2019-ben ez egy általános érzelem - az a szándék, hogy naponta négy-öt alkalommal menjenek el, nem csak az űrbe, hanem a világ végére, amennyire csak lehetséges, hogy megszabaduljanak a rossz megszállottságtól vagy a rossz időjárástól, késleltetett vonattól vagy szűk nadrágtól, tehát a dolgok földjén. De mi vár rád ezen a kozmológiai határon? Mi a helyzet - a világ szélén, a világegyetem szélén - mit fogunk ott látni? Általában határ vagy végtelenség?
Kérdezzük meg a tudósokat.
A világ szélén
Sean Carroll, a Kaliforniai Technológiai Intézet fizika professzora:
„Amennyire tudjuk, az univerzumnak nincs határa. A megfigyelhető világegyetemnek van egy éle - annak a határa, amit láthatunk. Ennek oka az, hogy a fény véges sebességgel halad (évente egy fényév), tehát amikor távoli dolgokra nézzünk, akkor visszatekintünk az időre. A végén látjuk, hogy mi történt majdnem 14 milliárd éve, a Nagyrobbanás maradék sugárzása. Ez a kozmikus mikrohullámú háttér, amely minden irányból körülvesz bennünket. De ez nem egy fizikai "határ", ha ezt tényleg megítéljük.
Mivel csak messzire láthatjuk, nem tudjuk, milyen dolgok vannak megfigyelhető világegyetemünkön kívül. A világegyetem, amelyet látunk, meglehetősen homogén nagy léptékben, és valószínűleg szó szerint továbbra is így folytatódik. Alternatív megoldásként az univerzum gömbbe vagy torusba hajtogathat. Ha igen, akkor a világegyetem teljes mérete korlátozott, de még mindig nincs határo, csakúgy, mint a körnek nincs eleje vagy vége.
Lehetséges az is, hogy a világegyetem nem homogén, mint amit láthatunk, és hogy a körülmények különbözőek. Ezt a lehetőséget a kozmológiai multiversz nyújtja. Nem tudjuk, létezik-e a multiverse elvileg, de mivel egyiket sem sem látjuk, ésszerű lenne pártatlan maradni."
Promóciós videó:
Joe Dunkley, a Princeton Egyetem fizika és asztrofizikai tudományok professzora:
„Igen, minden ugyanaz!
Oké, nem gondoljuk, hogy az univerzumnak van határa vagy széle. Úgy gondoljuk, hogy vagy végtelenségig folytatódik minden irányban, vagy körültekerkedik maga körül, így nem lehet végtelenül nagy, de még mindig nem rendelkezik szélekkel. Képzelje el a fánk felületét: nincs határa. Lehet, hogy az egész univerzum ilyen (de három dimenzióban - csak két dimenzió van a fánk felületén). Ez azt jelenti, hogy bármilyen irányban utazhat egy űrhajón, és ha elég hosszú utazik, akkor visszatér oda, ahonnan elkezdett. Nincs él.
De van még egy megfigyelhető világegyetemnek is nevezzük, amely a tér azon része, amelyet valójában láthatunk. Ennek a helynek a szélén van az a hely, ahol a világnak nem volt elég ideje ahhoz, hogy az univerzum kezdete óta eljusson hozzánk. Csak egy ilyen szélt láthatunk, mögötte valószínűleg mindent megteszünk, amit látunk körül: galaxisok szuperklaszterei, amelyek mindegyike csillagok és bolygók milliárdjait tartalmazza."
Utolsó szóródó felület
Jesse Shelton, az Urbano-Champaign Illinois Egyetem Fizikai és Csillagászati Tanszékének asszisztens:
„Minden attól függ, hogy érti a világegyetem szélét. Mivel a fény sebessége korlátozott, minél távolabb és távolabb térbe nézünk, annál tovább és távolabbra térünk vissza az időben - még amikor a szomszédos Andromeda galaxist is megnézzük, nem azt látjuk, hogy mi történik most, hanem azt, ami két és fél millió évvel ezelőtt történt. amikor Andromeda csillagai olyan fényt bocsátottak ki, amely csak most lépett be a távcsöveinkbe. A legrégebbi fény, amelyet láthatunk, a legmélyebb mélységből származott, tehát bizonyos értelemben a világegyetem széle a legrégebbi fény, amely elért hozzánk. Világegyetemünkben ez a kozmikus mikrohullámú háttér - a Nagyrobbanás halvány, meghosszabbított utánvilágítása, amely azt a pillanatot jelöli, amikor az univerzum eléggé lehűlt ahhoz, hogy atomok kialakulhassanak. Ezt nevezzük az utolsó szórás felületének,mivel megjelöli azt a helyet, ahol a fotonok megálltak a forró, ionizált plazmában az elektronok között ugrálva, és átlátható térben kezdtek áramlani, milliárd fényév irányban. Így elmondhatjuk, hogy a világegyetem széle az utolsó szórás felülete.
