IN Alltagsleben Am häufigsten muss der Mensch mit endlichen Mengen umgehen. Daher kann es sehr schwierig sein, sich eine unbegrenzte Unendlichkeit vorzustellen. Dieses Konzept ist von einer Aura des Mysteriums und der Ungewöhnlichkeit umgeben, die sich mit der Ehrfurcht vor dem Universum vermischt, dessen Grenzen kaum zu bestimmen sind.

Die räumliche Unendlichkeit der Welt gehört zu den komplexesten und umstrittensten wissenschaftlichen Problemen. Antike Philosophen und Astronomen versuchten, dieses Problem durch einfachste logische Konstruktionen zu lösen. Dazu genügte die Annahme, dass es möglich sei, den vermeintlichen Rand des Universums zu erreichen. Wenn man aber in diesem Moment die Hand ausstreckt, verschiebt sich die Grenze ein Stück weiter. Dieser Vorgang kann unzählige Male wiederholt werden, was die Unendlichkeit des Universums beweist.

Die Unendlichkeit des Universums ist schwer vorstellbar, aber nicht weniger schwierig ist es, wie eine begrenzte Welt aussehen könnte. Selbst für diejenigen, die im Studium der Kosmologie nicht sehr fortgeschritten sind, stellt sich in diesem Fall natürlich die Frage: Was liegt jenseits der Grenzen des Universums? Eine solche auf gesundem Menschenverstand und Alltagserfahrung basierende Argumentation kann jedoch nicht als solide Grundlage für strenge wissenschaftliche Schlussfolgerungen dienen.

Moderne Vorstellungen über die Unendlichkeit des Universums

Moderne Wissenschaftler sind bei der Erforschung zahlreicher kosmologischer Paradoxien zu dem Schluss gekommen, dass die Existenz eines endlichen Universums grundsätzlich den Gesetzen der Physik widerspricht. Die Welt jenseits des Planeten Erde kennt offenbar weder räumliche noch zeitliche Grenzen. In diesem Sinne bedeutet Unendlichkeit, dass weder die Menge der im Universum enthaltenen Materie noch seine geometrischen Abmessungen selbst durch die meisten ausgedrückt werden können eine große Anzahl(„Evolution des Universums“, I.D. Novikov, 1983).

Selbst wenn wir die Hypothese berücksichtigen, dass das Universum vor etwa 14 Milliarden Jahren als Ergebnis des sogenannten Urknalls entstand, bedeutet dies möglicherweise nur, dass die Welt in diesen extrem fernen Zeiten eine weitere Phase der natürlichen Transformation durchlief. Im Allgemeinen ist das unendliche Universum nie als Ergebnis eines anfänglichen Impulses oder der unerklärlichen Entwicklung eines immateriellen Objekts entstanden. Die Annahme eines unendlichen Universums macht der Hypothese der göttlichen Erschaffung der Welt ein Ende.

Im Jahr 2014 veröffentlichten amerikanische Astronomen die Ergebnisse neuester Forschungen, die die Hypothese der Existenz eines unendlichen und unendlichen Universums bestätigen flaches Universum. Wissenschaftler haben mit hoher Präzision die Entfernung zwischen Galaxien gemessen, die mehrere Milliarden Lichtjahre voneinander entfernt liegen. Es stellte sich heraus, dass diese kolossalen Sternhaufen auf Kreisen mit konstantem Radius liegen. Von Entdeckern gebaut Kosmologisches Modell beweist indirekt, dass das Universum sowohl räumlich als auch zeitlich unendlich ist.

Firsov A.

Es gibt nur zwei unendliche Dinge: das Universum und die Dummheit. Obwohl ich mir beim Universum nicht sicher bin. Albert Einstein

Wir sind es gewohnt, das Universum als unendlich wahrzunehmen. Ist das so?

Nachfolgend finden Sie einige Gedanken zu diesem Thema.

Die Menschheit in dreidimensionalen Achsen

Der Mensch lebt sein ganzes Leben lang unter Bedingungen der Schwerkraft, daher gibt es für ihn in jedem Moment ein Unten (die Richtung, in die er gezogen wird, und ein Oben – die Richtung, aus der er gezogen wird).

Diese Lebensweise führt zu einer klaren Trennung des umgebenden Raumes in zwei Teile – den, der unter der Ebene des Menschen liegt, und den, der über der Ebene des Menschen liegt. Das Höhere ist im Allgemeinen leichter, leichter und sicherer und wird dementsprechend oft mit Leichtigkeit und Frieden sowie einem glückseligen Zustand in Verbindung gebracht. Was niedriger ist, ist normalerweise schwerer, dunkler und gefährlicher. Dementsprechend assoziieren Menschen damit Schwere, Angst, Gefahr und Ärger.

Ein Mensch bewegt sich sein ganzes Leben lang senkrecht zur Schwerkraft. Dementsprechend werden für ihn in ähnlicher Weise zwei Richtungen gebildet – wohin wir uns bewegen (vorwärts) und wohin wir uns jeweils rückwärts bewegen. Beide Richtungen stehen fast immer senkrecht zur Schwerkraft. Es ist einfacher, sich vorwärts zu bewegen; dementsprechend ist alles, was ein Mensch in der Zukunft hat, mit der Vorwärtsbewegung verbunden, und alles, was in der Vergangenheit liegt, ist mit der Rückwärtsbewegung verbunden.

