ما هو خارج الكون؟ هذا السؤال معقد للغاية بالنسبة للفهم البشري. هذا يرجع إلى حقيقة أنه من الضروري تحديد حدودها في المقام الأول ، وهذا بعيد كل البعد عن البساطة.

الإجابة المقبولة عمومًا تأخذ في الاعتبار الكون المرئي فقط. وفقًا له ، يتم تحديد الأبعاد حسب سرعة الضوء ، لأنه من الممكن رؤية الضوء الذي تنبعثه أو تعكسه الكائنات في الفضاء فقط. من المستحيل أن ننظر أبعد من أبعد ضوء يسافر طوال فترة وجود الكون.

يستمر الفضاء في الزيادة ، لكنه لا يزال محدودًا. يشار إلى حجمه أحيانًا باسم حجم أو كرة هابل. ربما لن يتمكن الإنسان في الكون أبدًا من معرفة ما هو أبعد من حدوده. لذلك بالنسبة لجميع الأبحاث ، هذه هي المساحة الوحيدة التي سيتعين عليك التفاعل معها. على الأقل في المستقبل القريب.

عظمة

يعلم الجميع أن الكون كبير. كم مليون سنة ضوئية تمتد؟

يدرس علماء الفلك بعناية الإشعاع الكوني لخلفية الميكروويف - الشفق اللاحق للانفجار العظيم. إنهم يبحثون عن صلة بين ما يحدث على جانب واحد من السماء وما يحدث على الجانب الآخر. وعلى الرغم من عدم وجود دليل على وجود شيء مشترك. هذا يعني أنه لمدة 13.8 مليار سنة في أي اتجاه ، لا يكرر الكون نفسه. هذا هو الوقت الذي يستغرقه الضوء للوصول على الأقل إلى الحافة المرئية لهذه المساحة.

ما زلنا مهتمين بمسألة ما وراء الكون المرئي. يعترف علماء الفلك بأن الكون لانهائي. يتم توزيع "المادة" الموجودة فيه (الطاقة ، المجرات ، إلخ) بنفس الطريقة تمامًا كما هو الحال في الكون المرئي. إذا كان هذا صحيحًا ، فهناك حالات شاذة مختلفة لما هو على الحافة.

ما وراء حجم هابل لا يكمن فقط في المزيد كواكب مختلفة. هناك يمكنك أن تجد كل ما يمكن أن يوجد. إذا وصلت إلى مسافة كافية ، فقد تجد نظامًا شمسيًا آخر به الأرض متطابقة من جميع النواحي باستثناء أن لديك عصيدة على الإفطار بدلاً من البيض المخفوق. أو لم يكن هناك إفطار على الإطلاق. أو لنفترض أنك استيقظت مبكرًا وسرقت أحد البنوك.

في الواقع ، يعتقد علماء الكونيات أنه إذا ذهبت بعيدًا بما فيه الكفاية ، يمكنك العثور على كرة هابل أخرى مطابقة تمامًا لنا. يعتقد معظم العلماء أن الكون كما نعرفه له حدود. ما هو وراءهم يبقى اللغز الأكبر.

المبدأ الكوني

يعني هذا المفهوم أنه بغض النظر عن مكان واتجاه الراصد ، يرى الجميع الصورة نفسها للكون. بالطبع ، هذا لا ينطبق على الدراسات ذات النطاق الأصغر. هذا التجانس في الفضاء ناتج عن المساواة في جميع نقاطه. لا يمكن اكتشاف هذه الظاهرة إلا على مقياس مجموعة من المجرات.

تم اقتراح شيء مشابه لهذا المفهوم لأول مرة من قبل السير إسحاق نيوتن في عام 1687. وفي وقت لاحق ، في القرن العشرين ، تم تأكيد ذلك من خلال ملاحظات علماء آخرين. منطقيًا ، إذا نشأ كل شيء من نقطة واحدة في الانفجار العظيم ثم امتد إلى الكون ، فسيظل متجانسًا إلى حد ما.

المسافة التي يمكن عندها ملاحظة المبدأ الكوني للعثور على هذا التوزيع المنتظم الظاهري للمادة هي حوالي 300 مليون سنة ضوئية من الأرض.

ومع ذلك ، تغير كل شيء في عام 1973. ثم تم اكتشاف شذوذ ينتهك المبدأ الكوني.

جاذب كبير

تم العثور على تركيز هائل للكتلة على مسافة 250 مليون سنة ضوئية ، بالقرب من برجي هيدرا والقنطورس. وزنه كبير لدرجة أنه يمكن مقارنته بعشرات الآلاف من كتل درب التبانة. يعتبر هذا الشذوذ عنقود مجري فائق.

هذا الكائن يسمى الجاذب العظيم. قوة جاذبيتها قوية جدًا لدرجة أنها تؤثر على المجرات الأخرى وعناقيدها لعدة مئات من السنين الضوئية. لطالما كان أحد أكبر ألغاز الكون.

في عام 1990 ، تم اكتشاف أن حركة المجموعات الهائلة من المجرات ، والتي تسمى الجاذب العظيم ، تميل إلى منطقة أخرى من الفضاء - ما وراء حافة الكون. حتى الآن ، يمكن ملاحظة هذه العملية ، على الرغم من أن الحالة الشاذة نفسها تقع في "منطقة التجنب".

الطاقة المظلمة

وفقًا لقانون هابل ، يجب أن تتحرك جميع المجرات بشكل موحد بعيدًا عن بعضها البعض ، مما يحافظ على المبدأ الكوني. ومع ذلك ، في عام 2008 ظهر اكتشاف جديد.

وجد مسبار ويلكينسون تباين الموجات الدقيقة (WMAP) مجموعة كبيرة من العناقيد تتحرك في نفس الاتجاه بسرعات تصل إلى 600 ميل في الثانية. كانوا جميعًا في طريقهم إلى منطقة صغيرة من السماء بين الأبراج Centaurus و Parus.

لا يوجد سبب واضح لذلك ، وبما أنها كانت ظاهرة لا يمكن تفسيرها ، فقد سميت "الطاقة المظلمة". إنه ناتج عن شيء خارج الكون المرئي. في الوقت الحاضر ، هناك تكهنات فقط حول طبيعتها.

إذا انجذبت مجموعات المجرات نحو ثقب أسود هائل ، فيجب أن تتسارع حركتها. تشير الطاقة المظلمة إلى سرعة ثابتة للأجسام الكونية في مليارات السنين الضوئية.

واحد من الأسباب المحتملةهذه العملية - هياكل ضخمة خارج الكون. لديهم تأثير جاذبية هائل. داخل الكون المرئي ، لا توجد هياكل عملاقة ذات جاذبية كافية لإحداث هذه الظاهرة. لكن هذا لا يعني أنه لا يمكن أن توجد خارج المنطقة التي يمكن ملاحظتها.

هذا يعني أن بنية الكون ليست موحدة. أما بالنسبة للهياكل نفسها ، فيمكن أن تكون حرفياً أي شيء ، من مجاميع المادة إلى الطاقة على نطاق يصعب تخيله. بل من الممكن أن تكون هذه هي التي توجه قوى الجاذبية من الأكوان الأخرى.

فقاعات لا نهاية لها

إن الحديث عن شيء خارج مجال هابل ليس صحيحًا تمامًا ، لأنه لا يزال يحتوي على بنية متطابقة من Metagalaxy. "غير معروف" له نفس القوانين الفيزيائية للكون والثوابت. هناك نسخة أن الانفجار العظيم تسبب في ظهور فقاعات في بنية الفضاء.

مباشرة بعد ذلك ، قبل أن يبدأ تضخم الكون ، نشأ نوع من "الرغوة الكونية" ، الموجودة كمجموعة من "الفقاعات". تمدد أحد عناصر هذه المادة فجأة ، وأصبح في النهاية الكون المعروف اليوم.

لكن ما الذي خرج من الفقاعات الأخرى؟ قال ألكسندر كاشلينسكي ، رئيس فريق ناسا ، المنظمة التي اكتشفت "الطاقة المظلمة": "إذا تحركت بعيدًا بما يكفي ، يمكنك رؤية هيكل خارج الفقاعة ، خارج الكون. يجب أن تسبب هذه الهياكل الحركة ".

وبالتالي ، يُنظر إلى "الطاقة المظلمة" على أنها أول دليل على وجود كون آخر ، أو حتى "كون متعدد".

كل فقاعة هي منطقة توقفت عن التوسع مع بقية المساحة. لقد شكلت عالمها الخاص بقوانينها الخاصة.

في هذا السيناريو ، تكون المساحة غير محدودة وكل فقاعة أيضًا ليس لها حدود. حتى لو كان من الممكن اختراق حدود أحدهما ، فإن المسافة بينهما لا تزال تتسع. بمرور الوقت ، سيكون من المستحيل الوصول إلى الفقاعة التالية. لا تزال هذه الظاهرة واحدة من أعظم ألغاز الكون.

الثقب الأسود

تفترض النظرية التي اقترحها الفيزيائي Lee Smolin أن كل جسم فضائي مماثل في بنية Metagalaxy يتسبب في تكوين كائن جديد. على المرء فقط أن يتخيل عدد الثقوب السوداء الموجودة في الكون. داخل كل منها ، توجد قوانين فيزيائية تختلف عن تلك الخاصة بالسلف. تم طرح فرضية مماثلة لأول مرة في عام 1992 في كتاب "حياة الكون".

يتم ضغط النجوم حول العالم التي تسقط في الثقوب السوداء إلى كثافات شديدة للغاية. في ظل هذه الظروف ، ينفجر هذا الفضاء ويتوسع إلى كون جديد خاص به ، مختلف عن الكون الأصلي. النقطة التي يتوقف عندها الزمن داخل الثقب الأسود هي بداية الانفجار العظيم لمجرة ميتاجالاكسي الجديدة.

تؤدي الظروف القاسية داخل الثقب الأسود المدمر إلى تغييرات عشوائية صغيرة في القوى الفيزيائية الأساسية والمعلمات في الكون البنت. كل واحد منهم له خصائص ومؤشرات مختلفة عن الوالدين.

وجود النجوم شرط أساسي لتكوين الحياة. هذا لأن الكربون وغيره جزيئات معقدة، توفير الحياة ، يتم إنشاؤها في نفوسهم. لذلك ، هناك حاجة إلى نفس الشروط لتكوين الكائنات والكون.

