что находится между вселенными
Что находится за пределами Вселенной
Что находится за пределами Вселенной? Этим вопросом задаются как ученые, так и обычные люди, интересующиеся тайнами мироздания. Та часть звездного неба, что доступна нам по ночам, является лишь небольшой частью огромного космического пространства. В научном сообществе все еще ведутся споры о том, где проходит граница Вселенной и есть ли она вообще.
Существует множество гипотез, рассуждающих о возможных пределах космоса. Но главная проблема каждой из них заключается в том, что их невозможно ни доказать, ни опровергнуть. Современные космические технологии не позволяют нам исследовать настолько огромное пространство. Поэтому научное сообщество продолжает выдвигать свои гипотезы о том, что находится на краю Вселенной и за ее пределами. С самыми популярными из них вы познакомитесь в этой статье.
Мультивселенная
Обозримая Вселенная
Прежде чем начать рассуждения о том, что находится за пределами Вселенной, необходимо понять, где эти самые пределы. Естественно, узнать о настоящих границах космического пространства мы не можем, но точно знаем, где заканчивается обозримая часть Вселенной – Метагалактика.
Наблюдаемый космос – это пространство, из которого наши технологии способны регистрировать рассеяние реликтового излучения. Те области, где оно заканчивается, и принято считать за границы обозримого космоса. Реликтовое излучение – это энергия, высвободившаяся во время Большого взрыва и распространяющаяся по Вселенной до сих пор. Примерный радиус Метагалактики составляет 46 миллиардов световых лет.
Обозримая Вселенная
Однако насчет обозримой Вселенной у ученых есть два противоположных мнения. Одни считают, что за пределами Метагалактики есть и другие системы, а мы наблюдаем лишь малую часть необъятного космоса. Другое мнение говорит о том, что это и есть вся Вселенная, и за ее пределами уже ничего нет.
Помимо Метагалактики, есть такое понятие, как область Хаббла. Так называют часть обозримого космоса, которую мы можем увидеть с помощью своих технологий. Она составляет примерно 13,8 миллиарда световых лет. Так как возраст Вселенной составляет примерно столько же, свет из ее более далеких областей до нас еще попросту не дошел. Область Хаббла рано или поздно расширится, увеличив количество наблюдаемых нами звездных систем.
Мультивселенная
С обозримыми границами Вселенной разобрались, но что же находится за их пределами? Если космическое пространство представляет собой ограниченную область, пусть и очень большую, то почему рядом с ней не может существовать других подобных территорий? Что если наша Вселенная не единственная в своем роде, а лишь одна из бесчисленного множества?
Мультивселенная
Гипотеза Мультивселенной говорит о том, что каждая отдельная Вселенная представляет собой нечто вроде пузыря, формирующегося из вещества во время Большого взрыва. Все миры рождаются, эволюционируют и в конечном итоге умирают, сменяясь новыми. Одним из наиболее известных сторонников данной гипотезы был Стивен Хокинг. Также ее поддерживают, пожалуй, самый известный популяризатор науки астрофизик Нил Деграсс Тайсон, один из первых людей в области квантовых вычислений Дэвид Дойч, Алан Харви Гут – первый физик, предложивший идею космической инфляции, и Брайан Рэндолф Грин – известный популяризатор теории струн.
Стивен Хокинг
В Мультивселенной существует бесконечное множество «пузырей», которые работают по одним и тем же законам природы, но находятся в разных состояниях. Параллельные Вселенные никак не зависят друг от друга и практически не взаимодействуют.
Эта гипотеза на данном этапе даже не совсем научная. Она предполагает, что может находиться за пределами Вселенной, но доказать или хотя бы попытаться экспериментально проверить не может. Поэтому пока это скорее философский вопрос, чем научный. Но, если предположение окажется правдой, это будет означать, что, помимо нашей, существует огромное количество Вселенных с конечными размерами и продолжительностью жизни.
Полное ничто
Космос постоянно расширяется. Это утверждение официально признано современным научным сообществом. Но даже ученые не могут сказать, будет ли это продолжаться вечно и до каких масштабов может увеличиться Вселенная.
