totuși, desigur. Mărimea sa este uneori denumită volum sau sferă Hubble. O persoană din univers probabil nu va putea ști niciodată ce este dincolo de granițele sale. Deci pentru toate explorările, acesta este singurul spațiu cu care vei avea vreodată să interacționezi. Cel puțin în viitorul apropiat.
Măreţie
Toată lumea știe că universul este minunat. Câte milioane de ani-lumină se întinde?
Astronomii studiază cu atenție radiația cosmică a fundalului cu microunde - ulterior perioadei Big Bang. Ei caută o legătură între ceea ce se întâmplă pe o parte a cerului și ceea ce este pe cealaltă parte. Și până acum nu există dovezi că există ceva în comun. Aceasta înseamnă că timp de 13,8 miliarde de ani în orice direcție, universul nu se repetă. Este nevoie de mult timp pentru ca lumina să ajungă cel puțin la marginea vizibilă a acestui spațiu.
Suntem încă preocupați de ceea ce este dincolo de limita universului care poate fi observată. Astronomii recunosc că spațiul este infinit. „Materia” din ea (energie, galaxii etc.) este distribuită exact în același mod ca și în Universul observabil. Dacă acest lucru este adevărat, atunci apar diferite anomalii ale ceea ce este pe margine.
Există mai mult decât doar mai multe planete diferite în afara volumului Hubble. Acolo puteți găsi în general tot ce poate exista. Dacă mergeți destul de departe, s-ar putea să găsiți chiar și un alt sistem solar cu Pământ, identic în toate privințele, cu excepția faptului că aveți terci de mâncare în loc de ouă stropite pentru micul dejun. Sau nu era deloc mic dejun. Sau să zicem că te-ai trezit devreme și ai jefuit o bancă.
De fapt, cosmologii cred că, dacă mergeți destul de departe, puteți găsi o altă sferă Hubble, care este complet identică cu a noastră. Majoritatea oamenilor de știință cred că universul pe care îl cunoaștem are granițe. Ceea ce este dincolo de ele rămâne cel mai mare mister.
Principiul cosmologic
Acest concept înseamnă că, indiferent de locul și direcția observatorului, toată lumea vede aceeași imagine a universului. Desigur, acest lucru nu se aplică studiilor mai mici. O astfel de omogenitate a spațiului este cauzată de egalitatea tuturor punctelor sale. Acest fenomen poate fi detectat doar pe scara unui grup de galaxii.
Ceva asemănător cu acest concept a fost propus pentru prima dată de Sir Isaac Newton în 1687. Și mai târziu, în secolul XX, acest lucru a fost confirmat și de observațiile altor oameni de știință. În mod logic, dacă totul ar apărea dintr-un punct al Big Bang-ului și apoi s-ar extinde în Univers, acesta ar rămâne destul de omogen.
Distanța peste care poate fi observat principiul cosmologic pentru a găsi această distribuție aparentă uniformă a materiei este de aproximativ 300 de milioane de ani lumină de Pământ.
Totuși, toate acestea s-au schimbat în 1973. Apoi, a fost descoperită o anomalie care încalcă principiul cosmologic.
Mare atractiv
O concentrație uriașă de masă a fost găsită la o distanță de 250 de milioane de ani-lumină, în apropierea constelațiilor Hydra și Centaurus. Greutatea sa este atât de mare încât ar putea fi comparată cu zeci de mii de mase ale Căii Lactee. Această anomalie este considerată a fi un supercluster galactic.
Acest obiect a fost numit Marele Atractor. Forța sa gravitațională este atât de puternică încât afectează alte galaxii și grupurile lor de-a lungul a câteva sute de ani-lumină. A rămas mult timp unul dintre cele mai mari mistere ale cosmosului.
În 1990, s-a descoperit că mișcarea grupurilor colosale de galaxii, numită Marele Atractor, tinde către o altă regiune a spațiului - dincolo de marginea universului. Până în prezent, acest proces poate fi observat, deși anomalia în sine se află în „zona de evitare”.