Die nächsten Richtungen sind die senkrecht zur Bewegung und Schwerkraft – rechts und links.

So wie das Vorhandensein von zehn Fingern an den Händen für eine Person zu einem dezimalen Zahlensystem führt (ein solches System ist für die Anwendung im praktischen Leben am bequemsten), so bilden auch die Existenzweisen für eine Person die bequemste Vorstellung davon ​​die Welt um ihn herum als dreidimensional.

Fast alle Religionen platzieren unangenehme Empfindungen und zukünftige Probleme unter der Erdoberfläche und alle angenehmen Empfindungen und zukünftigen Glückseligkeiten über der Erdoberfläche.

Jetzt hat die Wissenschaft bewiesen, dass die Erde kugelförmig ist. Himmel und Hölle haben keinen wirklichen Existenzort mehr und ihre Synonyme „Himmel“ und „Hölle“ existieren weiterhin, bereits getrennt von den spezifischen Richtungen von oben und unten.

Gleichzeitig beschäftigt die Frage, wann und wie die Welt geschaffen wurde, wie groß sie ist und wie lange sie bestehen wird, weiterhin die Gedanken von Gläubigen, Atheisten und Agnostikern.

Und auf die Frage, wie weit und wie lange man sich für alle vernünftigen Menschen in eine Richtung bewegen kann, gibt es eine Antwort: so lange wie gewünscht und so weit wie gewünscht.

Für einen unerfahrenen Menschen ist es schwierig, sich vorzustellen, dass man beim Aufstieg ganz unten und beim Vorwärtsgehen hinten landen könnte.

Aber stimmt das alles im realen Universum? Und was denkt die Wissenschaft darüber?

Der Mensch erfindet die Unendlichkeit, wo ihm die Intelligenz fehlt, um die Endlichkeit zu verwirklichen

Um diese Aussage zu erklären, beginne ich mit einer kleinen Parabel.

„In einem Wald auf einer winzigen Lichtung lebte ein Stamm von Menschen. Die Lichtung war von allen Seiten von einem dichten Wald umgeben. Von Zeit zu Zeit kamen Tiger aus dem Wald und fraßen Menschen. Die Menschen hatten große Angst vor Tigern. Egal wie weit die Menschen in den Wald gingen, überall war nur Wald und fast überall konnte man auf einen Tiger stoßen. Das gesamte Universum dieser Menschen bestand nur aus der Lichtung, auf der sie leben, und den Wäldern, in denen sich Tiger befanden. Die Menschen vergötterten jeden beweglichen oder bewegungslosen Gegenstand, der Gefahr drohte.

Es ist nicht verwunderlich, dass die Menschen, die auf der Lichtung lebten, vernünftigerweise glaubten, dass sich der Wald um sie herum endlos ausbreitete und dass dementsprechend auch die Zahl der Tiger im Wald unendlich sei. Denn egal wie weit man in den Wald vordringt, es spielt keine Rolle, ob man für immer oder früher oder später im Wald bleibt, aber man wird von einem Tiger gefressen oder befindet sich in irgendeiner Gefahr.

Jede Annahme, dass entweder der Wald oder die Zahl der Tiger oder die Zahl der Götter endlich sei, galt als absurd, unlogisch, im Widerspruch zur Logik und gesunder Menschenverstand.

Im Laufe des Lebens brauchten die Menschen jedoch Wälder, um Häuser zu bauen, Werkzeuge herzustellen und zu heizen. Daher wurde der Wald rund um die Lichtung ständig abgeholzt. Im Laufe der Zeit wurde fast der gesamte Wald abgeholzt.

Am Ende stellte sich heraus, dass die Größe des Waldes begrenzt war. Auch die Zahl der Tiger darin erwies sich als begrenzt. Den Menschen gelang es, sowohl die Größe des Waldes als auch die Anzahl der Tiger zu messen.“

Ich habe dieses Gleichnis zitiert, um zu zeigen, dass die Menschheit dort, wo es tatsächlich Grenzen gibt, recht leicht von der Unendlichkeit ausgeht. Die menschliche Psychologie ist so beschaffen, dass Menschen in vielen Fällen die Unendlichkeit erfinden, wenn es ihnen aus dem einen oder anderen Grund schwerfällt, die Endlichkeit zu verstehen. Dies gilt zunächst für Raum, Zeit und übernatürliche Kräfte.

Ebenso ist es für einen Menschen einfacher, sich die Unbeweglichkeit der mit ihm verbundenen Objekte (Erde, Luft, Sonnensystem, Galaxie) vorzustellen als die Mobilität.

Es ist diese Funktion menschliche Psychologie Es wird erklärt, dass ursprünglich davon ausgegangen wurde, dass das Universum flach und bewegungslos sei und dass der umgebende Raum und die umgebende Zeit in alle Richtungen unendlich seien.

Allerdings hat die Menschheit im Laufe ihrer Entwicklung ihr Verständnis der Welt um uns herum verändert. Es ist zu beachten, dass dieser Wandel nicht immer konfliktfrei verlief.

Giordano Bruno, der in seinen Büchern sowohl predigte, dass die Erde nicht der Mittelpunkt des Universums sei, als auch die Unendlichkeit des Universums und die Unendlichkeit der vielen Welten des Universums, wurde auf dem Scheiterhaufen verbrannt.

