Co powoduje ekspansję wszechświata. Potwierdzono przyspieszoną ekspansję wszechświata

Jeśli z ciekawości sięgniemy po jakiś podręcznik lub jakiś poradnik popularnonaukowy, z pewnością natkniemy się na jedną z wersji teorii powstania Wszechświata – tzw. teorię „wielkiego wybuchu”. W skrócie tę teorię można przedstawić w następujący sposób: początkowo cała materia została skompresowana w jeden „punkt”, który miał niezwykle wysoką temperaturę, a następnie ten „punkt” eksplodował z ogromną siłą. W wyniku eksplozji z supergorącej chmury cząstek subatomowych stopniowo rozszerzającej się we wszystkich kierunkach stopniowo powstały atomy, substancje, planety, gwiazdy, galaktyki i wreszcie życie.

Jednocześnie ekspansja Wszechświata trwa i nie wiadomo, jak długo będzie trwała: być może pewnego dnia osiągnie swoje granice.

Wnioski kosmologii opierają się zarówno na prawach fizyki, jak i na danych astronomii obserwacyjnej. Jak każda nauka, kosmologia w swojej strukturze, oprócz poziomu empirycznego i teoretycznego, ma także poziom przesłanek filozoficznych, podstaw filozoficznych.

Zatem podstawą współczesnej kosmologii jest założenie, że prawa natury, ustalone na podstawie badań bardzo ograniczonej części Wszechświata, najczęściej w oparciu o eksperymenty na planecie Ziemia, można ekstrapolować na znacznie większe obszary, ostatecznie do całego Wszechświata.

To założenie o stałości praw natury w przestrzeni i czasie należy do poziomu filozoficznych podstaw współczesnej kosmologii.

Powstanie współczesnej kosmologii wiąże się z powstaniem relatywistycznej teorii grawitacji – ogólnej teorii względności Einsteina (1916).

Z równań ogólnej teorii względności Einsteina wynika krzywizna czasoprzestrzeni i związek pomiędzy krzywizną a gęstością masy (energii).

Stosując ogólną teorię względności do Wszechświata jako całości, Einshein odkrył, że nie ma takiego rozwiązania równań, które odpowiadałoby Wszechświatowi, który nie zmienia się w czasie.

Jednak Einstein wyobrażał sobie Wszechświat jako stacjonarny. Dlatego też do otrzymanych równań wprowadził dodatkowy człon, zapewniający stacjonarność Wszechświata.

Na początku lat dwudziestych radziecki matematyk A.A. Friedman jako pierwszy rozwiązał równania ogólnej teorii względności w odniesieniu do całego Wszechświata, nie narzucając warunków stacjonarności.

Pokazał, że Wszechświat wypełniony grawitującą materią powinien się rozszerzać lub kurczyć.

Równania otrzymane przez Friedmana stanowią podstawę współczesnej kosmologii.

W 1929 roku amerykański astronom E. Hubble opublikował artykuł pt. „Zależność między odległością a prędkością radialną mgławic pozagalaktycznych”, w którym doszedł do wniosku: „Odległe galaktyki oddalają się od nas z prędkością proporcjonalną do ich odległości od nas.

Hubble doszedł do tego wniosku w oparciu o empiryczne ustalenie pewnego efektu fizycznego – przesunięcia ku czerwieni, czyli tzw.

zwiększenie długości fal linii widma źródła (przesunięcie linii w kierunku czerwonej części widma) w porównaniu do linii widm standardowych, na skutek efektu Dopplera w widmach galaktyk.

Odkrycie przez Hubble'a efektu przesunięcia ku czerwieni, czyli recesji galaktyk, leży u podstaw koncepcji rozszerzającego się Wszechświata.

Według współczesnych koncepcji kosmologicznych Wszechświat się rozszerza, ale nie ma środka ekspansji: w dowolnym miejscu Wszechświata wzór ekspansji będzie wyglądał tak samo, a mianowicie wszystkie galaktyki będą miały przesunięcie ku czerwieni proporcjonalne do ich odległości.

Sama przestrzeń sprawia wrażenie nadmuchanej.

Jeśli narysujesz galaktyki na balonie i zaczniesz go nadmuchać, odległości między nimi będą rosły, a tym szybciej, im dalej będą od siebie oddalone. Jedyna różnica polega na tym, że galaktyki narysowane na kuli same powiększają się, podczas gdy prawdziwe układy gwiezdne w całym Wszechświecie utrzymują swoją objętość dzięki siłom grawitacji.