Energie întunecată
Conform Legii lui Hubble, toate galaxiile trebuie să se deplaseze uniform unele de altele, păstrând principiul cosmologic. Cu toate acestea, în 2008 a apărut o nouă descoperire.
Sonda Wilkinson Microwave Anisotropy (WMAP) a detectat un grup mare de clustere care se deplasează în aceeași direcție cu viteze de până la 600 de mile pe secundă. Toți s-au îndreptat către o mică regiune a cerului dintre constelațiile Centaurus și Parus.
Nu există un motiv evident pentru acest lucru și, deoarece a fost un fenomen inexplicabil, a fost numit „energie întunecată”. Este cauzată de ceva din afara universului observabil. În prezent, există doar speculații despre natura sa.
Dacă grupurile de galaxii sunt atrase spre o gaură neagră colosală, atunci mișcarea lor ar trebui să se accelereze. Energia întunecată indică viteza constantă a corpurilor cosmice în miliarde de ani lumină.
Unul dintre motivele posibile ale acestui proces sunt structurile masive care sunt situate în afara universului. Au o influență gravitațională imensă. Nu există structuri uriașe în universul observabil cu o gravitație gravitațională suficientă pentru a provoca acest fenomen. Dar acest lucru nu înseamnă că nu ar putea exista în afara zonei observate.
Aceasta ar însemna că structura universului nu este uniformă. În ceea ce privește structurile în sine, ele pot fi literalmente orice, de la agregate de materie la energie pe o scară care poate fi greu de imaginat. Este chiar posibil ca acestea să direcționeze forțele gravitaționale din alte universuri.
Bule interminabile
Vorbind despre ceva din afara sferei Hubble nu este în totalitate corectă, deoarece are încă o structură Metagalaxy identică. „Necunoscut” are aceleași legi fizice ale universului și constantelor. Există o versiune în care Big Bang a provocat apariția de bule în structura spațiului.
Imediat după ea, înainte de începutul inflației Universului, a apărut un fel de „spumă cosmică”, existentă ca un grup de „bule”. Unul dintre obiectele acestei substanțe s-a extins brusc, devenind în cele din urmă Universul cunoscut astăzi.
Dar ce a ieșit din celelalte bule? Alexander Kashlinsky, șeful echipei NASA, organizația care a descoperit „energia întunecată”, a spus: „Dacă vă deplasați destul de departe, puteți vedea o structură care se află în afara bulei, în afara universului. Aceste structuri ar trebui să provoace mișcare ".
Astfel, „energia întunecată” este percepută ca prima dovadă a existenței unui alt univers, sau chiar a unui „multivers”.
Fiecare bulă este o zonă care a încetat să se întindă împreună cu restul spațiului. Ea și-a format propriul univers cu propriile legi speciale.
În acest scenariu, spațiul este infinit și fiecare bulă nu are, de asemenea, limite. Chiar dacă este posibil să se rupă limita unuia dintre ei, spațiul dintre ei se extinde în continuare. În timp, va fi imposibil să atingem următoarea bule. Acest fenomen rămâne încă unul dintre cele mai mari mistere ale cosmosului.
Gaură neagră
Teoria propusă de fizicianul Lee Smolin presupune că fiecare astfel de obiect spațial din dispozitivul Metagalaxy determină formarea unuia nou. Nu trebuie decât să-ți imaginezi câte găuri negre există în Univers. În interiorul fiecăruia există legi fizice diferite de cele ale predecesorului său. O ipoteză similară a fost prezentată pentru prima dată în 1992 în cartea „Viața cosmosului”.
Stelele din întreaga lume care sunt prinse în găuri negre sunt comprimate până la densități incredibil de extreme. În astfel de condiții, acest spațiu explodează și se extinde în propriul său univers, diferit de original. Punctul în care timpul se oprește în interiorul găurii negre este începutul Big Bang-ului noului Metagalaxy.
Condițiile extreme în interiorul unei găuri negre distruse duc la mici modificări aleatorii ale forțelor și parametrilor fizici de bază din Universul fiic. Fiecare dintre ele are caracteristici și indicatori diferiți de la părinte.
