Universumimme alkoi suuresta räjähdyksestä, mutta tämä ei tarkoita, että olemme piirtäneet sen oikein itsellemme. Suurin osa meistä kuvittelee tämän todellisena räjähdyksenä: kun kaikki alkaa kuumalta ja tiheältä, ja sitten jäähtyy ja jäähtyy, kun taas yksittäiset fragmentit lentävät yhä pidemmälle. Mutta tämä ei ole lainkaan totta. Siksi herää kysymys: onko universumilla keskusta? Onko kosminen tausta säteily todella saman etäisyyden päässä meistä, minne ikinä katsotkin? Loppujen lopuksi, jos maailmankaikkeus laajenee, niin sen on täytynyt alkaa jostain?
Ajattellaan hetkeksi räjähdysfysiikkaa ja millainen maailmankaikkeus olisi, jos se alkaisi siitä.
Räjähdyksen ensimmäiset vaiheet Trinity-ydinkokeen aikana, 16 millisekuntia räjähdyksen jälkeen. Tulipallon yläosa on 200 metrin korkeudessa. 16. heinäkuuta 1945
Räjähdys alkaa pisteestä ja laajenee nopeasti ulospäin. Nopein liikkuva materiaali tulee ulos nopeimmin ja levittää siksi nopeimmin. Mitä kauemmas olet räjähdyksen keskustasta, sitä vähemmän materiaalia tarttuu sinuun. Energiatiheys pienenee ajan myötä, mutta kauempana räjähdyksestä se pienenee nopeammin, koska energia-aine on harvemmin lähellä. Riippumatta siitä, missä olet, pystyt aina - jos et ole tuhottu - jälleenrakentamaan räjähdyksen keskipisteen.
Universumin laajamittainen rakenne muuttuu ajan myötä, kun pienet viat kasvavat ja muodostavat ensimmäiset tähdet ja galaksit ja sulautuvat sitten suuriksi, moderneiksi galakseiksi, joita näemme tänään. Mitä kauemmaksi katsot, sitä nuorempi maailmankaikkeus.
Mutta tämä ei ole maailmankaikkeus, jota näemme. Universumi näyttää samalta suurilla ja pienillä etäisyyksillä: samat tiheydet, samat energiat, samat galaksit jne. Kaukaiset esineet, jotka liikkuvat meiltä suurella nopeudella, eivät sattu iän mukaan objekteihin, jotka ovat lähempänä meitä ja liikkuvat pienemmät nopeudet; he näyttävät nuoremmilta. Ja suuresta etäisyydestä esineistä tulee vähemmän, mutta enemmän. Ja jos tarkastelemme sitä, kuinka kaikki maailmankaikkeuden liikkuu, voimme nähdä, että huolimatta siitä, mitä näemme kymmenien miljardejen valovuosien päässä, olemme kunnostaneet keskustaan missä olemme.
Mainosvideo:
Laniakei-superklusteri, punaisella merkitty Linnunradan asemaan, edustaa vain yhden miljardin osan havaittavan maailmankaikkeuden tilavuudesta. Jos maailmankaikkeus alkaisi räjähdyksellä, Linnunrata olisi tarkalleen keskustassa
Tarkoittaako tämä, että olemme kaikista triljooneista galakseista maailmankaikkeudessa Ison räjähdyksen keskellä? Ja että alkuperäinen "räjähdys" viritettiin tällä tavalla - epäsäännöllisillä, epähomogeeneilla energiatiheyksillä, "viitepisteillä" ja salaperäisellä 2,7 K: n hehkulla - niin, että olimme sen keskustassa? Kuinka antelias Universumin olisi mukautua itseään niin, että olemme tässä uskomattoman epärealistisessa vaiheessa alussa.
Avaruudessa tapahtuvan räjähdyksen aikana ulkoinen materiaali poistuu nopeimmin, mikä tarkoittaa, että se pystyy osoittamaan nopeimmin muita ominaisuuksia, siirtymällä pois keskustasta, koska se menettää energiaa ja tiheyttä nopeammin
Mutta yleinen suhteellisuusteoria kertoo meille, että tämä ei ole räjähdys, vaan laajennus. Universumi sai alkunsa kuumasta, tiheästä tilasta ja sen kudos laajeni. On väärinkäsitys, että sen piti alkaa yhdestä pisteestä, mutta ei. Koko alueella oli sellaisia ominaisuuksia - täynnä ainetta, energiaa jne. - ja sitten yksinkertaisesti universaali painovoima tuli toimintaan.