إن انتقاد الانتقاء الطبيعي الكوني كفرضية علمية هو عدم وجود دليل مباشر في هذه المرحلة. لكن يجب ألا يغيب عن الأذهان أنه ، من حيث المعتقدات ، ليس أسوأ من البدائل العلمية المقترحة. لا يوجد دليل على ما هو خارج الكون ، سواء أكان ذلك الكون المتعدد ، أو نظرية الأوتار ، أو الفضاء الدوري.

العديد من الأكوان المتوازية

يبدو أن هذه الفكرة لا علاقة لها بالفيزياء النظرية الحديثة. لكن فكرة وجود الكون المتعدد لطالما اعتبرت احتمالًا علميًا ، على الرغم من أنها لا تزال تسبب نقاشًا نشطًا ونقاشًا هدامًا بين الفيزيائيين. هذا الخيار يقضي تمامًا على فكرة عدد الأكوان الموجودة في الفضاء.

من المهم أن تضع في اعتبارك أن الكون المتعدد ليس نظرية ، بل نتيجة للفهم الحالي للفيزياء النظرية. هذا التمييز له أهمية حاسمة. لم يلوح أحد بيده وقال: "ليكن كون متعدد!". هذه الفكرة مستمدة من التعاليم الحالية مثل ميكانيكا الكم ونظرية الأوتار.

فيزياء الأكوان المتعددة والكم

يعرف الكثير من الناس التجربة الفكرية "قطة شرودنغر". يكمن جوهرها في حقيقة أن إروين شرودنجر ، عالم الفيزياء النظرية النمساوي ، أشار إلى النقص في ميكانيكا الكم.

يقترح العالم تخيل حيوان تم وضعه في صندوق مغلق. إذا فتحته ، يمكنك معرفة إحدى حالتين للقط. ولكن ما دام الصندوق مغلقًا ، يظل الحيوان حيًا أو ميتًا. وهذا يثبت أنه لا توجد دولة تجمع بين الحياة والموت.

كل هذا يبدو مستحيلًا لأن الإدراك البشري لا يستطيع فهمه.

لكنها حقيقية تمامًا وفقًا للقواعد الغريبة لميكانيكا الكم. مساحة كل الاحتمالات فيه ضخمة. رياضيا ، حالة ميكانيكا الكم هي مجموع (أو تراكب) جميع الحالات الممكنة. في حالة "قطة شرودنغر" ، فإن التجربة عبارة عن تراكب لمواقف "ميتة" و "حية".

ولكن كيف يمكن تفسير ذلك بحيث يكون له أي معنى عملي؟ من الطرق الشائعة التفكير في كل هذه الاحتمالات بطريقة تُلاحظ الحالة الوحيدة "الحقيقية الموضوعية" للقطط. ومع ذلك ، يمكن للمرء أيضًا أن يتفق على أن هذه الاحتمالات صحيحة وأنهم جميعًا موجودون في أكوان مختلفة.

نظرية الأوتار

هذه هي الفرصة الواعدة للجمع ميكانيكا الكموالجاذبية. هذا صعب لأن الجاذبية لا يمكن وصفها على نطاق صغير مثل الذرات والجسيمات دون الذرية في ميكانيكا الكم.

لكن نظرية الأوتار ، التي تنص على أن جميع الجسيمات الأساسية تتكون من عناصر أحادية ، تصف جميع قوى الطبيعة المعروفة مرة واحدة. وتشمل هذه الجاذبية والكهرومغناطيسية والقوى النووية.

ومع ذلك ، تتطلب نظرية الأوتار الرياضية عشرة أبعاد فيزيائية على الأقل. يمكننا أن نلاحظ أربعة أبعاد فقط: الطول والعرض والعمق والوقت. لذلك ، أبعاد إضافية مخفية عنا.

أن تكون قادرًا على استخدام النظرية في الشرح الظواهر الفيزيائية، هذه الدراسات الإضافية "مكثفة" وصغيرة جدًا على نطاق ضيق.

تكمن مشكلة أو خصوصية نظرية الأوتار في أن هناك العديد من الطرق لإجراء عملية الدمج. كل من هذه النتائج في خلق كون مع قوانين فيزيائية مختلفة ، مثل كتل الإلكترون المختلفة وثوابت الجاذبية. ومع ذلك ، هناك أيضًا اعتراضات جدية على منهجية الدمج. لذلك ، لم يتم حل المشكلة بالكامل.

لكن السؤال الواضح هو: أي من هذه الاحتمالات نعيش؟ لا توفر نظرية الأوتار آلية لتحديد ذلك. يجعلها غير مجدية لأنه لا يمكن اختبارها بدقة. لكن استكشاف حافة الكون حوّل هذا الخطأ إلى ميزة.

عواقب الانفجار العظيم

خلال الكون الأول ، كانت هناك فترة من التوسع المتسارع تسمى التضخم. شرحت في الأصل سبب انتظام درجة حرارة كرة هابل تقريبًا. ومع ذلك ، تنبأ التضخم أيضًا بطيف من التقلبات في درجات الحرارة حول هذا التوازن ، والذي تم تأكيده لاحقًا بواسطة العديد من المركبات الفضائية.

على الرغم من أن التفاصيل الدقيقة للنظرية لا تزال محل نقاش ساخن ، إلا أن التضخم مقبول على نطاق واسع من قبل الفيزيائيين. ومع ذلك ، فإن المعنى الضمني لهذه النظرية هو أنه لا بد من وجود أشياء أخرى في الكون لا تزال تتسارع. بسبب التقلبات الكمومية للزمكان ، فإن بعض أجزاء منه لن تصل أبدًا إلى الحالة النهائية. هذا يعني أن الفضاء سوف يتوسع إلى الأبد.

تولد هذه الآلية عددًا لا حصر له من الأكوان. بدمج هذا السيناريو مع نظرية الأوتار ، هناك احتمال أن يكون لكل منهما تماسك مختلف للأبعاد الإضافية وبالتالي له قوانين فيزيائية مختلفة للكون.

وفقًا لتعاليم الكون المتعدد ، التي تنبأت بها نظرية الأوتار والتضخم ، تعيش جميع الأكوان في نفس الفضاء المادي ويمكن أن تتداخل. يجب أن تصطدم حتما ، تاركة آثارا في السماء الكونية. شخصيتها لها مدى واسع - من البقع الباردة أو الساخنة على خلفية الموجات الدقيقة الكونية إلى الفراغات الشاذة في توزيع المجرات.

نظرًا لأن التصادم مع الأكوان الأخرى يجب أن يحدث في اتجاه معين ، فمن المتوقع أن يؤدي أي تداخل إلى كسر التجانس.

يبحث بعض العلماء عنهم من خلال الانحرافات في الخلفية الكونية الميكروية ، الشفق اللاحق للانفجار العظيم. البعض الآخر في موجات الجاذبية التي تموج عبر الزمكان مع مرور الأجسام الضخمة. يمكن لهذه الموجات أن تثبت بشكل مباشر وجود التضخم ، مما يعزز في النهاية دعم نظرية الكون المتعدد.

تعتبر نظرية النسبية المكان والزمان تكوينًا واحدًا ، ما يسمى بـ "الزمان والمكان" ، حيث يلعب تنسيق الوقت دورًا لا يقل أهمية عن الدور المكاني. لذلك ، في غاية الحالة العامةنحن ، من وجهة نظر نظرية النسبية ، لا نستطيع إلا أن نتحدث عن محدودية أو لانهائية هذا "الزمكان" الموحد المحدد. ولكن بعد ذلك ندخل إلى ما يسمى بالعالم رباعي الأبعاد ، والذي له خصائص هندسية خاصة جدًا تختلف في أهم الطرق عن الخصائص الهندسية للعالم ثلاثي الأبعاد الذي نعيش فيه.

وما زالت اللانهاية أو محدودية "الزمان والمكان" رباعي الأبعاد لا تخبرنا شيئًا أو لا تذكر شيئًا تقريبًا عن اللانهاية المكانية للكون التي تهمنا.

من ناحية أخرى ، فإن "الزمكان" رباعي الأبعاد لنظرية النسبية ليس مجرد جهاز رياضي ملائم. إنه يعكس خصائص وتبعيات وانتظامات محددة جيدًا للكون الحقيقي. وبالتالي ، عند حل مشكلة اللانهاية للفضاء من وجهة نظر نظرية النسبية ، فإننا مضطرون إلى مراعاة خصائص "الزمكان". بالعودة إلى العشرينات من القرن الحالي ، أظهر فريدمان أنه ، في إطار نظرية النسبية ، فإن بيانًا منفصلاً لمسألة اللانهاية المكانية والزمانية للكون ليس ممكنًا دائمًا ، ولكن فقط في ظل ظروف معينة. هذه الشروط هي: التجانس ، أي التوزيع المنتظم للمادة في الكون ، والخواص ، أي نفس الخصائص في أي اتجاه. فقط في حالة التجانس والتناحي يتم تقسيم "الزمكان" الفردي إلى "فضاء متجانس" و "زمن عالمي" عالمي.

ولكن ، كما أشرنا بالفعل ، فإن الكون الحقيقي أكثر تعقيدًا بكثير من النماذج المتجانسة والخواص. وهذا يعني أن العالم رباعي الأبعاد لنظرية النسبية ، المطابق للعالم الحقيقي الذي نعيش فيه ، في الحالة العامة ، لا ينقسم إلى "مساحة" و "وقت". لذلك ، حتى لو مع زيادة دقة الملاحظات ، يمكننا حساب متوسط ​​الكثافة (وبالتالي الانحناء المحلي) لمجرتنا ، لمجموعة من المجرات ، لمنطقة من الكون يمكن الوصول إليها من خلال الملاحظات ، لن يكون هذا بعد حل لمسألة الامتداد المكاني للكون ككل.