Existența stelelor este o condiție prealabilă pentru formarea vieții. Acest lucru se datorează faptului că în ele sunt create carbon și alte molecule complexe care oferă viață. Prin urmare, sunt necesare aceleași condiții pentru formarea ființelor și a Universului.
Critica selecției naturale cosmice ca ipoteză științifică este lipsa de dovezi directe în acest stadiu. Dar trebuie avut în vedere faptul că, din punct de vedere al credinței, nu este mai rău decât alternativele științifice propuse. Nu există nicio confirmare a ceea ce este în afara universului, fie că este vorba de multivers, teorie de coarde sau spațiu ciclic.
Multe universuri paralele
Această idee pare a fi ceva care are prea puțină legătură cu fizica teoretică modernă. Dar ideea existenței Multiversului a fost considerată multă vreme o posibilitate științifică, deși încă provoacă dezbateri intense și dezbateri distructive între fizicieni. Această opțiune distruge complet ideea de câte universuri sunt în spațiu.
Este important să rețineți că Multiverse nu este o teorie, ci mai degrabă o consecință a înțelegerii moderne a fizicii teoretice. Această distincție este critică. Nimeni nu a fluturat mâna și a spus: „Să existe un multivers!”. Această idee a derivat din învățăturile actuale, cum ar fi mecanica cuantică și teoria corzilor.
Fizică multiversă și cuantică
Mulți oameni cunosc experimentul de gândire „Pisica lui Schrödinger”. Esența sa constă în faptul că Erwin Schrödinger, fizician teoretic austriac, a subliniat imperfecțiunea mecanicii cuantice.
Omul de știință își propune să-și imagineze un animal care a fost plasat într-o cutie închisă. Dacă îl deschizi, poți afla una dintre cele două stări ale pisicii. Dar atâta timp cât cutia este închisă, animalul este fie viu, fie mort. Acest lucru dovedește că nu există o stare care să combine viața și moartea.
Toate acestea par imposibile doar pentru că percepția umană nu o poate înțelege.
Dar acest lucru este destul de posibil în conformitate cu regulile ciudate ale mecanicii cuantice. Spațiul tuturor posibilităților este imens în el. Matematic, o stare mecanică cuantică este suma (sau superpoziția) tuturor stărilor posibile. În cazul pisicii lui Schrödinger, experimentul este o superpoziție a pozițiilor „moarte” și „vie”.
Dar cum poate fi interpretat acest lucru astfel încât să aibă vreun sens practic? O modalitate populară este de a gândi toate aceste posibilități astfel încât singura stare „obiectiv adevărată” a pisicii să fie observabilă. Cu toate acestea, se poate conveni, de asemenea, că aceste posibilități sunt corecte și că toate există în Universuri diferite.
Teoria corzilor
Aceasta este cea mai promițătoare oportunitate de a combina mecanica cuantică și gravitația. Acest lucru este dificil, deoarece gravitația este la fel de indescriptibilă la scară mică precum atomii și particulele subatomice sunt în mecanica cuantică.
Dar teoria șirurilor, care spune că toate particulele fundamentale sunt formate din elemente monomerice, descrie toate forțele cunoscute ale naturii deodată. Acestea includ gravitația, electromagnetismul și forțele nucleare.
Cu toate acestea, teoria matematica a șirurilor necesită cel puțin zece dimensiuni fizice. Putem observa doar patru dimensiuni: înălțime, lățime, adâncime și timp. Prin urmare, noi dimensiuni suplimentare sunt ascunse de noi.
Pentru a putea folosi teoria pentru a explica fenomenele fizice, aceste studii suplimentare sunt „condensate” și prea mici la scară mică.
O problemă sau particularitate cu teoria șirurilor este că există multe modalități de a face compactizarea. Fiecare dintre ele duce la crearea unui univers cu legi fizice diferite, cum ar fi diferite mase de electroni și constante de gravitație. Cu toate acestea, există și obiecții serioase cu privire la metodologia de compactizare. Prin urmare, problema nu este complet rezolvată.
Dar întrebarea evidentă este: în ce dintre aceste oportunități trăim? Teoria șirurilor nu oferă un mecanism pentru a determina acest lucru. O face inutilă, deoarece nu este posibil să o testăm în profunzime. Dar explorarea marginii universului a transformat această eroare într-o caracteristică.
