Где находится центр Вселенной? Разбираем популярное заблуждение о Большом взрыве

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Наука и космос

Мы привыкли жить в мире, где у всего есть отправная точка. На карте всегда есть значок «Вы здесь». У любой истории есть начало. Наш разум инстинктивно ищет центр, точку отсчета, некий абсолютный ориентир. Поэтому вопрос «Где находится центр Вселенной?» кажется совершенно естественным. Мы ожидаем услышать название созвездия или координаты далекой галактики, из которой всё когда-то началось.

Но ответ, который дает современная физика, одновременно обескураживает и восхищает: у Вселенной нет центра. Совсем. И чтобы понять, почему это так, нам придется отправиться в путешествие, которое заставит усомниться в самой нашей интуиции.

Иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com
Великое заблуждение: Вселенная — не фейерверк

Первая картина, которая возникает в голове при словах «Большой взрыв», — это именно взрыв. Мощный, ослепительный, выбросивший из одной-единственной точки вещество, из которого потом родились галактики, звезды и мы с вами. Эта картина интуитивно понятна, но, к сожалению, в корне неверна.

Вселенная — не фейерверк, разлетающийся в уже существующей пустоте. Если бы это было так, то, конечно, у этого «взрыва» был бы эпицентр. Но реальность куда причудливее. Большой взрыв был не взрывом в пространстве, а взрывом самого пространства.

Это ключевой момент. Вместо того чтобы представлять галактики летящими пушечными ядрами, представьте, что сама ткань мироздания, само пространство, непрерывно растягивается, унося галактики друг от друга.

Ткань мироздания, а не гонка галактик

Чтобы осмыслить эту идею, учёные часто прибегают к аналогии с воздушным шариком. Представьте, что вы нарисовали на его поверхности несколько точек-галактик. Когда вы начинаете надувать шарик, его резиновая поверхность растягивается. Что происходит с точками? Они удаляются друг от друга. Причем для каждой точки кажется, что все остальные разбегаются именно от неё. Но движутся ли сами точки? Нет, они остаются на своих местах на поверхности. Растет лишь расстояние между ними за счет расширения самого материала шарика.

Эта модель прекрасно иллюстрирует главную мысль: галактики — это, по большей части, пассивные «пассажиры» в расширяющемся космосе. Не они летят сквозь пространство, а само пространство-время раздвигает их. Именно поэтому астрономы видят, что чем дальше от нас галактика, тем быстрее она удаляется. Это не значит, что она летит быстрее. Просто между нами и ней больше «ткани» пространства, и эта ткань расширяется вся целиком, создавая эффект ускоренного удаления.

Ловушка для трёхмерного разума: когда аналогии бессильны

Аналогия с шариком хороша, но именно на ней наша интуиция попадает в следующую ловушку. Мы спрашиваем: «А где центр этого шарика?» И тут же отвечаем: «Ну, где-то внутри, в объеме воздуха».

И вот здесь аналогия перестает работать и начинает вводить в заблуждение. В этой модели наша Вселенная — это двумерная поверхность шарика, а не его трехмерное нутро. У поверхности нет центра. Вы можете бесконечно бродить по ней, но никогда не найдете точку, которая была бы «центральнее» других. Внутреннее пространство шарика, его воздушное «содержимое», в нашей реальности просто не существует.

Почему же нам так сложно это принять? Потому что наш мозг, эволюционно заточенный под выживание в трёхмерном мире (длина, ширина, высота), спотыкается о реальную природу космоса. Общая теория относительности показала, что Вселенная четырехмерна. Четвертое измерение — это время, и оно неразрывно связано с пространством в единую структуру, которую физики называют пространством-временем.

Наше повседневное восприятие разделяет пространство и время, но для Вселенной это единое целое. И расширяется именно эта четырехмерная структура. Попытаться представить это — все равно что пытаться двумерному существу, живущему на листе бумаги, объяснить концепцию «высоты». Это выходит за рамки интуитивного опыта.

Иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com
Так где же мы? Центр — везде и нигде

Итак, если центра нет, то что это значит для нас? Ответ элегантен в своей парадоксальности. Поскольку расширение происходит повсюду и одновременно, каждая точка во Вселенной имеет равные права называться центром.

Представьте себя в любой далекой галактике. Оглянувшись вокруг, вы увидите точно такую же картину, как и мы с Земли: все остальные галактики удаляются от вас, причем чем дальше они, тем быстрее. С вашей новой точки зрения именно вы будете казаться центром наблюдаемого мира. И вы будете правы.

Центр Вселенной — там, где вы находитесь. И одновременно его нет нигде. У космоса нет привилегированного места, нет «главной сцены». Это абсолютная демократия пространства.

Этот вывод — не просто любопытный факт. Он меняет само наше представление о собственном месте в мироздании. Мы не живем на окраине космического мегаполиса или в его центре. Мы живем в структуре, где само понятие центра теряет смысл. И, возможно, именно в этом и заключается её странная, непостижимая и завораживающая красота. Вопрос о центре Вселенной ведет нас не к географической точке, а к границам нашего собственного познания.

14 комментариев

Добавить комментарий

A
Аналогия с шариком не особо работает, потому что ничего не мешает или точнее нет никакого опровержения тому, что пространство с точками может быть как на самой поверхности шарика, но так же и внутри него самого. Это не мешает равномерному удалению точек друг от друга в каждой области пространства. Но определить это можно только находясь за пределами шарика, что невозможно, точнее является уже совсем другой космологией.
V
Эквивалентно ли расширение пространства замедлению скорости света? Иначе говоря, можем ли мы различить — расширяется ли Вселенная, или замедляется со временем свет?
Ruby_Rougarou
https://www.ixbt.com/live/science/mozhet-li-chto-nibud-dvigatsya-bystree-sveta-rasshirenie-vselennoy-kak-primer.html
https://www.ixbt.com/live/science/nuzhna-li-vselennoy-temnaya-materiya-uchenye-predlagayut-novye-alternativy.html
Есть гипотеза «усталого света»
I
Которая давно опровергнута, но которую всё ещё пытаются использовать некоторые учёные, которые хотят «похайпиться».
X
Нет, не эквивалентно. Да, можем. См., например, Вайнберг «Космология», параграф 1.7 «Космическое расширение или «усталость» света?»
l
свет не может замедляться со временем, потому что вроде как постоянность его скорости — это основа всей физики, у нас определение метра звучит как «сколько свет проходит за такое то время», но зато время может замедляться со временем. А как выглядит для внутреннего наблюдателя замедление времени? Как увеличение визуальных расстояний, то есть то самое «расширение вселенной». Причем чем дальше от вас будет наблюдаемый объект, тем быстрее он будет удаляться, всё как и происходит. Для близких объектов это заметить невозможно, потому что влияние такого разбега по сравнению с гравитацией даже в размере галактик незначительное(менее 2 км/с для нашей к примеру, менее 1% от скорости вокруг центра), в масштабе звездных систем вообще неотслеживаемое(при самой смелой фантазии не более нескольких сантиметров /с, а в случае конкретно нашей системы там какие микрометры или даже нанометры, а пропорциональное расширение происходит и с нами, так что длина метра для внутреннего наблюдателя не меняется, как и размер любых объектов. А вот на расстояниях скажем… ну как между ближайшими галактиками, уже расширение вносит заметные корректировки к гравитационным взаимодействиям.
Почему так может происходить? имхо потому что вся вселенная падает на черную дыру… ну или ей является… чем сильнее падаем тем медленнее время… ну и то что там придумывают насчет ускорения расширения — возможно всё дело в том что время не однородно как предписано считать в этой вашей т бв и прочем бреде про темные сущности. То что мы видим на расстоянии миллиардов лет — происходило миллиарды лет назад, тогда время двигалось быстрее, чем сейчас. А значит расширение на большем расстоянии будет выглядеть несколько ускоренным за МПК, чем предписывал хаббл.
X
Нет, гравитационно-связанные системы (например, наша Солнечная система, Галактика, даже скопления галактик) — не расширяются, они обособились от хаббловского потока. Более того, за счет пекулярных скоростей галактики в скоплении могут, наоборот, сближаться — как это делают наша Галактика и Туманность Андромеды. У Туманности Андромеды не красное, а фиолетовое смещение — потому что она к нам приближается.
l
все системы гравитационно связаны, просто кто то сильнее кто то слабее
X
Нет, не все. Гравитационно-связанные системы — это такие системы, в которых полная энергия (являющаяся суммой положительной кинетической и отрицательной потенциальной (гравитационной)) отрицательна.
l
вы хотели сказать неположительная? Но вы же должны понимать, что в случае бесконечной массы вселенной положительная полная энергия достижима только при скорости света?)) Достижение которой материей равноценно падению за горизонт событий, событию, невероятному для внутреннего наблюдателя. Так что несвязанных гравитационно систем не существует, а если существуют, вы не можете их наблюдать, что делает их обсуждение равноценным обсуждению религиозных догм))
l
закон хаббла не зря придумали жеж, с чего бы он не стал работать для маленьких расстояний… просто его работу на маленьких расстояниях невозможно отследить. Ведь изменение течения времени фиксируется исключительно смещением ЭМ волн, а смещение при «пешей» скорости явно ни один прибор не зафиксирует. То что к нам андромеда летит никак этому не противоречит, просто она летит не так быстро, как летела бы если бы время не замедлялось. Для внешнего наблюдателя это может было бы столкновение двух атомов под микроскопом за доли секунды, а у нас время так замедленно что это столкновение галактик за миллионы световых лет в течение десятков миллиардов лет.
V
Предположим, что свет все же замедляется, а пространство — статично.
Миллион лет назад до соседней галактики свет шел 100 лет (условно). А сейчас — 200. Поскольку расстояния выводятся из скорости света, это эквивалентно тому, что галактика стала вдвое дальше от нас.
l
еще раз повторюсь, свет не может замедляться или ускоряться исходя из того, что его постоянная скорость -это аксиома эйнштейновской физики, и жестко привязана определением к длине и времени… Зато может изменять скорость хода время. Чтобы изменить эту аксиому нужно переопределять понятие длины.
a
Мы же смотрим не за одной галактикой, а за очень большим их количеством. И которые сразу находились на разных расстояниях.