Nämä ominaisuudet olivat samat kaikkialla ja kaikkialla - tiheys, lämpötila, galaksien lukumäärä jne. Mutta jos voisimme nähdä tämän, löysimme todisteita kehittyvästä maailmankaikkeudesta. Koska iso räjähdys tapahtui heti ja kaikkialla tietyn aikaa sitten tietyllä avaruusalueella, ja tämä alue on kaikki, mitä voimme nähdä, jos katsomme näkökulmastamme - näemme avaruusalueen, joka ei ole liian erilainen kuin meidän oma sijainti aiemmassa tilanteessa. On vaikea ymmärtää, mutta kokeile sitä.
Katse taaksepäin suurille kosmisille etäisyyksille on kuin ajalle taaksepäin katsominen. Suuresta räjähdyksestä on kulunut 13,8 miljardia vuotta, missä nyt olemme, mutta iso räjähdys on tapahtunut myös muualla. Näistä galakseista ajoissa kulkeva valo tarkoittaa, että näemme kaukaisia alueita sellaisina kuin ne olivat aiemmin.
Galaksit, joiden valo on saavuttanut meille miljardin vuoden ajan, ovat meille näkyviä kuten ne olivat miljardi vuotta sitten; galaksit, jotka ilmestyvät meille kymmenen miljardia vuotta myöhemmin, näyttävät siltä kuin ne olivat täsmälleen tällä kertaa sitten. 13,8 miljardia vuotta sitten maailmankaikkeus oli täynnä säteilyä, ei väliä, ja kun neutraalit atomit muodostuivat ensin, tämä säteily ei mennyt mihinkään, jäähtyi ja kärsi punasiirtymästä maailmankaikkeuden laajenemisen vuoksi. Se, mitä näemme kosmisena mikroaaltotaustana, ei ole vain Ison räjähdyksen jälkivalaisu, vaan se on näkyvissä kaikkialta maailmankaikkeudesta.
Universumilla ei tarvitse olla keskustaa. Se mitä kutsumme avaruuden "alueeksi", jossa iso räjähdys tapahtui, voi olla äärettömyys. Jos siellä on keskus, se voi olla kirjaimellisesti missä tahansa, emmekä tiedä siitä, koska emme tarkkaile tarpeeksi maailmankaikkeutta saadaksemme täydellistä tietoa. Meidän pitäisi nähdä reuna, perustavanlaatuinen anisotropia (kun eri suunnat näyttävät erilaisilta) galaksien lämpötiloissa ja lukumäärässä, ja maailmankaikkeus näyttää suurimmalta asteikolta sama kaikkialla ja kaikkiin suuntiin.
Ei ole paikkaa, josta maailmankaikkeus alkoi laajentua, on aika, jolloin maailmankaikkeus alkoi laajentua. Juuri tämä oli iso räjähdys: tila, johon koko havaittavissa oleva maailmankaikkeus kulki tietyllä hetkellä. Siksi kaikkiin suuntiin katsominen taaksepäin taaksepäin. Siksi maailmankaikkeus on homogeeninen kaikkiin suuntiin. Siksi kosmisen evoluutiohistoriamme voidaan jäljittää niin pitkälle kuin observatorioimme näkevät.
Ehkä maailmankaikkeudella on rajallinen muoto ja koko, mutta jos näin on, niin nämä tiedot eivät ole meille saatavissa. Osa havaitsemastamme maailmankaikkeudesta on rajallinen, eikä näitä tietoja ole siinä. Jos ajattelet maailmankaikkeutta ilmapalloina, leivän leivänä tai jotain muuta analogisesti, älä unohda, että pääsemme vain pieneen osaan todellisesta maailmankaikkeudesta. Ainoa mitä näemme on pieni osa sitä. Ja olipa se äärellinen vai ääretön, se ei lopeta laajentumista ja purkautumista.
Universumi ei laajene millään tavalla; se vain muuttuu vähemmän tiheäksi.
ILYA KHEL