Некоторые теоретики предполагают, что наш мир имеет свои границы, но за их пределами нет ничего. Согласно такой гипотезе, когда Вселенная заканчивается, остается лишь абсолютная пустота, полное ничего, в котором не действуют ни одни законы физики. Туда не доходит свет, его нельзя ощутить, увидеть, там нет времени и пространства. Гипотеза гласит, что космос представляет собой замкнутый шар, который парит в бесконечном ничего, к которому не применимы ни одни из знакомых нам физических параметров.
Теория абсолютной пустоты
Осознать и принять абсолютную пустоту довольно сложно для человеческого мозга. Даже если гипотеза верна, мы не сможем представить, как выглядит полное ничто. Черный фон? Белый? Матрица? Гадать можно долго, но вряд ли мы действительно сможем это представить.
Голограмма
Гипотеза довольно сложная, и ее даже понять тяжело, не то что доказать. Если вдруг она окажется правдой, это будет означать, что все законы природы, работающие в трехмерном мире, на самом деле так не работают и являются лишь искажением. Если за пределами нашей Вселенной лежит первичная плоскость, то мы даже представить себе не сможем, как в ней все устроено. Наряду с абсолютной пустотой и Мультивселенной эта теория, как и сотни других, являются больше философскими, чем научными. А что на самом деле находится за пределами Вселенной мы вряд ли когда-нибудь узнаем.
Что находится между галактиками?
Все, что астрономы знают о Вселенной известно благодаря наблюдениям. Вглядываясь в глубины космоса, космический телескоп Hubble отправляет на нашу планету снимки далеких звезд, планет и галактик. По оценкам ученых только в наблюдаемой Вселенной находятся около двух триллионов галактик. Это трудно представить, однако благодаря фотографиям мы имеем о них и их расположении некоторое представление. Астроном Эдвин Хаббл еще в 1925 году определил несколько видов галактик: эллиптическая, неправильная, обычная спиральная, пересеченная спиральная и линзообразная. Выходит, ученые знают какие бывают галактики и что происходит внутри них, но знают ли они что находится между галактиками?
15 тысяч галактик в объективе телескопа Hubble
Что такое галактика?
Для начала на примере Млечного Пути давайте разберемся что представляют из себя галактики. Итак, галактика — это огромная гравитационно связанная система. В ней содержится порядка 200 миллиардов звезд, а также туманности, темная материя, планеты, облака пыли и газа, а также звездные скопления. Все объекты, находящиеся в галактике, участвуют в движении относительно общего центра масс. В самом сердце галактики находится сверхмассивная черная дыра, которая, кстати, по сообщениям ученых в последнее время ведет себя довольно странно.
Так выглядит центр Млечного Пути
В зависимости от вида, согласно классификации Эдвина Хаббла, каждая галактика имеет свои особенности. Так, Млечный Путь по своей форме в профиль отдаленно похож на “летающую тарелку”. А не так давно ученые выяснили, что наша галактика совсем не плоская, как считалось раньше — оказалось, что Млечный Путь больше напоминает гармошку, так как галактика как будто смята ближе к краям.
Расстояние между галактиками чрезвычайно велико. Так, ближайшая к нам галактика Андромеда располагается на расстоянии 2,5 миллионов световых лет от Земли. Такое расстояние сложно себе представить. Но что находится между галактиками?
Кстати, обсудить столкнется ли наша галактика с галактикой Андромеды можно в нашем Telegram чате
Еще одна загадка Вселенной
Вскоре после Большого взрыва Вселенная была заполнена газом, в основном водородом. Со временем, то тут то там, гравитация стала стягивать газ к облакам, которые впоследствии превратились в галактики внутри которых родились звезды. Знаете по какой причине сияют звезды? Все дело в термоядерном горении водорода — те звезды, что превращаются в сверхновые и погибают после взрыва “выталкивают” газ обратно из галактик.
Там, в таинственном межгалактическом пространстве, газ охлаждается и становится плотнее. Там он и находится, пока сила гравитации не втягивает его обратно в галактику, где образуются новые звезды. Процесс повторяется: гравитация конденсирует газ в галактики и звезды, звезды взрываются и выбрасывают газ, гравитация снова притягивает газ и рождаются новые звезды.