Urmările Big Bang-ului
În timpul celei mai timpurii structuri a universului, a existat o perioadă de expansiune accelerată numită inflație. Ea a explicat inițial de ce sfera Hubble este aproape uniformă la temperatură. Cu toate acestea, inflația a prezis și un spectru de fluctuații de temperatură în jurul acestui echilibru, care a fost ulterior confirmat de mai multe nave spațiale.
În timp ce detaliile exacte ale teoriei sunt încă dezbătute fierbinte, inflația este acceptată pe scară largă de către fizicieni. Cu toate acestea, un corolar la această teorie este că trebuie să existe și alte obiecte în univers, care încă se accelerează. Datorită fluctuațiilor cuantice ale spațiului, unele părți ale acestuia nu vor ajunge niciodată la starea finală. Aceasta înseamnă că spațiul se va extinde pentru totdeauna.
Acest mecanism generează un număr infinit de Universuri. Combinând acest scenariu cu teoria șirurilor, există posibilitatea ca fiecare dintre ele să aibă o compactificare diferită a dimensiunilor suplimentare și, prin urmare, să aibă legi fizice diferite ale universului.
Conform doctrinei Multiverse, prevăzută de teoria șirurilor și inflației, toate universurile trăiesc în același spațiu fizic și se pot intersecta. În mod inevitabil, trebuie să se ciocnească, lăsând urme pe cerul cosmic. Natura lor are o gamă largă - de la puncte reci sau fierbinți pe fundalul microundelor cosmice până la goluri anomale în distribuția galaxiilor.
Deoarece coliziunile cu alte universuri trebuie să apară într-o anumită direcție, orice interferență este de așteptat să perturbe uniformitatea.
Unii oameni de știință îi caută prin anomalii în fundalul cu microunde cosmic, în urma Big Bang-ului. Alții se află în valuri gravitaționale care se umplu prin spațiu-timp pe măsură ce obiectele masive trec. Aceste valuri pot dovedi direct existența inflației, ceea ce întărește în cele din urmă sprijinul pentru teoria multiversului.
În zorii cosmologiei - știința care studiază Universul - s-a acceptat, în general, că oamenii de știință se confundă deseori cu lucruri mici, dar niciodată nu se îndoiesc la nivel global. În timpul nostru, erorile în calcule au fost reduse la minimum, dar îndoielile au crescut la dimensiunea obiectului studiat. De zeci de ani, cosmologii au construit noi telescoape, au inventat detectoare ingenioase, folosind supercomputere și, ca urmare, pot spune cu încredere că universul a început în urmă cu 13.820 de milioane de ani dintr-o bulă minusculă în spațiul de dimensiunea unui atom. Pentru prima dată, oamenii de știință, cu o precizie de o zecime de procente, au creat o hartă a fundalului microundelor cosmice - radiații relicve care au apărut 380 de mii de ani după Big Bang.