Galileo Galilei lebte ein hartes Leben und unterstützte Kopernikus‘ Theorie der Rotation der Erde um die Sonne und um ihre Achse.

Wie wissenschaftliche Hypothesen entstehen

"Beliebig neue Idee durchläuft drei Phasen. Erstens: Was ist das für ein Unsinn? Zweitens: Da ist etwas dran. Drittens: Wer kennt das nicht?“

Es ist bekannt, dass jede ursprüngliche Idee zunächst abgelehnt, dann heftigen Angriffen ausgesetzt und schließlich als Axiom akzeptiert wird. Am Ende gipfelt alles in der vierten Phase: Die Idee wird nicht nur angenommen, sondern auch verwirklicht, im Kopf festgehalten und in Taten umgesetzt.

Meistens neu wissenschaftliche Theorie beginnt damit, dass diese oder jene Tatsache im Rahmen der bestehenden Theorie schwer zu erklären ist. Dann tauchen eine oder mehrere Personen auf, die auf die eine oder andere Weise versuchen, die Widersprüchlichkeit der Tatsachen zu erklären. Eine Idee oder Annahme entsteht – eine Hypothese. Ob diese Hypothese richtig oder falsch ist, wird durch die weitere Praxis bestimmt. Wenn eine Hypothese praktisch nicht bestätigt wird, wird sie verworfen. Wenn eine Hypothese eine praktische Bestätigung hat, verwandelt sie sich von einer Hypothese in eine Theorie. Sie versuchen die Theorie von allen Seiten zu testen, bis sie von ihrer Richtigkeit überzeugt sind. Erst danach wird die Theorie als Tatsache akzeptiert und sie beginnen, sie als natürliches und einigermaßen verständliches Phänomen der umgebenden Welt zu nutzen.

So wurde beispielsweise die Hypothese, dass die Erde konvex ist, von Seeleuten aufgestellt, die sahen, wie Schiffe, die über den Horizont hinausfuhren, nicht bis zu einem Punkt kleiner wurden, sondern sanft über den Horizont hinaus sanken.

Später tauchte eine Theorie auf, die besagte, dass die Erde rund sein könnte. Diese Theorie wurde zuerst von Kolumbus und dann von Magellan in der Praxis getestet. Nun ist es kein Geheimnis mehr, dass die Erde rund ist. Obwohl es im Rahmen gewöhnlicher Alltagsvorstellungen sehr schwer vorstellbar und zu verstehen ist.

Ähnliches geschah mit der Theorie, dass sich die Erde um die Sonne dreht.

Wissenschaftliche Vorstellungen über den Mikrokosmos und Makrokosmos

Wissenschaftler, die sowohl auf dem Gebiet der Mikropartikel als auch auf dem Gebiet der Astrophysik arbeiten, müssen mit Elementen arbeiten, die nicht berührt oder sorgfältig untersucht werden können. Deshalb verwendet man in diesen Bereichen der Wissenschaft seit langem Begriffe, die abstrakter sind als wirklich greifbar oder vorstellbar: Im Mikrokosmos sind das Elektronen, Protonen, Photonen, Quarks, Elektromagnetische Wellen und Felder, Antimaterie usw. Im Makrokosmos sind dies Galaxien, Supernovae, Zwerge, Schwarze Löcher usw.

All dies sind eher abstrakte Konzepte, die vom Durchschnittsmenschen kaum verstanden werden.

Eine gewisse Verbindung zwischen diesen abstrakten Welten wird theoretisch durch die Relativitätstheorie hergestellt, die Masse, Lichtgeschwindigkeit und Energie eher abstrakt miteinander verbindet.

Unter solchen Bedingungen können Wissenschaftler ganz einfach mit theoretischen Berechnungen, Berechnungen und Annahmen operieren. In Fällen, in denen die physikalische Theorie und ihre mathematische Berechnung nicht die Möglichkeit von Lösungen mit unendlichen Abständen, Massen, Geschwindigkeiten und Zeiträumen bieten, diese aber in der Praxis durch viele praktische Experimente bestätigt werden, geben Wissenschaftler ganz leicht Endlichkeit und Beschränkung zu. Dieser Ansatz ist so spannend, dass Menschen, die sich mit der Wissenschaft befassen, nicht nur beginnen, die Grenzen einiger räumlicher Dinge und des Universums selbst anzunehmen, sondern mithilfe bestimmter Annahmen und Berechnungen auch versuchen, die Größe des Universums zu berechnen.

Einsteins Relativitätstheorie und die Grenzen von Geschwindigkeit, Masse und Energie

Im 20. Jahrhundert glaubten die Physiker, dass sie bereits fast alles in der Welt um sie herum verstanden hätten. Eine Ausnahme war leicht. Es breitete sich wie eine Welle aus (Biegung und Brechung) und interagierte gleichzeitig auf vielfältige Weise mit der Materie, beispielsweise wie ein Teilchen, indem es Druck ausübte.

Versuche, die Lichtgeschwindigkeit zu messen, haben die Physiker vor ein Rätsel gestellt. Die Erde dreht sich um ihre Achse und bewegt sich im Raum, d.h. Jedes Objekt auf der Erdoberfläche bewegt sich mit hoher Geschwindigkeit. Alle Versuche, die Abhängigkeit der Lichtgeschwindigkeit von der Bewegungsgeschwindigkeit der Lichtquelle oder des Lichtempfängers zu ermitteln, scheiterten jedoch. Die Lichtgeschwindigkeit war konstant, unabhängig davon, ob sie an der Lichtquelle oder am Empfänger gemessen wurde und ob sich die Lichtquelle oder der Empfänger bewegte.