Mi a világegyetem szélén most? Nos, nem tudjuk - és nem tudjuk megtudni, arra kellene várnunk, amíg az ott kibocsátott fény, amely feléjük közeledik, több milliárd évvel repül a jövőben, de mivel az univerzum egyre gyorsabban bővül, valószínűtlen, hogy a világegyetem új szélét látjuk. … Csak hiszem. Nagy léptékben világegyetemünk nagyjából azonos, bárhol is néz. Jó esélyek arra, hogy ha ma a megfigyelhető világegyetem szélén állnál, akkor egy olyan világegyetemet látnál, amely többé-kevésbé hasonlít a sajátunkhoz: minden irányba nagyobb és kisebb galaxisok. Úgy gondolom, hogy az univerzum széle egyszerűen még inkább az univerzum: több galaxis, több bolygó, több élő lény, amely ugyanazt a kérdést teszi fel."
Michael Troxel, a Duke Egyetem fizika docens:
„Noha az univerzum valószínűleg végtelen méretű, valójában egynél több gyakorlati„ él”van.
Úgy gondoljuk, hogy az univerzum valójában végtelen - és nincs határa. Ha az Univerzum „lapos” (mint egy papírlap), mivel a teszteink százalékpontot mutattak, vagy „nyitott” (mint egy nyereg), akkor valóban végtelen. Ha "bezárt", mint egy kosárlabda, akkor nem végtelen. Ha azonban egy irányba elég messzire megy, akkor arra a végére jut, ahol elkezdett: képzelje el, hogy a labda felületén mozog. Ahogyan egy Bilbo nevű hobbi egyszer mondta: "Az út előre és előre halad …". Újra és újra.
Az Univerzumnak van „éle” számunkra - akár kettő is. Ennek oka az általános relativitáselmélet egy része, amely kimondja, hogy az univerzumban minden dolog (beleértve a fényt is) 299 792 458 m / s sebességkorlátozással rendelkezik - és ez a sebességkorlátozás mindenütt érvényes. Méréseink azt is megmondják, hogy az univerzum minden irányban bővül, gyorsabban és gyorsabban bővül. Ez azt jelenti, hogy amikor egy tárgyat megfigyelünk, amely nagyon távol van tőlünk, akkor ahhoz időre van szükség, hogy az objektum fény eljusson hozzánk (a távolság osztva a fénysebességgel). A trükk az, hogy ahogy a tér tágul, amikor a fény felé halad, a fénynek meg kell haladnia az idővel, miközben felé fordul.
Tehát az első kérdés, hogy mi lehet a legtávolabbi távolság, amelyet megfigyelhetünk egy tárgytól, ha azt a világegyetem legelején bocsátottuk ki (ami körülbelül 13,7 milliárd éves). Kiderült, hogy ez a távolság 47 milliárd fényév (egy fényév körülbelül 63,241-szerese a Föld és a Nap közötti távolságnak), és kozmológiai horizontnak nevezik. A kérdést kissé másképp lehet feltenni. Ha üzenetet küldünk fénysebességgel, akkor milyen távolságra tudnánk fogadni? Ez még érdekesebb, mert a jövőben az univerzum terjeszkedési üteme növekszik.
Kiderül, hogy még ha ez az üzenet örökre is repül, akkor csak azokat érheti el, akik most tőlünk 16 milliárd fényévnyire vannak. Ezt nevezzük "kozmikus események horizontjának". A legtávolabbi bolygó, amelyet megfigyelhetünk, 25 ezer fényévre van, tehát továbbra is üdvözölhetnénk mindenkit, aki ebben a világegyetemben él. De a legtávolabbi távolság, amelyen jelenlegi távcsöveink megkülönböztethetik a galaxist, körülbelül 13,3 milliárd fényév, tehát nem láthatjuk, mi áll az univerzum szélén. Senki sem tudja, mi van mindkét oldalon."
