Kaikki tietävät, että maailmankaikkeus laajenee. Mutta missä? Mikä tämä laajennus on? Tarkkailemalla miten ydin sieni kasvaa, voimme ehdottomasti rajoittaa tilaa, jossa se kasvaa. Kysymys voi olla toisaalta erittäin tyhmä, mutta toisaalta erittäin mielenkiintoinen.
Joten, maailmankaikkeus on laajentunut tai supistunut (vastaavasti osoittaen punasiirtymiä ja bluessiirroksia) Isosta Bangista lähtien. Mutta missä sen laajentuminen loppuu? Se ei voi olla äärettömyydessä. Miksi meidän pitäisi sanoa, että maailmankaikkeus laajenee ikään kuin se olisi normaalimpi ja luonnollisin asia maailmassa?
Ensinnäkin muutama yksinkertainen totuus
1. Et laajennu nyt
Maa ei ole myöskään. Ei aurinkojärjestelmää eikä Linnunrataa. Universumin laajeneminen riippuu painovoimasta, mikä tarkoittaa vain sitä, että paikalliset painovoiman hallitsevat vaikutukset havaitaan korkean tiheyden alueilla. Osoittautuu, että kaikki galaksit eivät ole siirtymässä Linnunrajalta. Lähin naapurimme, Andromedan galaksi, kiirehti kohti meitä nopeudella 80 km / s ja törmää meihin usean miljardin vuoden sisällä.
Mainosvideo:
2. Älä usko metafooria
Sinulle voi näyttää siltä, että maailmankaikkeus laajenee kuin ilmapallo, jota pumpataan ilmalla.”Katso, aivan kuten maailmankaikkeus!” Muodikas brittiläinen tutkija kertoo sinulle. Mutta sinä, kun olet fiksu, huomaat, että pallon ulkopuolella on tilaa ja että pallon 2-ulotteinen pinta laajenee 3-ulotteiseksi tilaksi. Universumillamme on kuitenkin kolme ulottuvuutta.
3. Universumilla ei ole loppua tai loppua
Emme ole oikein varmoja siitä, onko maailmankaikkeus äärettömän suuri vai vain hyvin suuri, mutta vaikka se olisi, niin riittävän kauan suuntautuminen suuntaa sinut edelleen neliöön. Ajattele Pacmania, mutta ilman hedelmiä ja aaveita. Mitä tulee maailmankaikkeuden keskipisteeseen, tässä palloanalogia auttaa meitä. Meille näyttää siltä, että kaikki galaksit ovat siirtymässä meistä, mutta heidän näkökulmastaan he ovat myös maailmankaikkeuden keskipiste. Tämä on vain illuusio.
Joten missä maailmankaikkeus todella laajenee? Kyllä mihinkään. Ei ole tilakaappia, joka olisi täynnä asioita. Mutta ymmärtääksesi tämän, katsotaanpa mitä yleisellä suhteellisuudella on sanottavaa avaruusajasta.
Yleisessä suhteellisuudessa (kuten ammattilaiset sanovat) tilan (ja ajan) tärkein ominaisuus on kahden pisteen välinen etäisyys (ja aikaväli). Itse asiassa etäisyys määrittelee tilan täysin. Etäisyysasteikon kehitys määräytyy aineen ja energian määrän mukaan avaruudessa, ja ajan myötä asteikko kasvaa, samoin kuin galaksien välinen etäisyys. Kuitenkin - ja tämä on omituisuus - se tapahtuu siirtämättä galakseja.
Ehkä tässä vaiheessa intuitio on horjunut. Mutta se ei estä meitä järjestämästä outoja ominaisuuksia.
Olemme jo sanoneet, että galaksit ovat siirtymässä meistä. Ei oikeastaan. Se on vain, että tutkijoiden on helpompi selittää, mitä todella tapahtuu. He pettävät sinua.
”Mutta odota!” Tieteellisimmin tajuisin sanoo. - "Mittaamme etäisten galaksien Doppler-muutosta." Tämä ns. "Punasiirtymä", josta tiedät, on kiinnitetty maan päälle, ja kuten kulkevan ambulanssin sireeni, se antaa meille tietää, että siellä on liikettä. Mutta tämä ei ole jotain, mikä tapahtuu kosmologisessa mittakaavassa. Aivan sen jälkeen, kun kaukaiset galaksit lähettivät valoa ja saavuttivat meidät, avaruuden mittakaava on vakavasti muuttunut, lisääntynyt. Avaruuden kasvaessa fotonien aallonpituus on kasvanut, joten valo erottuu punaisesta.
Tästä lähestymistavasta seuraa toinen kysymys: "Laajeneeko universumi todella nopeammin kuin valon nopeus?" On totta, että kaukana olevat galaksit kasvattavat etäisyyttään meihin suhteessa nopeammin kuin valon nopeus, joten mitä? Ne eivät liiku valoa nopeammin (ne ovat yleensä paikallaan). Tämän tietäminen ei myöskään auta mitenkään: tietoa ei välitetä. Jos lähetät ruokapaketin toiseen galaksiin, valon nopeutta nopeammin, et voi tehdä tätä (ja jopa täällä, periaatteessa joudut kokeilemaan). Valon nopeus on yleinen nopeudenrajoitin.
Olemme antaneet laajimman (hyvin tai vakiintuneen relativistien alueella) mielipiteen kosmologisesta laajentumisesta, mutta olisi loogista lopettaa se, jota emme ymmärrä ollenkaan. Kaikki yllä oleva toimii hyvin, jos sinulla on tilaa astua eteenpäin ja venyttää. Mutta mitä tapahtui heti alussa, joka teki avaruudesta kirjaimellisesti tyhjästä? Fysiikalla ei ole vastausta tähän kysymykseen. Ja sinun on odotettava, kunnes kvanttigravitaation teoria ilmestyy ja valaisee tätä asiaa.
Ilja Khel