Wir konnten nur berechnen, dass die Rotverschiebung ihres Lichts umso größer ist, je schneller sich Objekte voneinander entfernen.

Albert Einstein hat das Lichtgeschwindigkeitsparadoxon mathematisch gelöst. Die von Einstein abgeleiteten Gleichungen setzten die Änderungen in der Ausdehnung materieller Objekte und Zeitintervalle mit Änderungen im Bewegungszustand materieller Objekte in Beziehung; außerdem entwickelte Einstein Gleichungen, die die Masse eines Objekts mit seiner Energie verbinden. Der Verbindungskoeffizient war die Lichtgeschwindigkeit.

Eine Nebenschlussfolgerung aus Einsteins Gleichungen war, dass es unmöglich war, höhere Geschwindigkeiten als die Lichtgeschwindigkeit zu erreichen: Aus Einsteins Gleichungen folgte, dass sich kein Objekt mit einer höheren Geschwindigkeit als der Lichtgeschwindigkeit bewegen kann.

Die Unmöglichkeit unendlicher Geschwindigkeit wurde von den Physikern gelassen akzeptiert.

IN allgemeine Theorie Relativitätstheorie: Einstein verband Masse und Energie in einer einzigen Formel.

Dies wurde auch von den Physikern gelassen akzeptiert. Da die Masse des Universums jedoch begrenzt ist, ist die logische Schlussfolgerung daraus, dass die Energie im Universum begrenzt ist.

Die Theorie eines expandierenden Universums

Eine Untersuchung des von fernen Galaxien emittierten Lichts hat gezeigt, dass ihre Rotverschiebung, d. h. ihre Rotverschiebung, umso stärker ist, je weiter Objekte voneinander entfernt sind. desto schneller entfernen sie sich voneinander. Die am weitesten entfernten Objekte bewegen sich fast mit Lichtgeschwindigkeit weg.

Basierend auf diesen Beobachtungen wurde die Theorie des expandierenden Universums erstellt. Nach dieser Theorie fliegen alle Objekte im Universum mit enormer Geschwindigkeit voneinander weg.

Um diese Tatsache zu erklären, wurden die Theorien des Urknalls und des oszillierenden (oszillierenden) Universums erfunden.

Nach der ersten Theorie fliegt das Universum ab einem bestimmten Moment und von einem bestimmten Punkt weg.

Nach der zweiten Theorie bewegen sich die Objekte des Universums entweder voneinander weg oder beginnen, sich aufeinander zu zu bewegen.

Die Urknalltheorie

1922 – Sowjetischer Mathematiker und Geophysiker Al. Al. Friedman fand instationäre Lösungen für Einsteins Gravitationsgleichung und sagte die Expansion des Universums voraus (ein instationäres kosmologisches Modell, das als Friedman-Lösung bekannt ist). Wenn wir diese Situation in die Vergangenheit extrapolieren, müssen wir zu dem Schluss kommen, dass die gesamte Materie des Universums zu Beginn in einer kompakten Region konzentriert war, von der aus sie ihre Expansion begann. Da es im Universum sehr häufig zu explosiven Prozessen kommt, ging Friedman davon aus, dass ganz am Anfang seiner Entwicklung auch ein explosiver Prozess steht – der Urknall.

Nach modernen Konzepten entstand das Universum, das wir heute beobachten, vor 13,7 ± 0,2 Milliarden Jahren aus einem anfänglichen „singulären“ Zustand mit unendlicher Temperatur und Dichte und dehnt sich seitdem kontinuierlich aus und kühlt ab.

Die Urknalltheorie ist eine logische Fortsetzung der Tatsache, dass Galaxien auseinanderfliegen. Wir haben die Geschwindigkeit der Expansion genommen, das ungefähre Zentrum der Expansion berechnet, die Entfernung durch die Geschwindigkeit dividiert und so das Datum des Urknalls ermittelt. Dies ist ein weiteres Beispiel für direktes logisches Denken basierend auf Postulaten:

Die Expansionsgeschwindigkeit ist über die Zeit konstant,

Die Ausdehnungsrichtung ist gerade,

Während des Expansionsprozesses ist die Zeit konstant und inkompressibel.

Keine dieser Annahmen wurde bewiesen, daher kann die Urknalltheorie innerhalb gewisser Grenzen akzeptiert werden: nicht sehr weit vorwärts (in die Zukunft) vom gegenwärtigen Moment und nicht sehr weit zurück (in die Vergangenheit).

Eine Konsequenz dieser Theorie ist, dass die Größe des Universums durch den Radius der Fragmente des Urknalls begrenzt ist.

CMB-Strahlung

Jeder Körper, der eine andere Temperatur als den absoluten Nullpunkt (-273 Grad Celsius) hat, sendet eine bestimmte Art von Strahlung aus. Je näher am Zentrum der Explosion, desto höher sollte die Temperatur des Universums sein, und je weiter vom Ort der Explosion entfernt, desto niedriger sollte sie sein. Im Unendlichen muss die Temperatur des Universums absolut null sein.