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Серфинг без капли воды: как оазис Уакачина стал курортом для тех, кто боится утонуть

Хочется ловить волну, но вот проблема: только оказавшись в водоёме глубже пары метров, вам даётся исключительно стиль топориком ко дну? В таком случае вам стоит узнать про самое необычное место для...

Астрономы доказали существование трех популяций сливающихся черных дыр: неразлучные пары, случайные встречи и «каннибалы»

Астрофизики получают информацию о слияниях черных дыр благодаря детекторам гравитационных волн. Когда два сверхплотных объекта сталкиваются, они вызывают возмущение пространства, которое...

Туер «Енисей»— один из последних в мире: почему он до сих пор работает на Казачинском пороге, хотя на всех остальных реках России и Европы такие суда давно исчезли

На реке Енисей есть участок, который веками оставался серьёзным препятствием для судоходства. Это Казачинский порог — природная «плотина» из скальных выступов и каменистых гряд,...

Наши предки вылуплялись из яиц: окаменелость возрастом 250 млн лет подтвердила спорную гипотезу палеонтологов

Эволюционная история млекопитающих неразрывно связана с процессом размножения. Долгое время биологи опирались на устоявшееся положение: древние предки современных млекопитающих, известные как...

Фильм «Белое солнце пустыни»: как он стал негласным талисманом космонавтов

У советских и российских космонавтов сложилась необычная, но неизменная традиция: перед стартом обязательно смотреть фильм «Белое солнце пустыни» — начало ритуала существует ещё с...

Обзор USB-тестера FNIRSI FNB-C2: с поддержкой PD 3.1 и мощностью 240 Вт

Новая модель USB-тестера FNIRSI FNB-C2 — это не просто компактный измерительный прибор, а полноценный инструмент для диагностики современных устройств питания. Он предназначен для...