بالمناسبة ، من المثير للاهتمام أن نلاحظ أن بعض مناطق الفضاء قد تكون في الواقع محدودة بمعنى الإغلاق. وليس فقط مساحة Metagalaxy ، ولكن أيضًا أي منطقة توجد بها كتل قوية بما فيه الكفاية والتي تسبب انحناءًا قويًا ، على سبيل المثال ، مساحة النجوم الزائفة. لكن ، نكرر ، هذا لا يزال لا يقول أي شيء عن محدودية أو لانهاية الكون ككل. بالإضافة إلى ذلك ، لا تعتمد محدودية الفضاء أو لانهائيته على انحناءه فحسب ، بل يعتمد أيضًا على بعض الخصائص الأخرى.

وهكذا ، في مثال رائع من الفنالنسبية العامة و الملاحظات الفلكيةلا يمكننا الحصول على إجابة كاملة كافية لمسألة اللانهاية المكانية للكون.

يقولون إن الملحن وعازف البيانو الشهير ف. ليزت زود أحد أعمال البيانو الخاصة به بمثل هذه التعليمات لفناني الأداء: "بسرعة" ، "حتى أسرع" ، "بأسرع ما يمكن" ، "حتى أسرع" ...

تتبادر هذه القصة إلى الذهن بشكل لا إرادي فيما يتعلق بدراسة مسألة اللانهاية للكون. بالفعل مما قيل أعلاه ، من الواضح تمامًا أن هذه المشكلة معقدة للغاية.

ومع ذلك ، لا يزال الأمر أكثر صعوبة بما لا يقاس ...

لشرح يعني الاختزال إلى المعروف. يتم استخدام هذه التقنية في كل شيء تقريبًا بحث علمي. وعندما نحاول حل مشكلة الخصائص الهندسية للكون ، فإننا نسعى أيضًا لاختزال هذه الخصائص إلى مفاهيم مألوفة.

خصائص الكون ، كما كانت ، "تحاول" تلك الموجودة فيه هذه اللحظةمفاهيم رياضية مجردة عن اللانهاية. لكن هل هذه التمثيلات كافية لوصف الكون ككل؟ تكمن المشكلة في أنها تم تطويرها بشكل مستقل إلى حد كبير ، وأحيانًا بشكل مستقل تمامًا عن مشاكل دراسة الكون ، وعلى أي حال على أساس دراسة منطقة محدودة من الفضاء.

وهكذا ، فإن حل مسألة اللانهاية الحقيقية للكون يتحول إلى نوع من اليانصيب يكون فيه احتمال الفوز ، أي صدفة عشوائية ، كافياً على الأقل. عدد كبيرخصائص الكون الحقيقي مع أحد معايير اللانهاية المشتقة رسميًا غير ذات أهمية.

أساس الأفكار الفيزيائية الحديثة حول الكون هو ما يسمى نظرية خاصةالنسبية. وفقًا لهذه النظرية ، فإن العلاقات المكانية والزمانية بين الأشياء الحقيقية المختلفة من حولنا ليست مطلقة. تعتمد شخصيتهم كليًا على حالة حركة النظام المعين. لذلك ، في نظام متحرك ، يتباطأ معدل تدفق الوقت ، وجميع مقاييس الطول ، أي يتم تقليل أبعاد الكائنات الممتدة. وهذا التخفيض هو الأقوى ، وكلما زادت سرعة الحركة. عند الاقتراب من سرعة الضوء وهي السرعة القصوى السرعة الممكنةفي الطبيعة ، تنخفض جميع المقاييس الخطية إلى أجل غير مسمى.

لكن إذا كانت بعض الخصائص الهندسية للفضاء على الأقل تعتمد على طبيعة حركة الإطار المرجعي ، أي أنها نسبية ، فلدينا الحق في طرح السؤال: أليست مفاهيم التحديد واللانهاية نسبيًا أيضًا؟ بعد كل شيء ، ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالهندسة.

في السنوات الأخيرة ، كان عالم الكونيات السوفيتي المعروف أ. إل. زيلمابوف يدرس هذه المشكلة الغريبة. لقد نجح في اكتشاف حقيقة ، للوهلة الأولى ، مدهشة للغاية. اتضح أن الفضاء ، المحدود في إطار مرجعي ثابت ، يمكن في نفس الوقت أن يكون لانهائيًا فيما يتعلق بالإطار المرجعي المتحرك.

ربما لن يبدو هذا الاستنتاج مفاجئًا إذا تذكرنا تقليل الحجم في الأنظمة المتحركة.

يعد العرض الشائع للمشكلات المعقدة للفيزياء النظرية الحديثة أمرًا صعبًا للغاية لأنها في معظم الحالات لا تسمح بالتفسيرات والتشبيهات المرئية. ومع ذلك ، سنحاول الآن إعطاء تشبيه واحد ، ولكن باستخدامه ، سنحاول ألا ننسى أنه تقريبي للغاية.

تخيل أن مركبة فضائية تمر عبر الأرض بسرعة تساوي ، على سبيل المثال ، ثلثي سرعة الضوء - 200000 كم / ثانية. بعد ذلك ، وفقًا لصيغ نظرية النسبية ، يجب ملاحظة تخفيض جميع المقاييس إلى النصف. هذا يعني أنه من وجهة نظر رواد الفضاء الموجودين على متن السفينة ، فإن جميع الأجزاء على الأرض ستصبح نصف طولها.

الآن لنتخيل أن لدينا خطًا مستقيمًا ، على الرغم من أنه طويل جدًا ، ولكنه محدود ، ونقيسه باستخدام بعض وحدات مقياس الطول ، على سبيل المثال ، متر. لمراقب في سفينة فضائيةالاندفاع بسرعة تقترب من سرعة الضوء ، سوف يتقلص مقياسنا المرجعي إلى نقطة معينة. ونظرًا لوجود عدد لا حصر له من النقاط حتى على خط محدود ، فسيصبح خطنا طويلًا بشكل لا نهائي بالنسبة لمراقب في سفينة. سيحدث نفس الشيء تقريبًا فيما يتعلق بحجم المساحات والأحجام. وبالتالي ، يمكن أن تصبح مناطق الفضاء المحدودة غير محدودة في إطار مرجعي متحرك.

نكرر مرة أخرى - هذا ليس دليلاً بأي حال من الأحوال ، ولكنه مجرد قياس تقريبي إلى حد ما وبعيد عن التشبيه الكامل. لكنه يعطي فكرة عن الجوهر المادي لظاهرة الاهتمام.

لنتذكر الآن أنه في الأنظمة المتحركة لا يتم تقليل المقاييس فحسب ، بل يتباطأ مرور الوقت أيضًا. من هذا يترتب على أن مدة وجود كائن ما ، وهو محدود بالنسبة لنظام إحداثيات ثابت (ثابت) ، قد يتحول إلى لانهائي طويل في إطار مرجعي متحرك.

وهكذا ، يستنتج من أعمال زلمانوف أن خصائص "المحدودية" و "اللانهاية" للمكان والزمان نسبية.

بالطبع ، لا يمكن اعتبار كل هذه النتائج "الباهظة" للوهلة الأولى على أنها إنشاء لخصائص هندسية عامة معينة للكون الحقيقي.

لكن بفضلهم ، يمكن استخلاص نتيجة مهمة للغاية. حتى من وجهة نظر نظرية النسبية ، فإن مفهوم اللانهاية للكون أكثر تعقيدًا مما بدا من قبل.

الآن هناك كل الأسباب التي تجعلنا نتوقع أنه إذا تم إنشاء نظرية أكثر عمومية من نظرية النسبية ، فعندئذٍ في إطار هذه النظرية ستصبح مسألة اللانهاية للكون أكثر تعقيدًا.

أحد الأحكام الرئيسية للفيزياء الحديثة ، وحجر الزاوية فيه هو شرط ما يسمى بثبات البيانات المادية فيما يتعلق بتحولات الإطار المرجعي.

الثابت يعني "لا يتغير". لفهم معنى هذا بشكل أفضل ، لنأخذ بعض المتغيرات الهندسية كمثال. لذا ، فإن الدوائر ذات المراكز في أصل نظام الإحداثيات المستطيلة هي ثوابت الدوران. مع أي دوران لمحاور الإحداثيات بالنسبة إلى الأصل ، تتحول هذه الدوائر إلى نفسها. الخطوط المستقيمة المتعامدة مع المحور "OY" هي ثوابت تحولات نقل نظام الإحداثيات على طول CRS "OX".

لكن في حالتنا نحن نتكلمحول الثبات بالمعنى الأوسع للكلمة: أي بيان عندها فقط المعنى الماديعندما لا يعتمد على اختيار النظام المرجعي. في هذه الحالة ، يجب فهم النظام المرجعي ليس فقط على أنه نظام إحداثي ، ولكن أيضًا كطريقة للوصف. بغض النظر عن كيفية تغير طريقة الوصف ، يجب أن يظل المحتوى المادي للظواهر قيد الدراسة دون تغيير وثابت.

من السهل أن نرى أن هذا الشرط ليس له أهمية فيزيائية بحتة فحسب ، بل أهمية فلسفية أساسية أيضًا. إنه يعكس رغبة العلم في توضيح المسار الحقيقي الحقيقي للظواهر ، واستبعاد جميع التشوهات التي يمكن إدخالها في هذه الدورة من خلال عملية البحث العلمي ذاتها.

كما رأينا ، يترتب على أعمال A.L.Zelmanov أن كلا من اللانهاية في الفضاء واللانهاية في الوقت لا تفي بمتطلبات الثبات. هذا يعني أن مفاهيم اللانهاية الزمنية والمكانية التي نستخدمها حاليًا لا تعكس بالكامل الخصائص الحقيقية للعالم من حولنا. لذلك ، على ما يبدو ، فإن صياغة مسألة اللانهاية للكون ككل (في المكان والزمان) ، مع الفهم الحديث لما لا نهاية ، خالية من المعنى المادي.

لقد تلقينا دليلًا مقنعًا آخر على أن المفاهيم "النظرية" للانهاية ، والتي استخدمها علم الكون حتى الآن ، محدودة جدًا جدًا. بشكل عام ، كان من الممكن تخمين هذا من قبل ، لأن العالم الحقيقي دائمًا ما يكون أكثر تعقيدًا من أي "نموذج" ولا يمكننا التحدث إلا عن تقريب دقيق إلى حد ما للواقع. ولكن في هذه الحالة ، كان من الصعب بشكل خاص الحكم بالعين ، إذا جاز التعبير ، على مدى أهمية التقريب الذي تم تحقيقه.