Praktische Versuche, die Temperatur des Universums zu messen, haben jedoch gezeigt, dass sie nicht gleich Null ist. Es stellte sich heraus, dass die Temperatur des Universums aus fast allen Richtungen etwa 3,5 Grad Celsius beträgt.

In der Praxis bedeutet dies, dass die beim sogenannten „Urknall“ freigesetzte Energie nicht auf unbestimmte Zeit verpuffte, sondern das Universum an allen Orten auf eine bestimmte Temperatur erhitzte.

Mit anderen Worten, wir können das sagen, oder

1. Die beim „Urknall“ freigesetzte Energiemenge erwies sich sofort als unendlich und gleichmäßig im Universum verteilt, oder was auch immer

2. Es stellte sich heraus, dass die Wärmekapazität des Universums endlich ist.

Und die erste widerspricht der Relativitätstheorie (Wärme konnte nicht in einer begrenzten Zeit das gesamte Universum erreichen). Das zweite bedeutet, dass die Wärmekapazität des Universums begrenzt ist, was praktisch bedeutet, dass das Universum endlich ist.

Darüber hinaus ist die Temperatur im gesamten Universum ungleichmäßig verteilt; auf einigen Seiten wird das Universum stärker erhitzt, auf anderen weniger. Wissenschaftler bezeichnen diese Temperaturverteilung im gesamten Universum als Schwankungen der kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung.

Nun interessiert sich der Astronom für die Messung der Schwankungen der kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung, da diese Aufschluss über die Prozesse geben kann, die im Universum in den Anfangsstadien seiner Entwicklung abliefen. Es ist eine erwiesene Tatsache, dass die Temperatur an den Grenzen des Universums nicht Null ist und die Schwankungen ungleichmäßig verteilt sind.

Größe des Universums

Basierend auf der Expansionsrate des Universums und dem Vorhandensein kosmischer Mikrowellen-Hintergrundstrahlung stellt sich heraus, dass unser Universum relativ klein ist – etwa 70 Milliarden Lichtjahre im Durchmesser und die Anzahl der Sterne gleich 10 hoch neunzehn.

Wie kann ein vernünftiger Mensch begreifen, dass das Universum endlich ist?

Für einen vernünftigen Menschen ist es sehr schwierig zu glauben, dass das Universum endlich sein kann. Hier hilft nur die Erfahrung, andere Aspekte des Makrokosmos zu erkennen, die auf den ersten Blick dem gesunden Menschenverstand widersprechen, tatsächlich aber erwiesene Tatsachen sind:

Die Erde ist nicht flach, sondern rund.

Die Sonne ist viel größer als die Erde

Die Sonne dreht sich nicht um die Erde, sondern die Erde dreht sich um die Sonne,

Die Erde dreht sich um ihre Achse

Die Geschwindigkeit eines Objekts kann nicht die Lichtgeschwindigkeit sein,

Masse kann in Energie umgewandelt werden und umgekehrt,

Licht ist gleichzeitig Welle und Teilchen usw.

Diese Dinge passen nicht gut in den Kopf gewöhnlicher Mensch. Aber sie wurden von Wissenschaftlern angenommen, experimentell getestet und werden von der Menschheit bereits im praktischen Leben genutzt.

Die Begrenztheit des Universums wird immer noch nur von Wissenschaftlern angenommen und in der Forschung nachgewiesen. Aber vielleicht wird die Menschheit es eines Tages experimentell testen und diese Tatsache im praktischen Leben nutzen können.

Was bedeutet die Endlichkeit des Universums in der Praxis?

Wenn das Universum endlich ist, bedeutet das nicht, dass ein Mensch früher oder später gegen eine Wand stößt. Das Universum hat als solches keinen Rand.

Das kann nur einen weiteren Lockdown bedeuten. Das bedeutet, nach einiger Zeit zum Ausgangspunkt zurückzukehren. So bewegt sich ein Signal oder Objekt, das in eine bestimmte Richtung gesendet wird und sich geradlinig bewegt, sehr lange, bis es eines Tages von der Seite, die seiner Route gegenüberliegt, zum Ausgangspunkt zurückkehrt. Und ein Lichtstrahl, der sich im Raum ausbreitet, muss nach einer bestimmten (langen) Zeitspanne zu seinem Ausgangspunkt zurückkehren.

Wir sehen ständig den Sternenhimmel. Der Weltraum scheint geheimnisvoll und riesig, und wir sind nur ein winziger Teil davon riesige Welt, geheimnisvoll und still.

Im Laufe unseres Lebens hat die Menschheit verschiedene Fragen gestellt. Was gibt es außerhalb unserer Galaxie? Gibt es etwas jenseits der Grenzen des Weltraums? Und gibt es eine Grenze des Platzes? Selbst Wissenschaftler beschäftigen sich schon lange mit diesen Fragen. Ist der Raum unendlich? Dieser Artikel enthält Informationen, über die Wissenschaftler derzeit verfügen.

Grenzen des Unendlichen

Es wird angenommen, dass unsere Sonnensystem entstand durch den Urknall. Dies geschah aufgrund einer starken Kompression der Materie, die sie auseinanderriss und Gase hineinstreute verschiedene Seiten. Diese Explosion erweckte Galaxien und Sonnensysteme zum Leben. Früher wurde angenommen, dass die Milchstraße 4,5 Milliarden Jahre alt ist. Im Jahr 2013 ermöglichte das Planck-Teleskop Wissenschaftlern jedoch die Neuberechnung des Alters des Sonnensystems. Sein Alter wird heute auf 13,82 Milliarden Jahre geschätzt.