Încă nu se știe care este materia întunecată. Energia întunecată este un mister și mai mare.Cosmologii au mai concluzionat că stelele și galaxiile pe care le vedem alcătuiesc doar 5% din compoziția Universului observat. Majoritatea sunt materii întunecate invizibile (27%) și energie întunecată (68%). Potrivit oamenilor de știință, materia întunecată formează structura Universului, legând împreună grupuri de materie împrăștiate în diferite colțuri ale sale, deși încă nu se știe care este această materie cea mai întunecată. Energia întunecată este un mister și mai mare, acest termen este de obicei folosit pentru a denota o forță necunoscută responsabilă de expansiunea în continuă accelerare a Universului. Primul indiciu al existenței materiei întunecate atotcuprinzătoare a fost cercetarea astronomului elvețian Fritz Zwicky. În anii 1930, la Observatorul Mount Wilson din sudul Californiei, Zwicky a măsurat viteza galaxiilor din clusterul Coma, orbitând în jurul centrului clusterului. El a ajuns la concluzia că galaxiile ar fi trebuit să se împrăștie demult în spațiul exterior, dacă nu ar fi fost ținute de un fel de materie invizibilă pentru ochiul uman. Clusterul părului Veronica a existat în ansamblu de miliarde de ani, din care Zwicky a concluzionat că „materia întunecată umple Universul cu o densitate de multe ori mai mare decât omologul său vizibil”. Studiile ulterioare au arătat că câmpul gravitațional al materiei întunecate a jucat un rol decisiv în formarea galaxiilor în primele etape ale existenței Universului - a fost forța gravitației care a reunit nori de „material de construcție” vitali pentru nașterea primelor stele. Materia întunecată nu este doar o materie baryonică obișnuită (formată din protoni și neutroni): există pur și simplu prea puțin în spațiul exterior. Desigur, există multe corpuri cerești care nu emit nimic: găuri negre, stele pitice slabe, acumulări reci de gaze și planete orfane, dintr-un anumit motiv alungate din sistemele lor stelare native. Cu toate acestea, masa lor totală nu poate în niciun fel să depășească masa materiei vizibile obișnuite de mai mult de cinci ori. Acest lucru le oferă oamenilor de știință motive să creadă că materia întunecată este formată din unele particule mai exotice care nu au fost încă observate în experimente. Oamenii de știință implicați în construcția teoriei cuantice supersimetrice au sugerat existența diferitelor particule care pot fi potrivite pentru rolul materiei întunecate prețuite. Confirmarea modului în care interacționează materia slab întunecată nu numai cu materia baryonică, ci și cu ea însăși, cosmologii au găsit trei miliarde de ani-lumină de pe Pământ în clusterul Bullet, care este de fapt două grupări de galaxii în coliziune. Astronomii au identificat nori masivi de gaz fierbinte în centrul clusterului, formați de obicei atunci când nori de materie baryonică se ciocnesc. Pentru studii suplimentare, cercetătorii au cartografiat câmpul gravitațional al Bullet Cluster și au identificat două regiuni cu concentrație mare de masă departe de zona de coliziune - una în fiecare dintre grupurile galactice în coliziune. Observațiile au arătat că spre deosebire de materia baryonică, care reacționează violent în momentul contactului direct, încărcăturile lor mai grele de materie întunecată trec calm de locul catastrofei în condiții de siguranță și de sunet, fără a interacționa cu haosul care domnește în zonă. Detectoarele proiectate de oamenii de știință pentru căutarea materiei întunecate sunt incredibil de elegante din punct de vedere ingineresc - aici amintesc oarecum de ouăle Faberge, dintr-o privire în care chiar și maeștrii bijutieri sunt uluitori. Un astfel de detector, un spectrometru magnetic de 2 miliarde de dolari instalat pe Stația Spațială Internațională, colectează date despre posibilele coliziuni ale particulelor de materie întunecată unele cu altele. Cea mai mare parte a detectoarelor are ca scop căutarea urmelor de interacțiune între particulele de materie întunecată și baronică, iar încercările de remediere a acestora sunt făcute deja pe Pământ, sau mai bine zis, în subteran: pentru a minimiza interferențele introduse de particulele cu energie mare a razelor cosmice sosite din spațiul exterior, complexele de cercetare trebuie amplasate în adânc suprafața