Abigail Weiregg, egyetemi docens, Kozmológiai Fizikai Intézet. Kavila a Chicagói Egyetemen:
„A földön lévő távcsövek segítségével a világegyetem távoli helyeiről származó fényt vizsgáljuk. Minél távolabb van a fényforrás, annál tovább tart tovább, amíg ez a fény ide jut. Ezért, amikor távoli helyeket néz, akkor arra nézi, milyenek voltak azok a helyek, amikor a látott fény megszületett - és nem arra, hogy ezek a helyek hogyan néznek ki manapság. Folytathatja a továbblépést, ami megfelel az időben történő tovább- és továbblépésnek, amíg meg nem lát valamit, ami több évezreden keresztül létezett a Nagyrobbanás után. Előtte az univerzum annyira forró és sűrű volt (jóval azelőtt, hogy csillagok és galaxisok voltak!), Hogy az univerzumban minden fény soha nem tudott bekapcsolni, a modern távcsövekkel nem látható. Ez a "megfigyelhető világegyetem" széle - a horizont - mert nem láthat semmit rajta kívül. Az idő megy, ez a láthatár megváltozik. Ha egy másik bolygóról nézne az univerzumra, akkor valószínűleg ugyanazt látná, mint amit a Földön látunk: a saját láthatáron, amelyet korlátozott a Big Bang óta eltelt idő, a fénysebesség és az univerzum kibővítése.
Hogyan néz ki a föld láthatárának megfelelő hely? Nem tudjuk, mert láthatjuk ezt a helyet úgy, ahogy az közvetlenül a Nagyrobbanás után volt, és nem úgy, mint ma. De az összes mérés azt mutatja, hogy a teljes látható világegyetem, beleértve a megfigyelhető világegyetem szélét is, ugyanúgy néz ki, mint a mai helyi világegyetem: csillagokkal, galaxisokkal, galaxiscsoportokkal és hatalmas üres térrel.
Azt is gondoljuk, hogy az univerzum sokkal nagyobb, mint a világegyetem azon része, amelyet ma a Földről láthatunk, és hogy maga az univerzum önmagában nem rendelkezik „éltel”. Ez csak egy bővülő téridő."
Az univerzumnak nincs határa
Arthur Kosovsky, a Pittsburghi Egyetem fizika professzora:
„Az univerzum egyik legalapvetőbb tulajdonsága a kora, amelyet különféle mérések szerint 13,7 milliárd évnek tekintünk. Mivel azt is tudjuk, hogy a fény állandó sebességgel halad, ez azt jelenti, hogy a korai időkben megjelenő fénysugár már egy bizonyos távolságot is megtett (ezt nevezzük "horizont távolságra" vagy "Hubble távolságnak"). Mivel semmi sem haladhat meg gyorsabban, mint a fénysebesség, a Hubble távolság a legtávolabbi távolság, amelyet elvben megfigyelhetünk (hacsak nem találunk valamilyen utat a relativitáselmélet körül).
Van egy fényforrás, amely közel Hubble távolságból jön feléünk: kozmikus mikrohullámú háttér sugárzás. Tudjuk, hogy az univerzumnak nincs "éle" a mikrohullámú forrástól való távolságra, amely majdnem az egész Hubble távolság tőlünk van. Ezért általában azt feltételezzük, hogy a világegyetem sokkal nagyobb, mint a saját megfigyelhető Hubble térfogata, és hogy a valódi él, amely létezik, sokkal távolabb van, mint amit valaha is megfigyelhettünk volna. Talán ez nem igaz: elképzelhető, hogy a világegyetem széle közvetlenül a Hubble távolságánál, tőlünk túl - a tengeri szörnyeknél helyezkedik el. Mivel azonban az egész világegyetem viszonylag azonos és homogén mindenütt, egy ilyen fordulat nagyon furcsa lenne.
Attól tartok, soha nem fogunk megfelelő választ adni erre a kérdésre. Lehet, hogy az univerzumnak egyáltalán nincs éle, és ha igen, akkor elég messze van, hogy soha nem fogjuk látni. Csak a Világegyetemnek azt a részét kell megértenünk, amelyet valóban megfigyelhetünk."
Ilya Khel