Die modernste Technik kann nicht den gesamten Raum abdecken. Obwohl die neuesten Geräte in der Lage sind, das Licht von Sternen einzufangen, die 15 Milliarden Lichtjahre von unserem Planeten entfernt sind! Dabei kann es sich sogar um Sterne handeln, die bereits gestorben sind, aber ihr Licht wandert immer noch durch den Weltraum.

Unser Sonnensystem ist nur ein kleiner Teil einer riesigen Galaxie namens die Milchstrasse. Das Universum selbst enthält Tausende ähnlicher Galaxien. Und ob der Raum unendlich ist, ist unbekannt ...

Tatsache ist, dass sich das Universum ständig ausdehnt und immer mehr kosmische Körper bildet wissenschaftliche Tatsache. Wahrscheinlich sie Aussehen verändert sich ständig, so dass es vor Millionen von Jahren, davon sind sich einige Wissenschaftler sicher, ganz anders aussah als heute. Und wenn das Universum wächst, hat es dann definitiv Grenzen? Wie viele Universen existieren dahinter? Leider weiß das niemand.

Raumerweiterung

Heute behaupten Wissenschaftler, dass sich der Weltraum sehr schnell ausdehnt. Schneller als sie bisher dachten. Aufgrund der Expansion des Universums entfernen sich Exoplaneten und Galaxien unterschiedlich schnell von uns. Aber gleichzeitig ist die Wachstumsrate gleich und gleichmäßig. Es ist nur so, dass diese Körper unterschiedlich weit von uns entfernt sind. Somit „läuft“ der sonnennächste Stern mit einer Geschwindigkeit von 9 cm/s von unserer Erde weg.

Jetzt suchen Wissenschaftler nach einer Antwort auf eine andere Frage. Was bewirkt, dass sich das Universum ausdehnt?

Dunkle Materie und dunkle Energie

Dunkle Materie ist eine hypothetische Substanz. Es erzeugt weder Energie noch Licht, nimmt aber 80 % der Fläche ein. Wissenschaftler vermuteten bereits in den 50er Jahren des letzten Jahrhunderts die Anwesenheit dieser schwer fassbaren Substanz im Weltraum. Obwohl es keine direkten Beweise für ihre Existenz gab, gab es von Tag zu Tag mehr Befürworter dieser Theorie. Möglicherweise enthält es uns unbekannte Stoffe.

Wie entstand die Theorie der Dunklen Materie? Tatsache ist, dass Galaxienhaufen schon vor langer Zeit kollabiert wären, wenn ihre Masse nur aus für uns sichtbaren Materialien bestünde. Infolgedessen stellt sich heraus, dass der größte Teil unserer Welt durch eine schwer fassbare Substanz repräsentiert wird, die uns noch unbekannt ist.

Im Jahr 1990 wurde die sogenannte Dunkle Energie entdeckt. Schließlich gingen Physiker früher davon aus, dass die Schwerkraft dazu dient, sich zu verlangsamen, und dass die Expansion des Universums eines Tages aufhören würde. Doch beide Teams, die diese Theorie untersuchen wollten, entdeckten unerwartet eine Beschleunigung der Expansion. Stellen Sie sich vor, Sie werfen einen Apfel in die Luft und warten darauf, dass er fällt, doch stattdessen beginnt er, sich von Ihnen zu entfernen. Dies deutet darauf hin, dass die Expansion von einer bestimmten Kraft beeinflusst wird, die als dunkle Energie bezeichnet wird.

Heutzutage sind Wissenschaftler es leid, darüber zu streiten, ob der Weltraum unendlich ist oder nicht. Sie versuchen zu verstehen, wie das Universum vor dem Urknall aussah. Allerdings ergibt diese Frage keinen Sinn. Schließlich sind auch Zeit und Raum selbst unendlich. Schauen wir uns also einige Theorien von Wissenschaftlern über den Weltraum und seine Grenzen an.

Unendlichkeit ist...

Ein Konzept wie „Unendlichkeit“ ist eines der erstaunlichsten und relativsten Konzepte. Es ist seit langem für Wissenschaftler von Interesse. IN echte Welt In dem, wo wir leben, hat alles ein Ende, auch das Leben. Daher lockt die Unendlichkeit mit ihrem Geheimnis und sogar einer gewissen Mystik. Unendlichkeit ist schwer vorstellbar. Aber es existiert. Schließlich werden mit seiner Hilfe viele Probleme gelöst, nicht nur mathematische.

Unendlichkeit und Null

Viele Wissenschaftler glauben an die Theorie der Unendlichkeit. Der israelische Mathematiker Doron Selberger teilt ihre Meinung jedoch nicht. Er behauptet, dass es eine riesige Zahl gibt und wenn man dazu eins addiert, ist das Endergebnis Null. Jedoch angegebene Nummer liegt so weit außerhalb des menschlichen Verständnisses, dass seine Existenz niemals bewiesen werden kann. Auf dieser Tatsache basiert die mathematische Philosophie namens „Ultra-Unendlichkeit“.