الآن على الأقل يلوح في الأفق الطريق. على ما يبدو ، فإن المهمة هي في المقام الأول تطوير مفهوم اللانهاية (الرياضي والفيزيائي) بناءً على دراسة الخصائص الحقيقية للكون. بعبارة أخرى: "محاولة" ليس الكون للمفاهيم النظرية للالانهاية ، ولكن بالعكس ، هذه الأفكار النظريةللعالم الحقيقي. فقط مثل هذه الطريقة في البحث يمكن أن تقود العلم إلى نجاح كبير في هذا المجال. لا يوجد تفكير منطقي مجرد واستنتاجات نظرية يمكن أن تحل محل الحقائق التي تم الحصول عليها من الملاحظات.

ربما يكون من الضروري ، أولاً وقبل كل شيء ، على أساس دراسة الخصائص الحقيقية للكون ، تطوير مفهوم ثابت عن اللانهاية.

وبشكل عام ، من الواضح أنه لا يوجد معيار رياضي أو فيزيائي عالمي للانهاية يمكن أن يعكس جميع خصائص الكون الحقيقي. مع تطور المعرفة ، سيزداد عدد أنواع اللانهاية المعروفة لنا إلى أجل غير مسمى. لذلك ، من المحتمل أن السؤال عما إذا كان الكون لانهائيًا لن تتم الإجابة عليه بنعم أو لا.

للوهلة الأولى ، قد يبدو ، فيما يتعلق بهذا ، أن دراسة مشكلة اللانهاية للكون تفقد أي معنى على الإطلاق. ومع ذلك ، أولاً ، هذه المشكلة بشكل أو بآخر تواجه العلم مراحل معينةويجب حلها ، وثانيًا ، تؤدي محاولات حلها إلى عدد من الاكتشافات المثمرة على طول الطريق.

أخيرًا ، يجب التأكيد على أن مشكلة اللانهاية للكون أوسع بكثير من مجرد مسألة الامتداد المكاني. بادئ ذي بدء ، يمكننا التحدث ليس فقط عن اللانهاية "في العرض" ، ولكن ، إذا جاز التعبير ، و "في العمق". بمعنى آخر ، من الضروري الحصول على إجابة لسؤال ما إذا كانت المساحة قابلة للقسمة بلا حدود ، أم متصلة ، أم أنها تحتوي على بعض العناصر الدنيا.

في الوقت الحاضر ، ظهرت هذه المشكلة بالفعل أمام علماء الفيزياء. تتم مناقشة مسألة إمكانية ما يسمى بتكميم الفضاء (وكذلك الوقت) ، أي اختيار خلايا "أولية" معينة ، صغيرة للغاية ، بجدية.

يجب ألا ننسى أيضًا التنوع اللامتناهي لخصائص الكون. بعد كل شيء ، الكون هو في المقام الأول عملية ،. السمات المميزةوهي حركة مستمرة وانتقالات مستمرة للمادة من حالة إلى أخرى. لذلك ، فإن اللانهاية للكون هي أيضًا مجموعة لا حصر لها من أشكال الحركة وأنواع المادة والعمليات الفيزيائية والعلاقات والتفاعلات وحتى خصائص كائنات معينة.

هل اللانهاية موجودة؟

فيما يتعلق بمشكلة اللانهاية للكون ، يظهر سؤال غير متوقع على ما يبدو. هل مفهوم اللانهاية بحد ذاته له معنى حقيقي؟ أليست مجرد شروط؟ البناء الرياضي، والتي في العالم الحقيقي لا تتوافق مع أي شيء على الإطلاق؟ وقد تبنى بعض الباحثين وجهة نظر مماثلة في الماضي ولها أنصارها في الوقت الحاضر.

لكن معطيات العلم تشير إلى ذلك عند دراسة الخصائص العالم الحقيقينحن على أي حال نواجه ما يمكن أن يسمى اللانهاية المادية أو العملية. على سبيل المثال ، نواجه كميات كبيرة جدًا (أو صغيرة جدًا) ، من وجهة نظر معينة ، لا تختلف عن اللانهاية. تتعدى هذه الكميات الحد الكمي الذي لم يعد بعده أي تغييرات أخرى فيها أي تأثير ملحوظ على جوهر العملية قيد النظر.

وهكذا ، فإن اللانهاية موجودة بشكل موضوعي بلا منازع. علاوة على ذلك ، في كل من الفيزياء والرياضيات ، نواجه مفهوم اللانهاية في كل خطوة تقريبًا. هذا ليس من قبيل الصدفة. كلا هذين العلمين ، وخاصة الفيزياء ، على الرغم من التجريد الظاهر للعديد من الأحكام ، في التحليل النهائي ، دائمًا ما ينطلقان من الواقع. هذا يعني أن الطبيعة ، الكون له في الواقع بعض الخصائص التي تنعكس في مفهوم اللانهاية.

يمكن تسمية مجموع هذه الخصائص باللانهاية الحقيقية للكون.

فقط حول المجمع. لماذا الكون لانهائي وأين تبحث عن الفضائيين؟

نبدأ عمودًا جديدًا "ببساطة عن المجمع" ، والذي سنطلب فيه من المتخصصين مناطق مختلفةأبسط ، وأحيانًا أسئلة ساذجة طفولية حول كل شيء في العالم. وسيتحمل محاورونا أهميتنا ، ويتحدثون بشكل واضح وطبيعي عن أشياء معقدة. نتحدث اليوم مع المصور وعالم الفلك البيلاروسي فيكتور ماليشيتس ، المعروف لقرائنا لسلسلة من المقالات عن الفضاء.

لنبدأ بالأهم. أين ذهب الفضائيون ولماذا ، على الرغم من كل جهودنا ، لم نعثر عليهم بعد (وهم - نحن)؟

في محاولة لاكتشاف أشكال الحياة الذكية ، تستخدم البشرية إشارات الراديو. لكننا لا نعرف نوع الاتصال الذي يستخدمونه. ربما الأجانب لا يعرفون عن موجات الراديو أو تخلوا عنها منذ فترة طويلة؟

هناك أسئلة أخرى كذلك. في أي شكل ينبغي إرسال الإشارة؟ ما مساحات الفضاء؟ كيف تزيد من احتمالية أن تكون الإشارة مفهومة؟ العديد من أحداث الإشارات عبارة عن عروض ترويجية للعلاقات العامة. على سبيل المثال ، في عام 1974 ، تم إرسال إشارة راديو من مرصد Arecibo باتجاه العنقود النجمي الكروي M13. قال أحدهم ، كما يقولون ، هناك 100 ألف نجمة ، عشرة منها على الأقل ستحتوي على كائنات فضائية! هم فقط يصمتون أن هذه الكتلة تبعد 24 ألف سنة ضوئية. ولا تنس أن الإجابة المحتملة تحتاج إلى نفس المقدار.

جزء من رسالة Arecibo

من الأفضل أن تحاول البحث عن بعض الإشارات بنفسك بدلاً من إرسالها. ومع ذلك ، لم يسفر أي منهما ولا الآخر عن أي نتائج حتى الآن.

- الفضاء لا حدود له ، الكون لانهائي. كيف توصل العلماء إلى هذا الاستنتاج؟

نحن نفترض أن عالمنا له بنية معينة: هناك مجرات ، ومجموعات مجرات ، وعناقيد مجرات عملاقة ، وما إلى ذلك. ولكن على نطاق مئات الملايين من السنين الضوئية ، عالمنا متجانس ، وبقدر ما يمكننا رؤيته ، لا شيء يتغير هناك. لا يوجد ما يشير إلى أن بنية الكون تحاول التجمع بالقرب من أي مركز أو حافة. بناءً على هذه الملاحظات ، يُستنتج أنه من المحتمل أن يكون كل شيء كما هو في المستقبل.

المشكلة هي أنه بغض النظر عن التلسكوبات التي نبنيها ، لا يمكننا رؤية العالم بأسره. الحد الأقصى الذي يمكننا رؤيته هو تلك الأشياء التي تقع على مسافة 13.7 مليار سنة ضوئية منا (العمر الذي يُقدر فيه كوننا). لقد وصلنا النور بالفعل منهم. ولكن بعد كل شيء ، يمكن أن يحدث شيء آخر ، إنه فقط أن إشارة الضوء لم يكن لديها الوقت للوصول من هناك.

وبالتالي ، هناك حدود لا يمكننا اختراقها. ولكن ما وراء ذلك ، لا يسعنا إلا أن نخمن ، واستقراء المعرفة التي لدينا.

لماذا توقف الناس عن الطيران الى القمر؟ بعد كل شيء ، اليوم لهذا القدر المزيد من الاحتمالاتمنذ أكثر من 50 عامًا. ربما نظريات المؤامرة لا تكذب؟

أنا لا أؤمن بأي نظريات مؤامرة. الجواب على السؤال بسيط للغاية: إرسال رجل إلى القمر هو مشروع مكلف للغاية. في الستينيات ، كان هناك وضع جيوسياسي مختلف ، شاركت الولايات المتحدة والاتحاد السوفيتي بنشاط في سباق الفضاء. كان من الضروري اللحاق بالخصم وتجاوزه ، أراد الناس ذلك ، وكانوا على استعداد للتخلي عن الثروة المادية من أجل أن يكونوا الأول.

اليوم أصبح المجتمع أكثر تغذية. بالطبع ، يمكننا الآن استئناف الرحلات إلى القمر ، بل يمكننا حتى السفر إلى المريخ. السؤال الوحيد هو - كم سيكلف دافعي الضرائب؟ نريد أن نمتلك عمل جيد، راحة مريحة ، iPhone جديد تمامًا وكل شيء آخر. هل الناس مستعدون للتخلي عنها؟

بالإضافة إلى ذلك ، وصلت تكنولوجيا اليوم إلى مستوى لا يحتاج إليه الشخص ، فمن الأرخص بكثير الاستغناء عنه. الإنسان عبارة عن قطعة لحم ثقيلة ، لا يعمل فيها إلا الرأس واليدين بشكل طبيعي ، وكل شيء آخر عبارة عن حمولة إضافية ، والتي ، بالإضافة إلى كل شيء آخر ، تحتاج إلى مجموعة من أنظمة دعم الحياة. عربة جوالة صغيرة مزودة بمجموعة من أجهزة الاستشعار تزن أقل بكثير ، ولن تحتاج إلى أكسجين أو ماء ، وسيكون إطلاقها إلى القمر أرخص بكثير من إطلاقها على الإنسان.

