Необязательно быть фанатом американского ситкома «Теория Большого взрыва», чтобы иметь об этом представление. Суть же вопроса заключается в том, что все должно было начаться с грандиозного взрыва, «Big Bang», Большого взрыва. И с этого самого момента космос начал расширяться. Но бесконечна ли вселенная? К сожалению, на этот вопрос ответа пока нет. Астроном Кэти Мак попыталась найти этому вопросу объяснение. Автор исследования решила описать границы космоса в различных сценариях. Но и она не смогла найти окончательный и однозначный ответ.

Бесконечна ли вселенная? Астроном Кэти Мак попыталась найти этому ответ. © Getty Images / ArtEvent ET / СЕБАСТЬЯН КАУЛИЦКИ / НАУЧНАЯ ФОТОБИБЛИОТЕКА / Tristar Media [M]

Бесконечна ли вселенная? Простого ответа на этот вопрос не существует

Вселенная, которую мы можем наблюдать с помощью различных технологических устройств, ограничена областью в пределах нашего горизонта частиц. Эти наблюдения описывают самые далекие места, которые мы можем видеть, учитывая границы скорости света. Свету нужно время, чтобы продвигаться вперед. Далекие объекты, которые мы наблюдаем, находятся практически в далеком прошлом. Следовательно, должно существовать расстояние, знаменующее начало времен. И чтобы достичь этой точки, потребуется весь возраст вселенной. Но бесконечна ли вселенная?

Горизонт частиц определяет точку, которая находится дальше всего от нас и которую мы можем наблюдать. Возраст вселенной составляет уже примерно 13,8 миллиарда лет. То есть, чтобы добраться до этой точки, нам придется пройти 13,8 миллиарда световых лет. Или нет? Идеальной для исследования была бы статическая вселенная. Но наша вселенная все время расширяется, то есть движется в разные стороны. По оценкам, ее размер составляет уже 45 миллиардов световых лет. У внешнего края вселенной должно находиться космическое фоновое излучение. В непосредственной близости от нас располагаются древние галактики. Они удалены от нас в радиусе примерно 30 миллиардов световых лет. Но свет, который мы там наблюдаем, пришел в движение задолго до этого.

Расстояния во вселенной можно измерить

В расширяющейся вселенной существует и нечто другое, кроме скорости света: скорость рецессии. Это является причиной того, что свет не может догнать предшествующий свет. То есть нет ничего быстрее света. Но при этом не возникает никакого противоречия с этим тезисом, когда объекты расходятся в расширяющемся пространстве. Галактики удаляются с малой скоростью примерно до 14 миллиардов световых лет. Расстояния во вселенной измеряются с помощью так называемого коэффициента красного смещения.

● Объекты в радиусе Хаббла имеют коэффициент 1,5.
● Сверхновые наблюдались до сих пор с коэффициентом 4.
● Самая далекая видимая галактика имеет коэффициент 11.
● Космическое фоновое излучение имеет коэффициент красного смещения 1100.

Расширение нашего горизонта нас приближает

Но как мы можем видеть столь далекие объекты? И бесконечна ли тогда вселенная? Когда мы воспринимаем свет из космоса, он уже давно покинул свой первоначальный источник. А тогда вселенная могла быть намного меньше. То есть ее можно представить себе в виде беговой дорожке, движущейся быстрее нас. Если же она замедлится, то мы сможем наверстать упущенное. Когда расширение вселенной замедляется, мы можем видеть объекты, которые находятся невероятно далеко. То есть свет догоняет эти объекты. Так что они тоже могут попасть в радиус Хаббла. Таким образом, наши горизонты расширяются.

В теории это звучит неплохо, но есть еще фактор темной энергии. И это есть причина того, почему расширение вселенной не замедляется. Вот почему за последние пять миллиардов лет космос расширялся еще быстрее. То есть технически радиус Хаббла становится еще больше. Но видимые до этого объекты вытягиваются наружу, за его пределы. И они становятся для нас невидимыми.

Мы можем наблюдать образы из прошлого

Зная, что наша вселенная расширяется, мы предполагаем, что в прошлом она была меньше. Но бесконечна ли вселенная на самом деле? Некоторые объекты раньше были ближе к нам, а теперь они так далеко, что мы, возможно, больше никогда не сможем их увидеть. В нашей вселенной еще много загадок, и некоторые из них трудно объяснить. Обычно удаленные объекты кажутся нам меньше. Но во вселенной все оказывается иначе. По крайней мере, вблизи радиуса Хаббла. Все, что находится позади него, кажется больше, хотя и находится дальше. Это удобно для астрономов, поскольку они могут более внимательно исследовать далекие галактики.

Такое визуальное поведение этих объектов связано с тем, что они удаляются от нас быстрее света. То есть излучаемый ими свет оказывается к нам даже ближе них самих. И их можно с полным основанием называть образами из прошлого. Чем дальше в прошлое простираются эти снимки, тем меньшей была вселенная в то время. Но на самом ли деле это можно считать ответом на вопрос бесконечности вселенной? Увы, ни один из этих тезисов Кэти Мак так и не дает нам информации в этом отношении.