Телескоп Hubble сделал снимок взрыва сверхновой
Со временем в любой галактике начинает заканчиваться перерабатываемый газ. А без газа во Вселенной не могут образовываться новые звезды; старые звезды живут своей жизнью и умирают, и в конечном итоге галактика тоже умирает. Галактики обитают в так называемой газовой ванне, среде, из которой они родились, и которая питает их. Галактики вдыхают и выдыхают газ, а звезды продолжают гореть, пока газ не исчезнет. Красиво звучит, правда?
Еще больше удивительных фактах о Вселенной читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен
Из чего состоит Вселенная?
Раньше проблема с проверкой этой теории заключалась в том, что приборы астрономов были едва способны обнаружить признаки межгалактического газа, не говоря уже о его появлении и исчезновении. Однако сегодня, благодаря более чувствительным инструментам, ученые знают намного больше. Полученные данные говорят о том, что межгалактическая среда богата газом, который наполняет Вселенную и порождает галактики. Чуть менее убедительные, а иногда и загадочные свидетельства в около галактической среде показывают, что галактики живут за счет рециркуляции газа в звезды и из звезд.
А вот доказательства того, что у галактик может закончиться газ, и звезды перестанут рождаться, что приведет к гибели галактики пока только предварительные. Дело в том, что даже в молодой Вселенной газ не однороден. Межгалактическая среда также не является чистым водородом: она частично заполнена элементами, более тяжелыми, чем водород, которые появляются, когда звезды взрываются и умирают.
И все же, несмотря на множество вопросов, ученые сходятся во мнении, что эта древняя, охлаждающая, разреженная межгалактическая среда является хорошо понятой сущностью, которая содержит убедительную картину того, когда и из чего возникли галактики.
Однако, несмотря на появление новых инструментов и совместной работы ученых, на сегодняшний день общей картины рождения, жизни и смерти галактик нет. Чтобы лучше понять это, ученые прибегают к помощи компьютерной симуляции — так, недавно астрономы создали 8 миллионов галактик внутри компьютера. Вне зависимости от того, реальны симуляции или нет, именно с их помощью ученые смогут получить ответы на вопросы о природе межгалактического газа. Дело в том, что симуляции — наиболее ясная визуализация того, как газ мог создать галактики.
Ученые полагают что сегодня, 13,8 миллиардов лет спустя после Большого взрыва, только 60% газа сосредоточено в межгалактической среде; остальное находится в около галактической среде и внутри галактик. Получается, что на просторах Вселенной галактики нанизаны на пустоты, похожие на освещенные автомагистрали. Красиво! Несмотря на то, что многое пока остается загадкой.
Что может гипотетически находится между вселенными (из теории мультивселенной)? Там просто «ничего, вакуум» или там вообще нет законов физики?
Метагалактика — это часть Вселенной, доступная для наблюдения человека. Может быть, вы имеете в виду группы галактик?
Но если представить, что мы будем развитой цивилизацией и сможем с межзвёздные путешествия, то конец такой прогулки закончится примерно на границе местной группы. Почему так происходит? Что не даст нам лететь дальше?
Ответ — пустота. Но это, конечно, не полная пустота, она обладает свойственной для себя энергией. Называется эта энергия «квантовые флуктуации». Они находятся внутри каждого атома. Сам атом состоит из протонов, нейтронов и электронов. Нуклоны внутри ядра состоят из кварков, а уже они как раз и находятся в среде флуктуаций глюонного поля. Если рассматривать это в небольшом масштабе, то там постоянно происходит движение — частицы и античастицы рождаются и умирают (т. е. аннигилируют, если быть точным). Чтобы понять, как это произошло, нужно понять, что происходило во время большого взрыва.
Сразу после того, как что-то произошло (мы ведь достоверно не знаем, что), Вселенная начала увеличиваться от микроскопических размеров до триллионов километров буквально за микроскопические доли секунды. Так вот это расширение, как вы поняли, было настолько быстрым, что эти микроскопические флуктуации расширились до огромных размеров. Все субатомные масштабы приняли размеры галактических. С такими же более и менее плотными областями.