pământului. Detectoarele sunt tablouri de cristale răcite la temperaturi ultra-scăzute, în timp ce altele arată ca niște recipiente uriașe umplute cu xenon sau argon lichid, înconjurate de senzori și ambalate într-o „ceapă” multistrată învelită într-o varietate de materiale de ecranare (de la polietilenă la plumb și cupru). Un fapt interesant: plumbul topit recent are o radioactivitate scăzută, ceea ce este inacceptabil pentru construcția de detectoare extrem de sensibile. Experimentele folosesc balastul de plumb remodelat, care a fost ridicat din navele scufundate ale Imperiului Roman. De-a lungul celor două milenii pe care metalul a rămas în fundul mării, radioactivitatea sa a scăzut vizibil. Crezi că există o mulțime de întrebări despre materia întunecată? Comparativ cu ideile noastre de misterioasă energie întunecată! Premiul Nobel pentru fizică din 1979, Steven Weinberg, îl consideră „problema centrală a fizicii moderne”. Astrofizicianul Michael Turner a inventat termenul de „energie întunecată” după ce în 1998 două grupuri de astronomi au anunțat descoperirea expansiunii accelerate a universului. Au ajuns la această concluzie în timp ce studiau supernovele de tip Ia, care au aceeași luminozitate maximă, astfel încât pot fi folosite pentru a măsura distanțele față de galaxiile îndepărtate. Interacțiunea gravitațională între galaxii din grupurile lor ar trebui să limiteze extinderea universului, iar astronomi se așteaptă să încetinească ritmul schimbării distanțelor dintre grupurile de stele. Imaginează-ți surpriza lor când și-au dat seama că contrariul este adevărat: universul se extinde și rata de expansiune crește în timp. Și acest proces a început, după cum sugerează oamenii de știință, în urmă cu cinci până la șase miliarde de ani. În ultimii ani, astronomii s-au ocupat de cartografierea universului cu o precizie fără precedent. Acest lucru vă va ajuta să obțineți mai multe informații despre momentul exact când apare energia întunecată și să determinați dacă rămâne constantă sau se schimbă în timp. Dar posibilitățile telescoapelor și ale detectoarelor digitale nu sunt nelimitate, ceea ce înseamnă că, pentru a obține o teorie cosmologică mai precisă, este necesară dezvoltarea și construirea de noi instrumente - principiul a rămas neschimbat de la începutul astronomiei. Pentru a construi o astfel de hartă, au fost lansate mai multe proiecte, cum ar fi Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS), în cadrul căruia, folosind un telescop de 2,5 metri la observatorul american Apache Point, distanțele sunt măsurate în spațiu cu ultra-înaltă ) precizia. Proiectul Dark Energy Survey (DES) colectează și studiază informații despre 300 de milioane (!) De galaxii, observații sunt efectuate la telescopul Victor Blanco, de 4 metri, situat în Anii chilieni. În 2020, Agenția Spațială Europeană ESA intenționează să lanseze telescopul orbitant Euclid, ceea ce ne va permite să analizăm trecutul și să înțelegem cum s-a schimbat dinamica expansiunii Universului de-a lungul a câteva miliarde de ani. Și odată cu lansarea telescopului de mare sondaj sinoptic (LSST), care se află în construcție la câțiva kilometri de telescopul Blanco, cosmologii vor avea cantități uriașe de date unice. Relativ mic (diametrul oglinzii - 8,4 metri), dar suficient de rapid pentru fotografiere, LSST va fi echipat cu o cameră digitală de ultimă generație de 3.2 gigapixeli, permițând să surprindă o parte corectă a cerului deodată. Cu ajutorul unui astfel de arsenal de instrumente sofisticate din punct de vedere tehnic, oamenii de știință speră să măsoare rata de expansiune a Universului, să afle dacă aceasta s-a schimbat de la apariția energiei întunecate și să înțeleagă locul acesteia din urmă în structura universului. Acest lucru ne va permite să tragem concluzii nici mai mult nici mai puțin despre ceea ce așteaptă Universul în viitor și cum putem continua să îl studiem. Dacă se extinde într-un ritm din ce în ce mai mare, complet la mila energiei întunecate, majoritatea galaxiilor vor fi aruncate în afara câmpului de vedere al celuilalt, lăsând niciun obiect pe care astronomii viitorului să-l observe, cu excepția vecinilor apropiați și a prăpastiei cosmice lipsite. Pentru a înțelege natura energiei întunecate , va trebui să regândim conceptele fundamentale ale