Alle ved, at universet ekspanderer. Men hvor? Hvad er denne udvidelse? Ved at observere, hvordan den nukleare svamp vokser, kan vi bestemt begrænse det rum, hvori den vokser. Spørgsmålet kan være meget dumt på den ene side, men meget interessant på den anden.
Så universet har ekspanderet eller kontraheret (henholdsvis udstiller rødskift og blåskift) siden Big Bang. Men hvor vil dens udvidelse ende? Det kan jo ikke være uendeligt, når alt kommer til alt. Hvorfor skal vi sige, at universet ekspanderer, som om det var den mest normale og naturlige ting i verden?
For det første et par enkle sandheder
1. Du udvider ikke nu
Jorden er heller ikke. Hverken solsystemet eller Mælkevejen. Universets udvidelse afhænger af tyngdekraften, hvilket kun betyder, at lokale tyngdekraftsdominanseffekter observeres i områder med høj tæthed. Det viser sig, at ikke alle galakser bevæger sig væk fra Mælkevejen. Vores nærmeste nabo, Andromeda-galaksen, haster mod os med en hastighed på 80 km / s og vil kollidere med os inden for flere milliarder år.
Salgsfremmende video:
2. Tro ikke metaforer
Det kan forekomme for dig, at universet udvides som en ballon, der pumpes med luft.”Se, nøjagtigt som universet!” En moderigtig britisk videnskabsmand vil fortælle dig. Men du, når du er smart, vil bemærke, at der er plads uden for bolden, og at den 2-dimensionelle overflade af kuglen udvides til 3-dimensionelt rum. Vores univers har dog tre dimensioner.
3. Universet har ingen ende eller ende
Vi er ikke rigtig sikre på, om universet er uendeligt stort eller bare meget stort, men selvom det er tilfældet, rejser du i en retning langt nok, vil du stadig vende tilbage til det firkantede. Tænk på Pacman, men uden frugt og spøgelser. Hvad angår universets centrum, her er hvor boldenanalogien hjælper os. Det ser ud til, at alle galakser bevæger sig væk fra os, men ud fra deres synspunkt vil de også være universets centrum. Dette er bare en illusion.
Så hvor udvides universet egentlig? Ja til intetsteds. Der er ingen plads skab fuld af ting. Men for at forstå dette, lad os se, hvad generel relativitet har at sige om rumtid.
I den generelle relativitet (som fagfolk siger) er den (vigtigste) egenskab ved rum (og tid) afstanden (og tidsintervallet) mellem to punkter. Faktisk definerer afstanden fuldt ud plads. Udviklingen af afstandsskalaen bestemmes af mængden af stof og energi i rummet, og når tiden går, øges skalaen, det samme gør afstanden mellem galakser. Dog - og det er mærkeligt - sker det uden faktisk at bevæge galakserne.
Måske på dette tidspunkt er din intuition forkastet. Men det forhindrer os ikke i at sortere ud over det uheldige.
Vi har allerede sagt, at galakser bevæger sig væk fra os. Ikke rigtig. Det er bare det, at det er lettere for forskere at forklare, hvad der virkelig sker. De bedrager dig.
”Men vent!” Det mest videnskabeligt kyndige af jer vil sige. - "Vi måler Doppler-skiftet fra fjerne galakser." Denne såkaldte "rødskift", som du ved om, er fastgjort på Jorden, og som sirenen fra en forbipasserende ambulance lader den os vide, at der er bevægelse. Men dette er ikke noget, der sker på en kosmologisk skala. Det er bare det, siden de fjerne galakser udsendte lys, og det nåede os, er rumskalaen alvorligt ændret, steget. Efterhånden som rummet er udvidet, er fotonernes bølgelængde steget, så lyset afgiver rødt.
Et andet spørgsmål følger af denne tilgang: "Udvides universet virkelig hurtigere end lysets hastighed?" Det er helt rigtigt, at de fleste fjerne galakser øger deres afstand i forhold til os hurtigere end lysets hastighed, så hvad? De bevæger sig ikke hurtigere end lys (de står generelt stille). Desuden vil det at vide at dette ikke hjælpe dig på nogen måde: information overføres ikke. Hvis du sender en pakke med mad til en anden galakse, hurtigere end lysets hastighed, kan du ikke gøre dette (og selv her, i princippet, bliver du nødt til at prøve). Lysets hastighed forbliver den universelle hastighedsbegrænser.
Vi har givet den mest udbredte (vel eller accepterede inden for relativisternes område) den kosmologiske ekspansion, men det ville være logisk at slutte med det, vi slet ikke forstår. Alt ovenstående fungerer godt, hvis du har plads til at gå frem og strække dig. Men hvad skete i begyndelsen, der gjorde plads bogstaveligt talt ud af intet? Fysik har ikke noget svar på dette spørgsmål. Og du er nødt til at vente til teorien om kvantetyngdekraft vises og kaster lys over dette spørgsmål.
Ilya Khel