Это были, по сути, облака водорода, которые собирались в галактики. Так как расширение происходило (и происходит) очень быстро, то гравитация не смогла стянуть все галактики между собой, но на небольших дистанциях некоторые галактики притянулись и образовали такие группы, как наша. Так получается, что гравитацией связаны только объекты в группах. И до следующей группы нам долететь не суждено.
Всё дело в тёмной энергии, которая заполонила Вселенную во время большого взрыва. Почему — мы не знаем, как и не знаем, почему она ускоряет (и ускоряла) расширение Вселенной. Мы не знаем, что это, но можем наблюдать её воздействие. Так вот на, расширяясь вместе со Вселенной, увеличивает расстояние между кластерами галактик и они никак не связаны между собой. Так как они отдаляются быстрее скорости света, мы просто не сможем до них долететь.
Но что там? Там — пространство. Мы можем сказать, что оно почти точно такое же, как между Луной и Землёй, как между Солнцем и Сириусом. Всё решает лишь количество частиц — чем дальше от небесных тел, тем меньше их в пространстве. В нашей атмосфере на один кубический сантиметр примерно 30 квинтиллионов молекул, а между планетами в Солнечной Системе всего 10 частиц на кубический сантиметр. В межзвёздном пространстве примерно одна частица. в межгалактическом и межкластерном пространстве у вас будет 1-2 частицы на кубический метр.
Так вот там, между группами, действуют законы физики, иначе бы как мы видели свет, долетающий от других галактик? Там нет объектов, но есть пространство, с частицами. Можно ли найти абсолютный вакуум? Нет.
Всегда существуют электромагнитные и гравитационные поля. Они всегда расширяются, потому что частицы, которые из порождают, не имеют массу вообще. А есть ещё «виртуальные частицы» — это такие штуковины, которые существуют всегда и везде. Они просто появляются и исчезают, то есть везде и всегда существуют. Может быть, они могут быть объяснением постоянного расширения Вселенной или существования пространства вообще. Существует очень интересный эксперимент о силе Казимира, почитайте.
То есть, ответ — там есть что-то, есть частицы, есть энергия, есть законы физики.
Что находится за пределами Солнечной системы?
Космические зонды «Вояджер-1» и «Вояджер-2» позволили человечеству познакомиться с Солнечной системой. До запуска аппаратов в 1977 году мы практически ничего не знали о большинстве планет нашего галактического дома. Как пишет в своей книге «Голубая точка. Космическое будущее человечества» астроном и популяризатор науки Карл Саган, «эти аппараты поведали нам о чудесах других миров, об уникальности и хрупкости нашего, о рождениях и закатах. Они открыли нам отдаленные уголки Солнечной системы. Именно они исследовали тела, которые, возможно, станут родиной наших далеких потомков». Сегодня, 43 года спустя «Вояджеры» по-прежнему бороздят космические просторы и отправляют на Землю данные о том, что их окружает – таинственное, темное межзвездное пространство. Будучи первыми искусственными объектами, покинувшими нашу Солнечную систему, «Вояджеры» рискуют вторгнуться на неизведанную территорию, находящуюся в миллиардах километров от дома. Ни один другой космический корабль еще не заплывал так далеко в космический океан.
За пределами сферы влияния нашей звезды скрывается холодное, таинственное межзвездное пространство
Если считать пределом Солнечной системы расстояние, на котором наша звезда больше не может удерживать на орбитах какие-либо тела, то «Вояджеры» проведут в ней еще десятки тысяч лет.
Астроном, астрофизик, популяризатор науки Карл Саган («Голубая точка. Космическое будущее человечества»).
Что такое межзвездное пространство?
Вдали от защитных объятий Солнца край Солнечной системы кажется холодным, пустым и безжизненным местом. Неудивительно, что зияющее пространство между нами и ближайшими звездами долгое время казалось пугающе огромным пространством небытия. До недавнего времени это было место, куда человечество могло заглянуть лишь издалека.