ما لون الكواكب والسدم حقا؟ الصور جميلة وملونة للغاية ، ولكن عندما ننظر إلى سماء الليل أو إلى الفضاء من خلال التلسكوب ، فإننا لا نرى هذا الجمال الملون.

مفهوم اللون تعسفي للغاية. بالنسبة للرجل ليس كثيرًا قيمه مطلقهكم هو نسبي. كيف تعمل العين البشرية؟ يقوم بضبط توازن اللون الأبيض باستمرار. ها نحن نجلس في المكتب ونرى مصابيح كهربائية صفراء ، بينما تبدو الورقة تحتها بيضاء ، والآن أصبح كل شيء خارج النافذة باللون الأزرق. دعنا نخرج خلال النهار ، وسيبدو كل شيء أبيض هناك. هذا لأن أعيننا تتكيف باستمرار بحيث تصبح إضاءة الخلفية رمادية. لذلك ، من الصعب جدًا التحدث عن اللون أثناء النهار ، فالكثير يعتمد على إضاءة الخلفية. ولكن في الليل ، عندما لا تكون هناك إضاءة خلفية ، تقوم أعيننا بضبط توازن اللون الأبيض على قيمة معينة.

تذكر أن المستقبلات الضوئية للعين تشمل المخاريط والقضبان؟ هذا الأخير هو المسؤول عن الرؤية الليلية ، ولا يتعرف على الألوان في الإضاءة المنخفضة. لذلك ، في التلسكوب ، نرى السديم كنوع من الضباب المنتشر عديم اللون. لكن بالنسبة للكاميرا لا يوجد فرق ، ضوء منخفض أو ضوء قوي ، فهي تلتقط اللون دائمًا.

هل تعلم ما هو اللون الأكثر شيوعًا بين السدم؟ زهري! تتكون السدم في الغالب من الهيدروجين ، الذي يضيء باللون الأحمر والأزرق قليلاً والأرجواني عند تعرضه للنجوم القريبة ، مما يؤدي إلى اللون الوردي.

إذن الكون ملون ، نحن فقط لا نرى هذه الألوان. يمكننا فقط التمييز بين ألوان ألمع النجوم والكواكب. الجميع ، على سبيل المثال ، يرون أن المريخ ليس أخضرًا ، بل برتقاليًا ، وكوكب المشتري مصفر ، والزهرة بيضاء. عند معالجة الصور ، يحاولون تكييفها مع هذه الألوان. على الرغم من عدم وجود قواعد صارمة. في كثير من الأحيان من خلال التلسكوبات أو مركبة فضائيةتم تصوير الكوكب في نطاقات مختلفة قليلاً ، وليس بنطاقات RGB القياسية. لذلك ، قد لا تكون الألوان في الصور طبيعية دائمًا.

تلسكوب "هابل"

سديم الوردة في لوحة هابل

بشكل عام ، مع إطارات الفضاء هناك خياران. وفقًا للأول ، تحاول الكائنات إظهار الواقعية قدر الإمكان ، فقد تم تصويرها في RGB ، والسدم لونها وردي ، والنجوم ذات لون طبيعي. كمثال ثان ، يمكن للمرء أن يستشهد بتقنية مثل "لوحة هابل" (نشأ الاسم بسبب حقيقة أن الصور من هذا التلسكوب الخاص تمت معالجتها أولاً بهذه الطريقة). تتوهج عناصر مثل الأكسجين والهيدروجين والكبريت وبعض العناصر الأخرى فقط في نطاقات معينة من الطيف. هناك مرشحات خاصة يمكن أن تظهر ، على سبيل المثال ، الهيدروجين فقط أو الكبريت فقط. تضع مرشحًا - فقط بنية الهيدروجين في السديم ثابتة ، وتضع مرشحًا آخر - لا ترى سوى الأكسجين. بالنسبة لعالم الفلك ، هذا مهم ، لأنه يمكنك تتبع توزيع مختلف العناصر الكيميائية. ولكن كيف تظهر كل هذا للناس؟ ثم قرروا ، بشروط بحتة ، تلوين الهيدروجين باللون الأخضر ، والكبريت باللون الأحمر ، والأكسجين باللون الأزرق. لقد اتضح أن الصورة جميلة وفي نفس الوقت غنية بالمعلومات ، والتي ، مع ذلك ، لا تشترك في الكثير مع الصورة الأصلية.

لماذا الكويكبات الكبيرةاكتشفت في وقت متأخر جدا؟ بعد كل شيء ، غالبًا ما يتعلمون عنها فقط عندما يكونون قريبين قدر الإمكان من الأرض.

دعونا نرى كيف يتم اكتشاف الكويكبات بشكل عام. تم تصوير نفس الجزء من السماء المرصعة بالنجوم عدة مرات. إذا تحركت بعض "النجمة" ، فهذا يعني أنه كويكب أو شيء من هذا القبيل. بعد ذلك ، تحتاج إلى التحقق من القواعد وحساب المدار ومعرفة ما إذا كان الجسم سيتصادم مع الكوكب.

تكمن المشكلة في أن كويكبًا خطيرًا على الأرض هو مجرد صخرة يبلغ قطرها بضع عشرات من الأمتار. من الصعب جدًا رؤية كتلة من 20 إلى 30 مترًا في الفضاء. بالإضافة إلى أنهم من السود تقريبًا.

أود أن أقول ، على العكس من ذلك ، يجب أن نفخر بأن الناس تعلموا اكتشاف الكويكبات في وقت مبكر جدًا. في السابق ، حتى أكثرها فظاعة تم اكتشافها فقط بعد أن حلقت بالقرب منها.

- ألا يوجد الكثير من الحطام الفضائي في المدار؟ ما مدى خطورته؟

كثيرا! وأكبر مشكلة هي أننا لا نستطيع فعل أي شيء بها حتى الآن. يمكنك فقط محاولة عدم رمي أي شيء في الفضاء أو التخلص منه حتى يحترق في الجو. في المدارات المنخفضة ، حيث توجد معظم الأقمار الصناعية ، بما في ذلك الأقمار الصناعية المكسورة ، يكون الغلاف الجوي للأرض موجودًا بشكل طفيف ويبطئ حركة الحطام تدريجيًا. في النهاية يقع على الأرض ويحترق في الغلاف الجوي.

ماذا تفعل مع المزيد مدارات عالية؟ إذا وصلت كمية الحطام إلى قيمة حرجة ، فسيبدأ تكوين حطام يشبه الانهيار الجليدي. تخيل أن بعض الجسيمات تصطدم بالقمر الصناعي بسرعة لا تصدق - ستنتشر أيضًا في مئات الفراغات التي ستصطدم بجزيئات أخرى ، وما إلى ذلك. ونتيجة لذلك ، سيُحاط الكوكب بشرنقة من الحطام ، وسيصبح الفضاء غير مناسب للبحث. لحسن الحظ ، ما زلنا بعيدين عن هذه القيمة الحرجة.

- من أين يصاب الناس بالهستيريا حول كوكب نيبيرو؟ هل رأيت ذلك كعالم فلك متمرس؟

يحب الناس الإيمان بنظريات المؤامرة. هذا هو علم النفس لدينا ، نريد أن نؤمن بما هو غير واقعي. لم يرَ أحد هذا الكوكب حقًا ، ولا يأخذه علماء الفلك على محمل الجد.

لماذا لم يتوصلوا إلى الجاذبية الاصطناعية؟ إنها في كل أفلام الخيال العلمي!

لم يتم اكتشاف الفيزياء بعد! من الناحية النظرية ، من الممكن بالطبع بناء حلقة ضخمة في الفضاء تدور بسرعة معينة. ثم ، بسبب قوة الطرد المركزي ، يمكن الحصول على الجاذبية. لكن كل هذا خيال أكثر منه حقيقة. حتى الآن ، من الأسهل تعليم الناس العمل في حالة انعدام الجاذبية.

في العصور القديمة ، لم يكن معروفًا للإنسان سوى القليل جدًا فيما يتعلق بمعرفة اليوم ، وكان الإنسان يسعى للحصول على معرفة جديدة. بالطبع ، كان الناس مهتمين أيضًا بالمكان الذي يعيشون فيه وما هو خارج منازلهم. بعد مرور بعض الوقت ، يكون لدى الناس أجهزة لمراقبة سماء الليل. ثم يدرك الشخص أن العالم أكبر بكثير مما كان يتخيله من قبل وقلصه إلى حجم الكوكب فقط. بعد دراسة طويلة للكون ، تنفتح معرفة جديدة على الشخص ، مما يؤدي إلى دراسة أكبر للمجهول. يسأل الشخص السؤال "هل هناك نهاية الفضاء؟ أم الفضاء لانهائي؟

نهاية الفضاء. النظريات

مسألة اللانهاية ذاتها الفضاء الخارجي، بالطبع ، السؤال مثير للاهتمام للغاية ويؤلم جميع علماء الفلك وليس فقط علماء الفلك. منذ عدة سنوات ، عندما بدأ الكون يدرس بشكل مكثف ، حاول العديد من الفلاسفة أن يجيبوا على أنفسهم والعالم حول اللانهاية للكون. ولكن بعد ذلك اختصر الأمر كله في التفكير المنطقي ، ولم يكن هناك دليل يؤكد أن نهاية الكون موجودة ، وكذلك إنكارها. في ذلك الوقت أيضًا ، اعتقد الناس ويعتقدون أن الأرض هي مركز الكون ، وأن جميع النجوم والأجسام الكونية تدور حول الأرض.