Jednym z największych problemów stojących przed zwolennikami teorii Wielkiego Wybuchu jest właśnie to, że żadnego z proponowanych przez nich scenariuszy powstania Wszechświata nie można opisać matematycznie ani fizycznie.

Według podstawowych teorii Wielkiego Wybuchu pierwotnym stanem Wszechświata był nieskończenie mały punkt o nieskończenie dużej gęstości i nieskończenie wysokiej temperaturze. Stan taki wykracza jednak poza granice logiki matematycznej i nie daje się formalnie opisać. Tak więc w rzeczywistości nic konkretnego nie można powiedzieć o stanie początkowym Wszechświata, a obliczenia tutaj zawodzą. Dlatego też stan ten nazwano wśród naukowców „zjawiskiem”.

Ponieważ bariera ta nie została jeszcze przełamana, w publikacjach popularnonaukowych przeznaczonych dla ogółu społeczeństwa temat „zjawiska” jest zwykle całkowicie pomijany, natomiast w specjalistycznych publikacjach i wydaniach naukowych, których autorzy próbują jakoś uporać się z tym matematycznym problemem , o „zjawisku”” jest rzeczą naukowo niedopuszczalną, Stephen Hawking, profesor matematyki na Uniwersytecie w Cambridge i J. F. R. Ellis, profesor matematyki na Uniwersytecie w Cape Town, w swojej książce „The Long Scale of Struktura czasoprzestrzenna” wskazują: „Nasze wyniki potwierdzają koncepcję, że Wszechświat powstał skończoną liczbę lat temu.

Jednak punkt wyjścia teorii powstania Wszechświata – tzw. „zjawisko” – leży poza znanymi prawami fizyki.”

Jak odkryto ekspansję Wszechświata

W takim razie trzeba przyznać, że aby uzasadnić „fenomen”, ten kamień węgielny teorii „wielkiego wybuchu”, konieczne jest dopuszczenie możliwości stosowania metod badawczych wykraczających poza zakres współczesnej fizyki.

„Zjawisko”, jak każdy inny punkt wyjścia „początku Wszechświata”, w którym mieści się coś, czego nie da się opisać kategoriami naukowymi, pozostaje kwestią otwartą.

Powstaje jednak pytanie: skąd wzięło się samo „zjawisko”, jak powstało? Przecież problem „zjawiska” jest tylko częścią znacznie większego problemu, problemu samego źródła stanu początkowego Wszechświata. Innymi słowy, jeśli Wszechświat był pierwotnie skompresowany w punkt, to co doprowadziło go do tego stanu? I nawet jeśli porzucimy „zjawisko”, które powoduje trudności teoretyczne, nadal pozostanie pytanie: jak powstał Wszechświat?

Próbując obejść tę trudność, niektórzy naukowcy proponują tak zwaną teorię „pulsującego wszechświata”.

Ich zdaniem Wszechświat w nieskończoność, raz po raz albo kurczy się do pewnego punktu, albo rozszerza się do pewnych granic. Taki Wszechświat nie ma początku ani końca, istnieje jedynie cykl ekspansji i cykl kurczenia się. Jednocześnie autorzy hipotezy twierdzą, że Wszechświat istniał od zawsze, tym samym pozornie całkowicie eliminując kwestię „początku świata”.

Ale faktem jest, że nikt nie przedstawił jeszcze zadowalającego wyjaśnienia mechanizmu pulsacji.

Dlaczego Wszechświat pulsuje? Jakie są tego przyczyny? Fizyk Steven Weinberg w swojej książce „Pierwsze trzy minuty” zwraca uwagę, że z każdą kolejną pulsacją we Wszechświecie stosunek liczby fotonów do liczby nukleonów musi nieuchronnie wzrastać, co prowadzi do wygaśnięcia nowych pulsacji.

Weinberg dochodzi do wniosku, że zatem liczba cykli pulsacji Wszechświata jest skończona, co oznacza, że w pewnym momencie muszą się one zakończyć. W konsekwencji „pulsujący Wszechświat” ma koniec, co oznacza, że ma także początek.

W 2011 roku Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki otrzymali Saul Perlmutter z Lawrence Berkeley National Laboratory, członek projektu Supernova Cosmology, oraz Brian P., członek zespołu badawczego High-z Supernova.