spațiului în sine. Multă vreme, spațiul dintre stele și planete a fost considerat complet gol, deși Isaac Newton a spus că i-a fost extrem de dificil să-și imagineze modul în care gravitația poate ține Pământul pe orbită în jurul Soarelui, dacă nu există nimic între ele decât un vid. În secolul XX, teoria câmpurilor cuantice a arătat că, de fapt, spațiul nu este gol, ci, dimpotrivă, este pătruns peste tot cu câmpuri cuantice. Principalele blocuri care formează materie - protoni, electroni și alte particule - sunt în esență doar tulburări ale câmpurilor cuantice. Când energia câmpului este la minimum, spațiul apare gol. Dar, dacă câmpul este deranjat, totul din jur prinde viață, umplându-se cu materie vizibilă și energie. Matematicianul Luciano Boy compară spațiul cu suprafața apei dintr-un iaz alpin: devine vizibil atunci când intră o adiere ușoară, acoperind iazul cu ondulații tremurânde. "Spațiul gol nu este cu adevărat gol", a spus fizicianul american John Archibald Wheeler. "Conține fizică reală, plină de surprize și surprize." Energia întunecată poate confirma puterea profetică profundă a cuvintelor lui Wheeler. Oamenii de știință se bazează pe teoria Einstein a relativității generale, cu un secol în urmă, pentru a înțelege mecanismele responsabile pentru inflația continuă a universului - care, după cum se dovedește, continuă să se accelereze. Funcționează excelent pe obiecte la scară largă, dar se poticnește la nivelul micro, unde teoria cuantică stăpânește mingea și unde se află soluția pentru extinderea permanentă a spațiului. Pentru a explica energia întunecată, poate fi nevoie de ceva fundamental nou - ceva precum teoria cuantică a spațiului și a gravitației. Știința modernă se confruntă cu o problemă aparent simplă: câtă energie - întunecată sau alta, este conținută într-o anumită zonă limitată de spațiu? Dacă te bazezi pe teoria cuantică pentru calcule, rezultatul este incredibil de mare. Și dacă astronomii sunt implicați în problemă, estimarea lor bazată pe observații despre energia întunecată va fi disproporționat de mică. Diferența dintre cele două numere este uluitoare: 10 până la a 121-a putere! Acesta este unul cu 121 zerouri - mai mult decât numărul de stele din universul observabil și toate boabele de nisip de pe planeta noastră. Aceasta este cea mai semnificativă prejudecată din istoria științei, cauzată de inconsecvența dintre teorie și observația faptică. Evident, ne lipsește unele proprietăți fundamental importante ale spațiului și, prin urmare, tot ceea ce ne înconjoară și face parte din el - galaxii, stele, planete și noi înșine. Oamenii de știință încă nu și-au dat seama cât de mare este decalajul în cunoștințele noastre.
Scara distanței universului
Pe măsură ce universul se extinde, întrebarea distanțelor până la galaxii foarte îndepărtate este dificil de răspuns. Totul depinde de punctul dvs. de vedere.
Nebula Omega
Nebuloasa vulturului
Antlia Cluster
Aceasta este problema determinării distanțelor într-un univers în expansiune: două galaxii sunt unul lângă celălalt când vârsta universului este de doar 1 miliard de ani. Prima galaxie emite un impuls de lumină. Cea de-a doua galaxie nu primește acest impuls până când universul împlinește 14 miliarde de ani.
În acest moment, aceste galaxii sunt separate cu aproximativ 26 de miliarde de ani-lumină; un impuls de lumină a fost în tranzit timp de 13 miliarde de ani; iar imaginea pe care o obțin oamenii în a doua galaxie este o imagine a primei galaxii într-un moment în care avea doar un miliard de ani și când era la doar 2 miliarde de ani lumină.
În cosmologie, sunt acceptate în general patru scale diferite de distanță:
(1) Distanța fotometrică - DL
Într-un univers în expansiune, galaxiile îndepărtate sunt mult mai dificil de distins decât se poate aștepta, deoarece fotonii de lumină sunt întinși și dislocați pe o arie largă. Acesta este motivul pentru care este nevoie de telescoape imense pentru a vedea galaxii foarte îndepărtate. Cele mai îndepărtate galaxii vizibile prin telescopul spațial Hubble sunt atât de slab vizibile încât par a fi la aproximativ 350 de miliarde de ani lumină, chiar dacă sunt mult mai apropiate.
Scala fotometrică nu reprezintă distanța reală, dar este folosită pentru a determina modul în care apar galaxiile slabe galaxii foarte îndepărtate.