Unendlicher Raum

Besteht die Möglichkeit, dass die Addition zweier identischer Zahlen dieselbe Zahl ergibt? Auf den ersten Blick erscheint dies absolut unmöglich, aber wenn wir reden überüber das Universum... Nach Berechnungen von Wissenschaftlern erhält man Unendlich, wenn man von der Unendlichkeit eins abzieht. Wenn zwei Unendlichkeiten hinzugefügt werden, kommt wieder die Unendlichkeit heraus. Wenn Sie jedoch Unendlich von Unendlich subtrahieren, erhalten Sie höchstwahrscheinlich eins.

Wissenschaftler der Antike fragten sich auch, ob es eine Grenze zum Weltraum gab. Ihre Logik war einfach und zugleich brillant. Ihre Theorie wird wie folgt ausgedrückt. Stellen Sie sich vor, Sie hätten den Rand des Universums erreicht. Sie streckten ihre Hand über die Grenze hinaus. Allerdings haben sich die Grenzen der Welt erweitert. Und so endlos weiter. Es ist sehr schwer vorstellbar. Aber es ist noch schwieriger, sich vorzustellen, was jenseits seiner Grenze existiert, wenn es wirklich existiert.

Tausende Welten

Diese Theorie besagt, dass der Raum unendlich ist. Es gibt wahrscheinlich Millionen, Milliarden anderer Galaxien darin, die Milliarden anderer Sterne enthalten. Denn wenn man im Großen und Ganzen denkt, beginnt alles in unserem Leben immer wieder von vorne – Filme folgen einem nach dem anderen, das Leben, das in einer Person endet, beginnt in einer anderen.

In der Weltwissenschaft gilt heute das Konzept eines Mehrkomponentenuniversums als allgemein akzeptiert. Aber wie viele Universen gibt es? Keiner von uns weiß das. Andere Galaxien können völlig anderes enthalten Himmelskörper. Diese Welten unterliegen völlig unterschiedlichen physikalischen Gesetzen. Aber wie lässt sich ihre Anwesenheit experimentell nachweisen?

Dies kann nur durch die Entdeckung der Interaktion zwischen unserem Universum und anderen erreicht werden. Diese Interaktion erfolgt durch bestimmte Wurmlöcher. Aber wie findet man sie? Eine der neuesten Annahmen von Wissenschaftlern ist, dass ein solches Loch genau im Zentrum unseres Sonnensystems existiert.

Wissenschaftler vermuten, dass, wenn der Weltraum unendlich ist, es irgendwo in seiner Weite einen Zwilling unseres Planeten und vielleicht des gesamten Sonnensystems gibt.

Eine andere Dimension

Eine andere Theorie besagt, dass die Größe des Weltraums Grenzen hat. Die Sache ist, dass wir das nächstgelegene so sehen, wie es vor einer Million Jahren war. Noch weiter bedeutet noch früher. Es ist nicht der Raum, der sich ausdehnt, sondern der Raum, der sich ausdehnt. Wenn wir die Lichtgeschwindigkeit überschreiten und die Grenzen des Weltraums überschreiten können, befinden wir uns im vergangenen Zustand des Universums.

Was liegt jenseits dieser berüchtigten Grenze? Vielleicht eine andere Dimension, ohne Raum und Zeit, die sich unser Bewusstsein nur vorstellen kann.

Bezüglich der Grenzen des Weltraums und der Unendlichkeit des Universums erlaube ich mir die Kühnheit, auf eine meiner vorherigen Antworten zu verweisen.

Was den sichtbaren Teil des Universums betrifft, ist es etwas schwieriger. Durch die Ausdehnung des Universums gelangt Licht aus den Teilen davon, die von uns wegfliegen schnellere Geschwindigkeit Licht wird uns niemals erreichen. Allerdings erreicht uns das Licht derjenigen Objekte, die sich bereits außerhalb dieser Grenze befinden, immer noch, allerdings mit einer verschobenen Wellenlänge – eine der Erscheinungsformen des Doppler-Effekts. Mehr können Sie hier lesen.

Wenn wir nun über das sprechen, was jenseits der Grenzen des sichtbaren Teils des Universums liegt, dann gibt es grob gesagt „jetzt“ höchstwahrscheinlich im Großen und Ganzen dasselbe Universum wie der Teil, der uns umgibt. Genauer gesagt in Begriffen spezielle Theorie Wenn wir uns gemäß der Relativitätstheorie mit Unterlichtgeschwindigkeit an einen entfernten Punkt im Universum begeben, wird das Universum an diesem Punkt, wenn wir gemäß unseren Uhren ankommen, im Großen und Ganzen offenbar dem unseren ähneln.

Schließlich lässt uns der eigentliche Effekt der Rotverschiebung, durch die Licht von den anderen Enden des sichtbaren Universums mit einer längeren Wellenlänge zu uns kommt – und daher zum größten Teil für unsere Augen nicht mehr sichtbar ist – den Schluss zu, dass das Universum existiert expandiert. Aufgrund der Ausdehnung erscheint der Himmel nachts dunkel – in einem unendlichen oder großen endlichen Universum würde er fast gleichmäßig hell erscheinen.

Die Gründe für die Expansion des Universums sind noch nicht klar. Bisher wurde in der Physik das Konzept der „dunklen Energie“ eingeführt, aufgrund derer sich das Universum ausdehnt. Seine Natur ist noch nicht klar, es ist noch nicht möglich, seine Träger direkt zu beobachten – deshalb wird dieses hypothetische Objekt „dunkle“ Energie genannt.

