9 запитань і відповідей, які змінять ваше уявлення про Всесвіт

94% простору в космосі знаходиться за кордоном Всесвіту, що спостерігається нами

Навіть при наявності передових досягнень науки сьогодні і технологій, які стануть доступними в осяжному майбутньому, у Всесвіті завжди будуть області, яких людство ніколи не зможе досягти. Kurzgesagt, науковий YouTube-канал, пояснює феномен обмеження Всесвіту для людства.

Отже, основні питання, підняті у відео, формулюються наступним чином:

• Чи існує місце у Всесвіті, якого люди не зможуть досягти, як би вони не старалися?
• Наскільки великий Всесвіт, і як далеко вглиб нього можна проникнути?

1. Чи кількість зірок у Всесвіті нескінченна?

При погляді на нічне небо здається, що у Всесвіті існує нескінченна кількість зірок, але насправді кількість зірок обмежена (хоч і дуже-дуже велика); більше того, зірки в процесі свого життя також помирають.

2. Наскільки велика галактика Чумацький Шлях?

Діаметр галактики Чумацький Шлях, де затишно розташувалася наша планета Земля, становить до 200 000 світлових років... У ній від 100 до 400 мільярдів зірок.

3. Ми живемо в час росту чи «вмирання» Всесвіту?

Галактика Чумацький Шлях (одна з двох трильйонів виявлених у видимій частині Всесвіту) величезна, але навіть у ній з'являється сміховинно мала кількість зірок. На думку вчених, щорічно всього три.

Іншими словами, 95% зірок, що існують у Всесвіті, вже є, і можна сказати, що наша цивілізація живе за часів «вмирання», а не розвитку Всесвіту.

Отже, кількість зірок, що сяють на нічному небі, буде продовжувати зменшуватися.

4. Що ще впливає на кількість зірок на небосводі?

Крім того, вченим ясно, що Всесвіт також стрімко віддаляється від Землі і Сонячної системи.

У місцевій групі найближчих до нас галактик присутні понад 50 великих і малих галактик, розкиданих на відстані близько 10 мільйонів світлових років.

Місцеві групи галактик входять у надскупчення, що містять від десятків до декількох тисяч галактик. Місцева група галактик, до якої належить галактика Чумацький Шлях, де розташована Земля, належить до надскупчення Ланіакея.

Отже, при постійному розльоті включених в ці скупчення галактик, навіть за умови, що космонавти зможуть рухатися зі швидкістю світла, лише 6% з 2 трильйонів галактик зможуть бути досягнуті. 94% спостережених галактик вже знаходяться в недоступних областях.

5. Так чому більшість галактик вже недоступні для людства?

Поява галактик насамперед зобов'язана Великому вибуху. Так, через 10-36 секунд після Великого вибуху у Всесвіті є тільки дуже маленькі бульбашки енергії.

Бульбашки цієї енергії не ідеально однорідні, а деякі мають високу щільність. У так званому процесі космічної інфляції ці згустки енергії починають швидко розширюватися - всього за одну трильйонну частку секунди з розмірів з крупицю до трильйонів кілометрів.

При настільки неймовірно блискавичному розширенні невеликі відмінності в щільності енергії будуть безпосередньо відбиватися на відстані між галактиками.

Оскільки весь Всесвіт складається з областей з низькою щільністю, гравітація притягує розсіяні галактики, утворюючи групу галактик, що об'єднує кілька з них.

З іншого боку, Всесвіт продовжує розширюватися, і це вкрай довгий, а за деякими теоріями - нескінченний процес.

Оскільки галактики, що існують у Всесвіті, не пов'язані гравітацією, відстань між групами галактик буде збільшуватися в міру розширення Всесвіту.

6. Космологічний горизонт: що це таке?

Що ще гірше, розширення Всесвіту прискорюється. Причина невідома, тому її спробували пояснити концепцією темної енергії Всесвіту. Розширення Всесвіту означає, що десь дуже далеко є так званий «космологічний горизонт» *.

Чим ближче до космологічного горизонту, тим швидкість розширення Всесвіту вища; вище навіть швидкості світла, що означає - люди фізично не можуть спостерігати кінця Всесвіту.

Це ще одна причина, чому 94% Всесвіту, який можуть спостерігати люди, є недоступною областю.

7. Але чому люди можуть спостерігати світло від зірок у цих вже недоступних для спостереження місцях?

Як ми пам'ятаємо з курсу шкільної фізики, швидкість світла обмежена 300 000 км в секунду, тому йому потрібен час, щоб долетіти від самих далеких зірок в тих галактиках, які ще не перейшли межу космологічного горизонту, до наших телескопів. Поки світло летить через цю гігантську відстань, галактики встигають перетнути межу, за якою спостереження за ними неможливо.

8. Отже, спостерігається всесвіт і всесвіт, який можуть досягти люди, - це зовсім різні речі?

Саме так! «У певному сенсі Всесвіт показує людству чудові речі, недоступні для досяжності», - підбивають підсумок творці YouTube-каналу.

Оскільки люди спостерігають за минулим Всесвіту, ми поняття не маємо, на що схожий Всесвіт сьогодні. Більш того, весь Всесвіт, що знаходиться за межами локальної групи галактик, одного разу вийде за межі спостереження людства.

9. До чого призведе розширення в результаті? Через мільярди років неможливо буде побачити жодне велике скупчення зірок?

Фактично ми щосекундно втрачаємо з виду близько 60 000 зірок.

Але навіть у цьому випадку залишається 6% спостережуваного простору. Ця спостережувана область має радіус 18 мільярдів світлових років.

Однак групи галактик, що існують в цій області, також рухаються і, як вважається, з плином часу віддаляються від місцевих груп галактик зі швидкістю близько 5 мільйонів світлових років в секунду.

Навіть група галактик Маффеї, яка є найближчою до нашої місцевої групи галактик, знаходиться на відстані 11 мільйонів років, і вона перейде в невидиму область раніше нас.

Тому, пояснюють на каналі, місцева група галактик - це найбільший діапазон, на який можуть переміщатися люди в гіпотетичному технологічному майбутньому.

Вважається, що вона відповідає площі всього 0, 00000000001% від усього Всесвіту.

По мірі того, як Всесвіт продовжить розширюватися, можливо, що в результаті всі галактики зникнуть з спостережуваного Всесвіту і буде здаватися, що у Всесвіті існує тільки нова галактика, яка являє собою комбінацію галактик Чумацький Шлях і Андромеди.

Підсумок

Космічний простір, доступний для спостереження вченими, являє собою дуже маленьку область, що становить 0, 00000000001% від усього простору, але він все ще досить великий, і люди навіть не створили технології, які можуть переміщатися навіть у цій, за вселенськими мірками, невеликій області. Як кажуть, на століття наших дуже далеких предків нових дивних відкриттів вистачить!