Астрономы уделяли межзвездному пространству лишь мимолетное внимание, предпочитая вместо этого сконцентрировать внимание телескопов на светящихся массах соседних звезд, галактик и туманностей. Между тем оба «Вояджера» до сих пор отправляют на Землю данные из этой странной области, которую мы называем межзвездным пространством.
На протяжении последнего столетия ученые строили картину того, из чего состоит межзвездная среда, в основном благодаря наблюдениям с помощью радио и рентгеновских телескопов. Они обнаружили, что межзвездное пространство состоит из чрезвычайно диффузных ионизированных атомов водорода, пыли и космических лучей, перемежающихся плотными молекулярными облаками газа, которые считаются местом рождения новых звезд.
Но его точная природа непосредственно за пределами нашей Солнечной системы была в значительной степени загадкой, главным образом потому, что Солнце, все планеты и пояс Койпера содержатся в гигантском защитном пузыре, образованном солнечным ветром, известным как гелиосфера.
Когда Солнце и окружающие его планеты проносятся через галактику, этот пузырь ударяется о межзвездную среду, как невидимый щит, удерживая большинство вредных космических лучей и других материалов.
Размер и форма гелиосферного пузыря изменяются по мере прохождения через различные области межзвездной среды. На изображении показао местоположение космических аппаратов «Вояджер-1″и «Вояджер-2».
Но его спасательные свойства также затрудняют изучение того, что лежит за пределами гелиосферы. Вот почему по мнению некоторых ученых единственный способ получить представление о межзвездном пространстве – это улететь далеко от Солнца, оглянуться назад и получить изображение из-за пределов гелиосферы. Но это не простая задача – по сравнению со всей галактикой Млечный Путь наша Солнечная система выглядит меньше, чем рисовое зернышко, плавающее посреди Тихого океана. И все же, «Вояджеры» находятся далеко от внешнего края гелиосферы.
Еще больше интересных статей о том, какие тайны Солнечной системы открыли роботизированные зонды «Вояджер», читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен. Там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте.
Гелиосфера и солнечный ветер
Гелиосфера, как выяснили ученые, неожиданно велика, что говорит о том, что межзвездная среда в этой части галактики менее плотна, чем считалось раньше. Солнце прорезает путь через межзвездное пространство, словно корабль, движущийся по воде, создавая «носовую волну» и протягивая за ней след, возможно, с хвостом (или хвостами) в форме, подобной форме комет. Оба Вояджера прошли через «нос» гелиосферы, и поэтому не предоставили никакой информации о хвосте.
«По оценкам «Вояджеров», гелиопауза имеет толщину около одной астрономической единицы (149 668 992 километров, что составляет среднее расстояние между Землей и Солнцем). На самом деле это не поверхность. Это регион со сложными процессами. И мы не знаем, что там происходит,» – рассказал BBC.com Джейми Рэнкин, исследователь из Принстонского университета.
Солнечным ветром исследователи называют поток ионизированных частиц, исходящих из солнечной коры (со скоростью 300—1200 км/с) в окружающее космическое пространство. Солнечный ветер – один из основных компонентов межпланетной среды.
Так, в представлении художника, выглядит солнечная буря, обрушившаяся на Марс.
И хотя всплески солнечного ветра могут предоставить ученым интересные данные о том, что происходит в межзвездном пространстве, они, по-видимому, оказывают удивительно небольшое влияние на общий размер и форму гелиосферы.
Оказывается, то, что происходит вне гелиосферы, имеет гораздо большее значение, чем то, что происходит внутри нее.
Солнечный ветер может нарастать или ослабевать с течением времени, не оказывая существенного влияния на пузырь. Но если этот пузырь переместится в область галактики с более плотным или менее плотным межзвездным ветром, то он начнет сжиматься или расти. Ну что же, надеемся, что «Вояджеры» еще долго будут отправлять на Землю данные о том, что их окружает, а мы с вами наконец подробнее узнаем о том, что именно происходит в этом таинственном межзвездном пространстве.
Что находится за пределами нашей Вселенной?
Многие слышали, что диаметр видимой Вселенной составляет 93 млрд световых лет и видели картинки, изображающие нашу Вселенную также как на изображении внизу. При этом у большинства возникает вопрос, а что же находиться дальше, за пределами этой сферы? Давайте разберёмся в этом вопросе вместе.