الآن لا يمكن للعلماء أيضًا تقديم إجابة شاملة على هذا السؤال ، لأن كل شيء يعود إلى فرضيات ولا يوجد دليل علمي على هذا الرأي أو ذاك حول نهاية الفضاء. حتى مع الإنجازات والتقنيات العلمية الحديثة ، لا يمكن لأي شخص الإجابة على هذا السؤال. كل هذا بسبب سرعة الضوء المعروفة. سرعة الضوء هي المساعد الرئيسي في دراسة الفضاء ، وبفضل ذلك يمكن للشخص أن ينظر إلى السماء ويتلقى المعلومات. سرعة الضوء هي كمية فريدة تشكل حاجزًا لا يمكن تحديده. المسافات في الفضاء ضخمة جدًا لدرجة أنها لا تتناسب مع رأس الشخص ويحتاج الضوء إلى سنوات كاملة ، أو حتى ملايين السنين ، للتغلب على هذه المسافات. لذلك ، كلما نظر الإنسان إلى الفضاء بعيدًا ، كلما نظر إلى الماضي بعيدًا ، لأن الضوء من هناك يسافر لفترة طويلة بحيث نرى ما كان عليه أو جسمًا كونيًا منذ ملايين السنين.

نهاية الفضاء ، حدود المرئي

نهاية الفضاء ، بالطبع ، موجودة في رؤية الإنسان. هناك حدود في الفضاء لا يمكننا رؤية أي شيء بعدها ، لأن الضوء من تلك الأماكن البعيدة جدًا لم يصل بعد إلى كوكبنا. لا يرى العلماء أي شيء هناك ، وربما لن يتغير هذا قريبًا. السؤال الذي يطرح نفسه: "هل هذه نهاية الكون؟". من الصعب الإجابة على هذا السؤال ، لأنه لا يوجد شيء مرئي ، لكن هذا لا يعني أنه لا يوجد شيء هناك. ربما يبدأ الكون الموازي هناك ، أو ربما يكون استمرارًا للكون ، وهو ما لم نراه بعد ، ولا نهاية للكون. هناك نسخة أخرى

هل تعلم أن الكون الذي نلاحظه له حدود محددة؟ لقد اعتدنا على ربط الكون بشيء لانهائي وغير مفهوم. لكن العلم الحديثعلى سؤال "اللانهاية" للكون يقدم إجابة مختلفة تمامًا لمثل هذا السؤال "الواضح".

وفقًا للمفاهيم الحديثة ، يبلغ حجم الكون المرئي حوالي 45.7 مليار سنة ضوئية (أو 14.6 غيغا فرسخ). لكن ماذا تعني هذه الأرقام؟

السؤال الأول الذي يتبادر إلى الذهن شخص عاديكيف يمكن ألا يكون الكون لانهائيًا على الإطلاق؟ يبدو أنه لا جدال في أن وعاء كل شيء موجود حولنا لا ينبغي أن يكون له حدود. إذا كانت هذه الحدود موجودة ، فماذا تمثل؟

لنفترض أن بعض رواد الفضاء قد طار إلى حدود الكون. ماذا سيرى قبله؟ ويقول المحققون السائق تبقى مستمرة؟ حاجز نارى؟ وما وراء ذلك - الفراغ؟ كون آخر؟ ولكن هل يمكن أن يعني الفراغ أو الكون الآخر أننا على حدود الكون؟ هذا لا يعني أنه لا يوجد "شيء". الفراغ والكون الآخر هو أيضًا "شيء ما". لكن الكون هو الذي يحتوي على كل شيء "شيء".

نصل إلى تناقض مطلق. اتضح أن حدود الكون يجب أن تخفي عنا شيئًا لا ينبغي أن يكون. أو أن حدود الكون يجب أن تحجب "كل شيء" عن "شيء ما" ، ولكن هذا "الشيء" يجب أن يكون أيضًا جزءًا من "كل شيء". بشكل عام ، العبث التام. إذن كيف يمكن للعلماء أن يدعيوا الحجم النهائي والكتلة وحتى العمر لكوننا؟ هذه القيم ، على الرغم من أنها كبيرة بشكل لا يمكن تصوره ، لا تزال محدودة. هل يجادل العلم مع ما هو واضح؟ للتعامل مع هذا ، دعونا أولاً نلقي نظرة على كيفية توصل الناس إلى الفهم الحديث للكون.

توسيع الحدود

منذ العصور السحيقة ، كان الإنسان مهتمًا بما هو عليه العالم من حولهم. لا يمكنك إعطاء أمثلة عن الحيتان الثلاثة ومحاولات القدماء الأخرى لشرح الكون. كقاعدة عامة ، انتهى الأمر برمته إلى حقيقة أن أساس كل الأشياء هو الجلد الأرضي. حتى في العصور القديمة والعصور الوسطى ، عندما كان لدى الفلكيين معرفة واسعة بقوانين حركة الكواكب على طول "الثابت" الكرة السماويةظلت الأرض مركز الكون.

بطبيعة الحال ، حتى في اليونان القديمةوكان هناك من يعتقد أن الأرض تدور حول الشمس. كان هناك من تحدث عن العديد من العوالم ولانهاية الكون. لكن المبررات البناءة لهذه النظريات لم تظهر إلا في بداية الثورة العلمية.

في القرن السادس عشر ، حقق عالم الفلك البولندي نيكولاس كوبرنيكوس أول اختراق كبير في معرفة الكون. لقد أثبت بقوة أن الأرض ليست سوى أحد الكواكب التي تدور حول الشمس. مثل هذا النظام يبسط إلى حد كبير تفسير مثل هذه الحركة المعقدة والمعقدة للكواكب في الكرة السماوية. في حالة الأرض الثابتة ، كان على علماء الفلك أن يبتكروا كل أنواع النظريات البارعة لشرح سلوك الكواكب هذا. من ناحية أخرى ، إذا كان من المفترض أن تكون الأرض متحركة ، فإن تفسير هذه الحركات المعقدة يأتي بشكل طبيعي. وهكذا ، تم تعزيز نموذج جديد يسمى "مركزية الشمس" في علم الفلك.

العديد من شموس

ومع ذلك ، حتى بعد ذلك ، استمر علماء الفلك في حصر الكون في "مجال النجوم الثابتة". حتى القرن التاسع عشر ، لم يتمكنوا من تقدير المسافة إلى النجوم. لعدة قرون ، حاول علماء الفلك دون جدوى اكتشاف الانحرافات في مواقع النجوم بالنسبة للحركة المدارية للأرض (الاختلافات السنوية). لم تسمح أدوات تلك الأوقات بمثل هذه القياسات الدقيقة.

أخيرًا ، في عام 1837 ، قام عالم الفلك الروسي الألماني فاسيلي ستروف بقياس اختلاف المنظر. كان هذا بمثابة خطوة جديدة في فهم مقياس الكون. يمكن للعلماء الآن أن يقولوا بأمان أن النجوم تشبه الشمس بعيدًا. ولم يعد نجمنا مركز كل شيء ، ولكنه "ساكن" متساوٍ من مجموعة نجمية لا نهاية لها.

اقترب علماء الفلك من فهم مقياس الكون ، لأن المسافات إلى النجوم اتضح أنها وحشية حقًا. حتى حجم مدارات الكواكب بدا ضئيلًا مقارنة بهذا الشيء. بعد ذلك ، كان من الضروري فهم كيفية تركيز النجوم.

العديد من طرق درب التبانة

في وقت مبكر من عام 1755 ، توقع الفيلسوف الشهير إيمانويل كانط أسس الفهم الحديث لهيكل الكون الواسع النطاق. لقد افترض أن درب التبانة عبارة عن عنقود نجمي دوار ضخم. في المقابل ، فإن العديد من السدم التي يمكن ملاحظتها هي أيضًا "طرق حليبية" أبعد - أي المجرات. على الرغم من ذلك ، حتى القرن العشرين ، التزم علماء الفلك بحقيقة أن جميع السدم هي مصادر لتشكيل النجوم وهي جزء من مجرة ​​درب التبانة.

تغير الوضع عندما تعلم الفلكيون قياس المسافات بين المجرات باستخدام. اللمعان المطلق للنجوم من هذا النوع يعتمد بشكل صارم على فترة تغيرها. بمقارنة لمعانها المطلق مع اللمعان المرئي ، من الممكن تحديد المسافة بينها بدقة عالية. تم تطوير هذه الطريقة في أوائل القرن العشرين من قبل أينار هيرتزشرونج وهارلو شيلبي. بفضله ، حدد عالم الفلك السوفيتي إرنست إبيك في عام 1922 المسافة إلى أندروميدا ، والتي تبين أنها أكبر من حجم مجرة ​​درب التبانة.

واصل إدوين هابل مهمة ملحمة. من خلال قياس سطوع Cepheids في المجرات الأخرى ، قام بقياس المسافة بينها ومقارنتها مع الانزياح الأحمر في أطيافها. لذلك في عام 1929 طور قانونه الشهير. لقد دحض عمله بشكل قاطع وجهة النظر الراسخة بأن درب التبانة هي حافة الكون. الآن هو واحد من العديد من المجرات التي كانت تعتبره ذات يوم جزء لا يتجزأ. تم تأكيد فرضية كانط بعد ما يقرب من قرنين من تطورها.

وبالتالي ، فإن العلاقة بين مسافة المجرة من الراصد وسرعة إزالتها من الراصد ، التي اكتشفها هابل ، جعلت من الممكن تجميع صورة كاملة لهيكل الكون واسع النطاق. اتضح أن المجرات كانت مجرد جزء صغير منه. لقد ارتبطوا في مجموعات ، عناقيد في عناقيد عملاقة. في المقابل ، تنثني العناقيد الفائقة إلى أكبر الهياكل المعروفة في الكون - الخيوط والجدران. هذه الهياكل ، المتاخمة للأشواط الضخمة الضخمة () وتشكل بنية واسعة النطاق للكون المعروف حاليًا.

اللانهاية الظاهرة

مما سبق ، يترتب على ذلك أنه في غضون قرون قليلة فقط ، انتقل العلم تدريجياً من مركزية الأرض إلى فهم حديث للكون. ومع ذلك ، هذا لا يجيب عن سبب تقييد الكون اليوم. بعد كل شيء ، حتى الآن كان الأمر يتعلق فقط بحجم الكون ، وليس حول طبيعته.

أول من قرر تبرير اللانهاية للكون هو إسحاق نيوتن. كشف القانون الجاذبية، كان يعتقد أنه إذا كان الفضاء محدودًا ، فإن جميع أجسادها ستندمج عاجلاً أم آجلاً في كل واحد. قبله ، إذا عبر شخص ما عن فكرة لانهاية الكون ، كان ذلك فقط في مفتاح فلسفي. دون أي مبرر علمي. مثال على ذلك جيوردانو برونو. بالمناسبة ، مثل كانط ، كان متقدمًا على العلم بقرون عديدة. كان أول من أعلن أن النجوم شموس بعيدة ، وأن الكواكب تدور حولها أيضًا.