(2) Distanța unghiului diametru - DA
În universul în expansiune, vedem galaxii aproape de marginea universului vizibil când erau foarte mici, de ordinul acum 14 miliarde de ani, de când lumina a avut nevoie de aproximativ 14 miliarde de ani pentru a ajunge la noi.
Totuși, galaxiile de la acea vreme nu erau doar tinere, ci și situate mult mai aproape de noi.
Cele mai subtile galaxii vizibile prin telescopul spațial Hubble se aflau la doar câteva miliarde de ani lumină distanță când a fost emisă lumina.
Aceasta înseamnă că galaxiile foarte îndepărtate arată mult mai mari decât s-ar fi așteptat, de parcă s-ar afla la o distanță de aproximativ 2 sau 3 miliarde de ani lumină față de noi (Deși arată și foarte, foarte slab - vezi „Distanța fotometrică”).
Distanța unghiulară a diametrului este un bun indicator (în special într-o galaxie plană ca a noastră) a cât de aproape a fost o anumită galaxie atunci când emitea lumina pe care o vedem în prezent.
(3) Distanța de însoțitor - DC
Scara distanței comovante se extinde odată cu Universul. Ne oferă o idee despre locul unde sunt localizate galaxiile, în ciuda faptului că observăm o galaxie îndepărtată așa cum era când era mult mai tânără și mai mică. La această scară, marginea cea mai îndepărtată a universului vizibil se află în prezent la 47 de miliarde de ani lumină de noi, deși cele mai îndepărtate galaxii vizibile prin telescopul spațial Hubble ar fi la aproximativ 32 de miliarde de ani lumină.
Distanța însoțitoare este opusă distanței diametrului unghiular.
Această distanță arată unde sunt galaxiile în acest moment, nu unde au fost când au emis lumina pe care o vedem acum.
(4) Distanța de aberație - DT
Distanța de aberație înseamnă timpul necesar pentru ca lumina din galaxiile îndepărtate să ajungă la noi. Acest lucru se înțelege atunci când spun că universul vizibil are o rază de 14 miliarde de ani lumină.
Sensul acestei afirmații: vârsta Universului este de aproximativ 14 miliarde de ani, în timp ce lumina provenită de la galaxii mai îndepărtate nu a avut suficient timp pentru a ajunge la noi.
Distanța de aberație este în egală măsură o măsură a timpului și o măsură a distanței. Principalul beneficiu al acestei scări este că ne oferă o idee despre vârsta imaginii unei galaxii date pe care o vedem în prezent.
Pentru distanțe mici (de ordinul a 2 miliarde de ani-lumină sau mai puțin), toate cele patru scale de distanță sunt aliniate și se repetă reciproc, astfel încât este mult mai ușor să se determine distanțele până la galaxii din Universul local din jurul nostru.
Mai jos sunt toate cele patru scale de distanță suprapuse la redshift. Redshift-ul este o măsură a întinderii luminii cauzată de extinderea universului: o galaxie cu un redshift ridicat este mai departe decât o galaxie cu redshift redus. Cele mai îndepărtate galaxii vizibile prin Telescopul spațial Hubble au un redshift de 10, în timp ce cele mai îndepărtate protogalaxii din Univers au probabil un redshift de aproximativ 15. Granița Universului vizibil are un redshift la infinit. Prin comparație, un telescop portabil tipic nu poate vedea obiecte cu redshift-uri mult peste 0,1 (aproximativ 1,3 miliarde de ani-lumină).
Distanța fotometrică (DL) demonstrează de ce este atât de dificil să vezi galaxii îndepărtate: o galaxie foarte tânără și îndepărtată cu un nivel redshift de 15 pare să fie la 560 de miliarde de ani lumină de noi, deși distanța unghiulară de diametru (DA) arată că în momentul de față această galaxie emitea lumină că vedem acum, avea de fapt aproximativ 2,2 miliarde de ani-lumină. Distanța de aberație (DT) indică faptul că lumina dintr-o anumită galaxie a parcurs 13,6 miliarde de ani de la emisia sa până în prezent. Distanța comoving (DC) indică faptul că aceeași galaxie astăzi, dacă am putea vedea, ar fi la 35 de miliarde de ani lumină de noi.