Единой точки зрения, является ли Вселенная действительно бесконечной или она конечная в пространстве и объёме, не существует. Однако, мы можем рассмотреть наиболее правдоподобные теории об этом.
Имеет ли Вселенная границы?
Несмотря на множество исследований, учёные до сих пор не вполне уверены, бесконечна ли наша Вселенная или просто она очень велика. Чтобы определиться между этими двумя вариантами, астрономы смотрят на кривизну пространства-времени на масштабах всей Вселенной. На столь больших масштабах она говорит о самой форме нашей Вселенной, и если она геометрически совершенно плоская, то она может быть по-настоящему бесконечной.
Текущие наблюдения и измерения кривизны Вселенной показывают, что она на 99,99% плоская. Можно подумать, будто это означает, что Вселенная бесконечна, но всё не так просто. Даже в случае плоской Вселенной космос необязательно должен быть бесконечно велик. Если, например, взять поверхность цилиндра, она геометрически является плоской, ведь параллельные линии на её поверхности не пересекаются, но при этом цилиндр имеет конечный размер. Также может быть и со Вселенной, то есть она может быть плоская, но одновременно замкнутая в саму себя и иметь ограниченный объём.
А если граница есть, то что за ней?
Если эти границы существуют и Вселенная имеет ограниченный объём, то точного понимания, что за ними, у нас нет, и, скорее всего, никогда не будет. Но существует целый ряд теорий, объясняющих, что находится за пределами нашей Вселенной.
Согласно одной из них, за пределами нашей Вселенной может существовать так называемая “супер” Вселенная. То есть такое пространство вне нашей Вселенной, которое простирается бесконечно и, в котором наша Вселенная может расширяться вечно. А на расстоянии сотен миллиардов световых лет от нас могут быть другие вселенные, похожие на нашу. На этом моменте возникает вопрос: почему же мы тогда их не видим?
Наиболее вероятным объяснением этого является то, что эти вселенные находятся настолько далеко, что к тому времени, когда их свет достигнет Земли, он может потерять столько энергии, что мы физически не сможем его заметить, или вообще наша Вселенная может погибнуть, если она не вечна, к тому времени, когда этот свет достигнет нас.
Согласно другой теории: за пределами нашей расширяющейся Вселенной существует другая пространственно-временная вселенная, с большим количеством измерений, в которой наша Вселенная расширяется. Поскольку эта вселенная имеет высшее измерение, то мы не можем его увидеть, выявить или постичь.
Одним словом, существует много похожих теорий о том, что же может быть за пределами нашей Вселенной, если эти пределы есть, и все они сводятся к тому, что за пределами либо другая, бОльшая вселенная, либо там абсолютное ничто, которое и описать то невозможно, ведь там отсутствует само пространство.
Видимый край Вселенной?
На этом фото можно увидеть галактику, обнаруженную, как говорят: на краю Вселенной. Но на каком краю? На видимом краю Вселенной.
Край видимой Вселенной — это сфера с центром в месте нахождения наблюдателя (в данном случае на Земли). Радиус этой сферы можно определить по времени, за которое свет мог дойти до нас со времени Большого Взрыва. Вообще-то, расстояние от Земли до края видимой Вселенной должно составлять около 13,7 миллиардов световых лет, но поскольку за время полёта фотонов к нам Вселенная продолжала расширяться, то расстояние составляет около 46-47 миллиардов световых лет.
И каждое место во Вселенной имеет свой видимый сферический край Вселенной, достижимый для наблюдения. Также мы не можем увидеть, что находится за этим краем, но согласно космологическим принципам, там должно находиться такое же пространство как наше, такие же звёзды и галактики, как те, что окружают нас.
Автор: Алексей Нимчук. Редакция: Фёдор Карасенко.
Ставьте палец вверх, чтобы видеть в своей ленте больше статей о космосе и науке!
Подписывайтесь на мой канал здесь, а также на мои каналы в телеграме и на youtube . Там вы можете почитать большое количество интересных материалов, а также задать свой вопрос. Поддержать наш канал материально можно через patreon .