Dennoch ist es nicht ganz korrekt, die Hubble-Sphäre ist noch kein Ereignishorizont, und Licht von Objekten, die sich gerade aufgrund der Beschleunigung der Expansion des Universums schneller als mit Lichtgeschwindigkeit entfernen, wird eines Tages in die Hubble-Sphäre fallen und erreiche uns. Beim Ereignishorizont (nicht bei Teilchen) ist es schwieriger, wir können Licht von bestimmten Objekten sehen und werden es auch in der Zukunft sehen, aber wir werden zum Beispiel nicht sehen, wie diese Sterne erlöschen (selbst wenn sie bereits erloschen sind). ), im Allgemeinen Ereignisse nach einem bestimmten Datum/einer bestimmten Uhrzeit.

Es gibt zwei Möglichkeiten: Entweder ist das Universum endlich und hat eine Größe, oder es ist unendlich und dauert ewig. Beide Optionen erfordern sorgfältiges Nachdenken. Wie groß ist unser Universum? Es hängt alles von der Antwort auf die oben genannten Fragen ab. Haben Astronomen versucht, dies zu verstehen? Natürlich haben sie es versucht. Man könnte sagen, sie sind besessen davon, Antworten auf diese Fragen zu finden, und dank ihrer Suche bauen wir empfindliche Weltraumteleskope und Satelliten. Astronomen blicken in den kosmischen Mikrowellenhintergrund, ein Relikt der Strahlung, die vom Urknall übrig geblieben ist. Wie kann man diese Idee testen, indem man einfach den Himmel beobachtet?

Wissenschaftler haben versucht, Beweise dafür zu finden, dass Merkmale an einem Ende des Gaumens mit Merkmalen am anderen Ende verbunden sind, so wie die Ränder einer Flaschenhülle miteinander verbunden sind. Bisher wurden keine Beweise dafür gefunden, dass die Himmelsränder miteinander verbunden sein könnten.

Auf den Menschen bezogen bedeutet dies, dass sich das Universum 13,8 Milliarden Lichtjahre lang in alle Richtungen nicht wiederholt. Licht wandert über alle 13,8 Milliarden Lichtjahre hin und her, bevor es das Universum verlässt. Die Expansion des Universums hat die Grenzen des Lichtaustritts aus dem Universum um 47,5 Milliarden Jahre verschoben. Man könnte sagen, unser Universum hat einen Durchmesser von 93 Milliarden Lichtjahren. Und das ist das Minimum. Vielleicht beträgt die Zahl 100 Milliarden Lichtjahre oder sogar eine Billion. Wir wissen nicht. Vielleicht werden wir es nicht herausfinden. Außerdem könnte das Universum durchaus unendlich sein.

Wenn das Universum wirklich unendlich ist, erhalten wir ein äußerst interessantes Ergebnis, das Ihnen ernsthaft den Kopf schütteln wird.

Stellen Sie sich das also vor. In einem Kubikmeter (einfach die Arme weiter ausbreiten) ist das drin letzte Zahl Teilchen, die in dieser Region existieren können, und diese Teilchen können unter Berücksichtigung ihres Spins, ihrer Ladung, ihrer Position, ihrer Geschwindigkeit usw. eine endliche Anzahl von Konfigurationen haben.

Tony Padilla von Numberphile berechnete, dass diese Zahl zehn hoch siebzig hoch sein sollte. Es ist so große Nummer dass es nicht mit allen Bleistiften im Universum niedergeschrieben werden kann. Vorausgesetzt natürlich, dass andere Lebensformen nicht ewige Bleistifte erfunden haben oder dass es keine zusätzliche Dimension gibt, die ausschließlich mit Bleistiften gefüllt ist. Und trotzdem wird es wahrscheinlich nicht genug Bleistifte geben.

Im beobachtbaren Universum gibt es nur 10^80 Teilchen. Und das ist viel weniger als die möglichen Materiekonfigurationen in einem Kubikmeter. Wenn das Universum wirklich unendlich ist, werden Sie, wenn Sie sich von der Erde entfernen, irgendwann einen Ort finden, der ein exaktes Duplikat unseres Kubikmeters Weltraum ist. Und je weiter man geht, desto mehr Duplikate gibt es.

Große Sache, sagen Sie. Eine Wasserstoffwolke sieht gleich aus wie die andere. Aber Sie sollten wissen, dass Sie, wenn Sie durch Orte gehen, die Ihnen immer vertrauter vorkommen, irgendwann an einen Ort gelangen, an dem Sie sich wiederfinden. Und eine Kopie von sich selbst zu finden, ist vielleicht das Seltsamste, was im unendlichen Universum passieren kann.

Während Sie fortfahren, werden Sie komplette Duplikate des beobachtbaren Universums entdecken, mit exakten und ungenauen Kopien von Ihnen. Was weiter? Es kann unendlich viele Duplikate des beobachtbaren Universums geben. Sie müssen nicht einmal das Multiversum hineinziehen, um sie zu finden. Dies sind sich wiederholende Universen innerhalb unseres eigenen unendlichen Universums.

Die Beantwortung der Frage, ob das Universum endlich oder unendlich ist, ist äußerst wichtig, denn beide Antworten werden umwerfend sein. Astronomen kennen die Antwort noch nicht. Aber sie verlieren nicht die Hoffnung.