يبدو أن حقيقة اللانهاية بحد ذاتها معقولة وواضحة تمامًا ، لكن نقاط التحول في العلم في القرن العشرين زعزعت هذه "الحقيقة".

الكون الثابت

أول خطوة مهمة نحو تطوير نموذج حديث للكون قام بها ألبرت أينشتاين. قدم الفيزيائي الشهير نموذجه للكون الثابت في عام 1917. استند هذا النموذج إلى النظرية العامة للنسبية التي طورها قبل عام. وفقًا لنموذجه ، الكون لانهائي في الزمان ومحدود في الفضاء. لكن بعد كل شيء ، كما ذكرنا سابقًا ، وفقًا لنيوتن ، يجب أن ينهار الكون ذي الحجم المحدود. للقيام بذلك ، قدم أينشتاين الثابت الكوني ، والذي عوض عن جاذبية الأجسام البعيدة.

بغض النظر عن مدى التناقض الذي قد يبدو عليه ، لم يحد أينشتاين من محدودية الكون. في رأيه ، الكون عبارة عن غلاف مغلق من الغلاف الفائق. التشبيه هو سطح كرة ثلاثية الأبعاد عادية ، على سبيل المثال ، كرة أرضية أو الأرض. بغض النظر عن مقدار السفر الذي يسافر به المسافر حول الأرض ، فلن يصل أبدًا إلى حافتها. ومع ذلك ، هذا لا يعني أن الأرض لانهائية. سيعود المسافر ببساطة إلى المكان الذي بدأ فيه رحلته.

على سطح الكرة الزائدة

بالطريقة نفسها ، يمكن للمسافر في الفضاء ، الذي يتغلب على عالم أينشتاين على متن مركبة فضائية ، أن يعود إلى الأرض. هذه المرة فقط لن يتحرك المتجول على السطح ثنائي الأبعاد للكرة ، ولكن على السطح ثلاثي الأبعاد للكرة الزائدة. هذا يعني أن الكون له حجم محدود ، وبالتالي عدد محدودالنجوم والكتلة. ومع ذلك ، ليس للكون أي حدود أو أي مركز.

توصل أينشتاين إلى مثل هذه الاستنتاجات من خلال ربط المكان والزمان والجاذبية في نظريته الشهيرة. قبله ، كانت هذه المفاهيم تعتبر منفصلة ، ولهذا السبب كان فضاء الكون إقليديًا بحتًا. أثبت أينشتاين أن الجاذبية نفسها هي انحناء للزمكان. أدى هذا إلى تغيير جذري في الأفكار المبكرة حول طبيعة الكون ، بناءً على ميكانيكا نيوتن الكلاسيكية والهندسة الإقليدية.

توسيع الكون

حتى مكتشف "الكون الجديد" نفسه لم يكن غريباً عن الأوهام. أينشتاين ، على الرغم من أنه حصر الكون في الفضاء ، إلا أنه استمر في اعتباره ثابتًا. وفقًا لنموذجه ، كان الكون ولا يزال أبديًا ، ويظل حجمه دائمًا كما هو. في عام 1922 ، قام الفيزيائي السوفيتي ألكسندر فريدمان بتوسيع هذا النموذج بشكل كبير. وفقًا لحساباته ، فإن الكون ليس ثابتًا على الإطلاق. يمكن أن يتوسع أو يتقلص بمرور الوقت. يشار إلى أن فريدمان توصل إلى مثل هذا النموذج بناءً على نفس النظرية النسبية. تمكن من تطبيق هذه النظرية بشكل صحيح ، متجاوزًا الثابت الكوني.

لم يقبل ألبرت أينشتاين على الفور مثل هذا "التصحيح". لمساعدة هذا النموذج الجديد جاء اكتشاف هابل المذكور سابقًا. أثبت ركود المجرات بلا منازع حقيقة توسع الكون. لذلك كان على أينشتاين أن يعترف بخطئه. الآن للكون عمر معين ، والذي يعتمد بشكل صارم على ثابت هابل ، الذي يميز معدل تمدده.

مزيد من تطوير علم الكونيات

عندما حاول العلماء حل هذه المشكلة ، تم اكتشاف العديد من المكونات المهمة الأخرى للكون وتم تطوير نماذج مختلفة منه. لذلك في عام 1948 ، قدم جورجي جامو فرضية "الكون الساخن" ، والتي تحولت لاحقًا إلى نظرية الانفجار العظيم. وأكد اكتشافه عام 1965 شكوكه. الآن يمكن لعلماء الفلك مراقبة الضوء الذي جاء من اللحظة التي أصبح فيها الكون شفافًا.

تم تأكيد المادة المظلمة ، التي تنبأ بها فريتز زويكي في عام 1932 ، في عام 1975. تفسر المادة المظلمة في الواقع وجود المجرات وعناقيد المجرات وبنية الكون ككل. لذلك علم العلماء أن معظم كتلة الكون غير مرئية تمامًا.

أخيرًا ، في عام 1998 ، أثناء دراسة المسافة إلى ، تم اكتشاف أن الكون يتوسع مع التسارع. أدت نقطة التحول التالية في العلم إلى ظهور الفهم الحديث لطبيعة الكون. قدمه أينشتاين ودحضه فريدمان ، وجد المعامل الكوني مكانه مرة أخرى في نموذج الكون. يفسر وجود المعامل الكوني (الثابت الكوني) تمدده المتسارع. لشرح وجود الثابت الكوني ، تم تقديم المفهوم - حقل افتراضي يحتوي على معظم كتلة الكون.

الفكرة الحالية لحجم الكون المرئي

يسمى النموذج الحالي للكون أيضًا نموذج ΛCDM. الحرف "Λ" يعني وجود الثابت الكوني ، وهو ما يفسر التوسع المتسارع للكون. تعني عبارة "آلية التنمية النظيفة" أن الكون مليء بالمادة المظلمة الباردة. تشير الدراسات الحديثة إلى أن ثابت هابل يبلغ حوالي 71 (كم / ث) / Mpc ، وهو ما يتوافق مع عمر الكون البالغ 13.75 مليار سنة. بمعرفة عمر الكون ، يمكننا تقدير حجم المنطقة التي يمكن ملاحظتها.

وفقًا لنظرية النسبية ، لا يمكن أن تصل المعلومات حول أي جسم إلى الراصد بسرعة أكبر من سرعة الضوء (299792458 م / ث). اتضح أن المراقب لا يرى شيئًا فحسب ، بل ماضيه. كلما كان الكائن بعيدًا عنه ، بدا الماضي بعيدًا. على سبيل المثال ، بالنظر إلى القمر ، نرى كيف كان منذ أكثر من ثانية بقليل ، الشمس - منذ أكثر من ثماني دقائق ، أقرب النجوم - سنوات ، مجرات - منذ ملايين السنين ، إلخ. في نموذج أينشتاين الثابت ، ليس للكون حدود عمرية ، مما يعني أن منطقته التي يمكن ملاحظتها أيضًا لا تقتصر على أي شيء. الراصد ، مسلحًا بمزيد من الأدوات الفلكية المتقدمة ، سيرصد المزيد والمزيد من الأجسام القديمة والبعيدة.

لدينا صورة أخرى مع النموذج الحديثكون. وفقًا لذلك ، الكون له عمر ، وبالتالي حدود الملاحظة. وهذا يعني أنه منذ ولادة الكون ، لم يكن لدى أي فوتون وقت للسفر لمسافة تزيد عن 13.75 مليار سنة ضوئية. اتضح أنه يمكننا القول أن الكون المرئي محدود من الراصد بمنطقة كروية نصف قطرها 13.75 مليار سنة ضوئية. ومع ذلك ، هذا ليس صحيحا تماما. لا تنسى توسع فضاء الكون. حتى يصل الفوتون إلى المراقب ، فإن الجسم الذي انبعث منه سيكون بالفعل على بعد 45.7 مليار سنة ضوئية منا. أعوام. هذا الحجم هو أفق الجسيمات ، وهو حدود الكون المرئي.

في الأفق

لذا ، فإن حجم الكون المرئي ينقسم إلى نوعين. الحجم الظاهر ، ويسمى أيضًا نصف قطر هابل (13.75 مليار سنة ضوئية). والحجم الحقيقي يسمى أفق الجسيم (45.7 مليار سنة ضوئية). من المهم ألا يميز كلا هذين الأفقين الحجم الحقيقي للكون على الإطلاق. أولاً ، يعتمدون على موقع الراصد في الفضاء. ثانيًا ، يتغيرون بمرور الوقت. في حالة نموذج ΛCDM ، يتمدد أفق الجسيمات بمعدل أكبر من أفق هابل. السؤال عما إذا كان هذا الاتجاه سيتغير في المستقبل ، العلم الحديث لا يعطي إجابة. ولكن إذا افترضنا أن الكون يستمر في التوسع مع التسارع ، فإن كل تلك الأشياء التي نراها الآن ستختفي عاجلاً أم آجلاً من "مجال رؤيتنا".

حتى الآن ، كان الضوء الأكثر بعدًا الذي لاحظه الفلكيون هو CMB. بالنظر إلى ذلك ، يرى العلماء الكون كما كان بعد 380 ألف سنة من الانفجار العظيم. في تلك اللحظة ، برد الكون لدرجة أنه كان قادرًا على إصدار فوتونات مجانية ، يتم التقاطها اليوم بمساعدة التلسكوبات الراديوية. في ذلك الوقت ، لم تكن هناك نجوم أو مجرات في الكون ، بل كانت هناك فقط سحابة مستمرة من الهيدروجين والهيليوم وكمية ضئيلة من العناصر الأخرى. من عدم التجانس الذي لوحظ في هذه السحابة ، سوف تتشكل العناقيد المجرية لاحقًا. اتضح أن تلك الأشياء بالضبط هي التي ستتشكل من عدم تجانس إشعاع الخلفية الكونية الميكروويف التي تقع بالقرب من أفق الجسيمات.

حدود حقيقية

ما إذا كان للكون حدود حقيقية وغير قابلة للرصد لا تزال موضوع تكهنات علمية زائفة. بطريقة أو بأخرى ، يتقارب الجميع حول ما لا نهاية للكون ، لكنهم يفسرون هذه اللانهاية بطرق مختلفة تمامًا. يعتبر البعض أن الكون متعدد الأبعاد ، حيث إن كوننا "المحلي" ثلاثي الأبعاد هو مجرد واحدة من طبقاته. يقول آخرون أن الكون كسوري ، مما يعني أن كوننا المحلي قد يكون جسيمًا آخر. لا تنسى النماذج المختلفة للكون المتعدد بأشكاله المغلقة والمفتوحة ، أكوان موازية، الثقوب الدودية. والعديد والعديد من الإصدارات المختلفة ، وعددها محدود فقط بالخيال البشري.

لكن إذا قمنا بتشغيل الواقعية الباردة أو ببساطة ابتعدنا عن كل هذه الفرضيات ، فيمكننا أن نفترض أن كوننا هو حاوية متجانسة لا نهاية لها لجميع النجوم والمجرات. علاوة على ذلك ، في أي نقطة بعيدة جدًا ، سواء كانت ببلايين الجيجا فرسخ منا ، ستكون جميع الظروف متطابقة تمامًا. في هذه المرحلة ، سيكون أفق الجسيم وكرة هابل متماثلين تمامًا مع نفس الإشعاع المرئي عند حافتهما. حول ستكون النجوم والمجرات نفسها. ومن المثير للاهتمام أن هذا لا يتعارض مع توسع الكون. بعد كل شيء ، ليس الكون فقط هو الذي يتوسع ، ولكن فضاءه ذاته. حقيقة أنه في لحظة الانفجار العظيم نشأ الكون من نقطة واحدة فقط تقول أن الأحجام الصغيرة للغاية (صفر تقريبًا) التي تحولت الآن إلى أحجام كبيرة بشكل لا يمكن تصوره. في المستقبل ، سوف نستخدم هذه الفرضية من أجل فهم مقياس الكون المرئي بوضوح.

التمثيل المرئي

توفر المصادر المختلفة جميع أنواع النماذج المرئية التي تسمح للناس بإدراك حجم الكون. ومع ذلك ، لا يكفي أن ندرك مدى اتساع الكون. من المهم أن نفهم كيف تتجلى بالفعل مفاهيم مثل أفق هابل وأفق الجسيمات. للقيام بذلك ، دعنا نتخيل نموذجنا خطوة بخطوة.

دعونا ننسى أن العلم الحديث لا يعرف عن المنطقة "الأجنبية" من الكون. تجاهل النسخ عن الأكوان المتعددة ، الكون الكسوري و "أصنافه" الأخرى ، فلنتخيل أنه ببساطة لانهائي. كما ذكرنا سابقًا ، هذا لا يتعارض مع توسيع مساحتها. بالطبع ، نحن نأخذ في الاعتبار حقيقة أن مجال هابل ومجال الجسيمات يبلغان على التوالي 13.75 و 45.7 مليار سنة ضوئية.

مقياس الكون

اضغط على زر START واكتشف عالمًا جديدًا غير معروف!
بادئ ذي بدء ، دعنا نحاول إدراك حجم المقاييس العالمية. إذا كنت قد سافرت حول كوكبنا ، فيمكنك تخيل حجم الأرض بالنسبة لنا. تخيل الآن كوكبنا على أنه حبة حنطة سوداء ، تتحرك في مدار حول شمس البطيخ ، بحجم نصف ملعب كرة قدم. في هذه الحالة ، سيتوافق مدار نبتون مع حجم مدينة صغيرة ، المنطقة - إلى القمر ، منطقة حدود تأثير الشمس - إلى المريخ. اتضح أن نظامنا الشمسي هو نفسه المزيد من الأرضكم من المريخ هو الحنطة السوداء! لكن هذه ليست سوى البداية.

تخيل الآن أن هذه الحنطة السوداء ستكون نظامنا ، وحجمها يساوي تقريبًا فرسخ واحد. ثم ستكون مجرة ​​درب التبانة بحجم ملعبين لكرة القدم. ومع ذلك ، هذا لن يكون كافيا بالنسبة لنا. سيتعين علينا تقليل مجرة ​​درب التبانة إلى حجم سنتيمتر. سوف يشبه إلى حد ما رغوة القهوة ملفوفة في دوامة في وسط الفضاء بين المجرات السوداء القهوة. على بعد عشرين سنتيمتراً منه يوجد نفس "الطفل" الحلزوني - سديم أندروميدا. من حولهم سيكون هناك سرب من المجرات الصغيرة في عنقودنا المحلية. الحجم الظاهر لكوننا سيكون 9.2 كيلومترات. لقد توصلنا إلى فهم الأبعاد العالمية.

داخل الفقاعة العالمية

ومع ذلك ، لا يكفي أن نفهم المقياس نفسه. من المهم إدراك الكون في ديناميكياته. تخيل أنفسنا كعمالقة يبلغ قطر درب التبانة بالنسبة لهم سنتيمترًا واحدًا. كما أشرنا الآن ، سنجد أنفسنا داخل كرة نصف قطرها 4.57 وقطرها 9.24 كيلومترات. تخيل أننا قادرون على التحليق داخل هذه الكرة ، والسفر ، والتغلب على ميغا فرسخ كامل في ثانية. ماذا سنرى إذا كان كوننا لانهائي؟

بالطبع ستظهر أمامنا أنواع لا حصر لها من المجرات. بيضاوي الشكل ، حلزوني ، غير منتظم. ستكون بعض المناطق تعج بهم ، والبعض الآخر سيكون فارغًا. الميزة الأساسيةسيكونون بصريًا جميعهم بلا حراك ، بينما سنكون بلا حراك. ولكن بمجرد أن نتخذ خطوة ، ستبدأ المجرات نفسها في التحرك. على سبيل المثال ، إذا كنا قادرين على الرؤية بالسنتيمتر درب التبانةمجهري النظام الشمسي، يمكننا مراقبة تطورها. بعد أن ابتعدنا عن مجرتنا بمقدار 600 متر ، سنرى الشمس الأولية والقرص الكوكبي الأولي في وقت التكوين. بالاقتراب منه ، سنرى كيف تظهر الأرض ، وتولد الحياة ويظهر الإنسان. بنفس الطريقة ، سنرى كيف تتغير المجرات وتتحرك كلما ابتعدنا عنها أو اقتربنا منها.

لذلك ، في أكثر من المجرات البعيدةسوف ندرس ، سيكونون أقدم بالنسبة لنا. لذا فإن المجرات الأبعد ستكون على بعد أكثر من 1300 متر منا ، وفي مطلع 1380 مترًا سنرى بالفعل إشعاعًا بقايا. صحيح أن هذه المسافة ستكون خيالية بالنسبة لنا. ومع ذلك ، كلما اقتربنا من CMB ، سنرى صورة مثيرة للاهتمام. بطبيعة الحال ، سوف نلاحظ كيف تتشكل المجرات وتتطور من السحابة الأولية للهيدروجين. عندما نصل إلى إحدى هذه المجرات المتكونة ، سنفهم أننا لم نتغلب على 1.375 كيلومترًا على الإطلاق ، بل على 4.57 كيلومترًا.

تصغير

نتيجة لذلك ، سوف نزيد حجمنا أكثر. الآن يمكننا وضع فراغات وجدران كاملة في القبضة. لذلك سنجد أنفسنا في فقاعة صغيرة إلى حد ما يستحيل الخروج منها. لن تزداد المسافة إلى الأشياء الموجودة على حافة الفقاعة مع اقترابها فحسب ، بل ستتحرك الحافة نفسها إلى أجل غير مسمى. هذه هي النقطة الكاملة لحجم الكون المرئي.

بغض النظر عن حجم الكون ، بالنسبة للمراقب ، سيبقى دائمًا فقاعة محدودة. سيكون الراصد دائمًا في مركز هذه الفقاعة ، وهو في الحقيقة مركزها. في محاولة للوصول إلى كائن ما على حافة الفقاعة ، سيحول المراقب مركزه. عندما تقترب من الكائن ، سيتحرك هذا الكائن بعيدًا عن حافة الفقاعة ويتغير في نفس الوقت. على سبيل المثال ، من سحابة هيدروجين عديمة الشكل ، ستتحول إلى مجرة ​​كاملة أو مجموعة مجرية أخرى. بالإضافة إلى ذلك ، سيزداد المسار إلى هذا الكائن كلما اقتربت منه ، حيث ستتغير المساحة المحيطة نفسها. عندما نصل إلى هذا الجسم ، سنقوم بتحريكه فقط من حافة الفقاعة إلى مركزها. على حافة الكون ، سوف تومض بقايا الإشعاع أيضًا.

إذا افترضنا أن الكون سيستمر في التوسع بمعدل متسارع ، ثم كونه في مركز الفقاعة وامتداد الوقت لمليارات وتريليونات وحتى ترتيب أعلى من السنوات المقبلة ، فسنلاحظ صورة أكثر إثارة للاهتمام. على الرغم من أن حجم فقاعتنا سيزداد أيضًا ، فإن مكوناتها المتحولة ستبتعد عنا بشكل أسرع ، تاركة حافة هذه الفقاعة ، حتى تتجول كل جسيمات الكون في فقاعتها المنعزلة دون القدرة على التفاعل مع الجسيمات الأخرى.

لذلك ، لا يمتلك العلم الحديث معلومات حول ماهية الأبعاد الحقيقية للكون وما إذا كان له حدود. لكننا نعلم على وجه اليقين أن الكون المرئي له حدود مرئية وحقيقية ، تسمى نصف قطر هابل (13.75 مليار سنة ضوئية) ونصف قطر الجسيم (45.7 مليار سنة ضوئية) ، على التوالي. هذه الحدود تعتمد كليًا على موضع الراصد في الفضاء وتتوسع بمرور الوقت. إذا توسع نصف قطر هابل بسرعة الضوء ، فإن تمدد أفق الجسيم يتسارع. مسألة ما إذا كان تسارع أفق الجسيمات سيستمر أكثر والتغيير إلى الانكماش لا يزال مفتوحًا.