Schmidt z Australian National University i Adam G. Riess z Johns Hopkins University.

Trzej naukowcy podzielili się nagrodą za odkrycie przyspieszenia ekspansji Wszechświata poprzez obserwację odległych supernowych. Badali specjalny typ supernowej, typ Ia.

Są to eksplodujące stare, zwarte gwiazdy, które są cięższe od Słońca, ale wielkości Ziemi. Jedna taka supernowa może emitować tyle światła, co cała galaktyka gwiazd. Dwa zespoły badaczy odkryły ponad 50 odległych supernowych Ia, których światło było słabsze, niż oczekiwano.

Był to dowód na to, że ekspansja Wszechświata przyspiesza. W badaniach wielokrotnie napotykano zagadki i złożone problemy, ale ostatecznie oba zespoły naukowców doszły do tych samych wniosków na temat przyspieszającej ekspansji Wszechświata.

To odkrycie jest naprawdę zaskakujące.

Wiemy już, że po Wielkim Wybuchu około 14 miliardów lat temu Wszechświat zaczął się rozszerzać. Jednak odkrycie, że ekspansja ta przyspiesza, zaskoczyło samych odkrywców.

Przyczynę tajemniczego przyspieszenia przypisuje się hipotetycznej ciemnej energii, która, jak się szacuje, stanowi około trzech czwartych Wszechświata, ale nadal pozostaje największą tajemnicą współczesnej fizyki.

Astronomia

Astronomia->Rozszerzający się Wszechświat->

Testowanie w Internecie

materiał z książki „Krótka historia czasu” Stephena Hawkinga i Leonarda Mlodinowa

efekt Dopplera

W latach dwudziestych XX wieku, kiedy astronomowie zaczęli badać widma gwiazd w innych galaktykach, odkryto coś bardzo interesującego: okazało się, że mają one te same charakterystyczne wzory brakujących kolorów, co gwiazdy w naszej galaktyce, ale wszystkie zostały przesunięte w stronę czerwonego końca widma i w tej samej proporcji.

Fizycy znają zmianę koloru lub częstotliwości jako efekt Dopplera.

Wszyscy wiemy, jak to zjawisko wpływa na dźwięk. Posłuchaj dźwięku przejeżdżającego samochodu.

Rozszerzający się Wszechświat

Kiedy się zbliża, dźwięk jego silnika lub klaksonu wydaje się wyższy, a gdy samochód już minął i zaczął się oddalać, dźwięk cichnie. Samochód policyjny jadący w naszą stronę z prędkością stu kilometrów na godzinę rozwija około jednej dziesiątej prędkości dźwięku. Dźwięk jego syreny to fala o naprzemiennych szczytach i dolinach. Przypomnijmy, że odległość pomiędzy najbliższymi grzbietami (lub dolinami) nazywana jest długością fali. Im krótsza długość fali, tym więcej wibracji dociera do naszego ucha w każdej sekundzie i tym wyższy jest ton lub częstotliwość dźwięku.

Efekt Dopplera wynika z tego, że zbliżający się samochód, emitując każdy kolejny grzbiet fali dźwiękowej, będzie bliżej nas, przez co odległości między grzbietami będą mniejsze niż gdyby samochód stał w miejscu.

Oznacza to, że docierające do nas fale stają się krótsze, a ich częstotliwość wyższa. I odwrotnie, jeśli samochód się oddala, odbierane przez nas fale stają się dłuższe, a ich częstotliwość niższa. A im szybciej porusza się samochód, tym silniejszy pojawia się efekt Dopplera, co pozwala na wykorzystanie go do pomiaru prędkości.

Kiedy źródło emitujące fale zbliża się do obserwatora, długość fali maleje.

Przeciwnie, gdy źródło się oddala, wzrasta. Nazywa się to efektem Dopplera.

Fale świetlne i radiowe zachowują się w podobny sposób. Policja wykorzystuje efekt Dopplera do określania prędkości samochodów poprzez pomiar długości fali odbitego od nich sygnału radiowego.

Światło to wibracje lub fale pola elektromagnetycznego. Długość fali światła widzialnego jest niezwykle mała - od czterdziestu do osiemdziesięciu milionowych metra. Ludzkie oko postrzega różne długości fal światła jako różne kolory, przy czym najdłuższa długość fali znajduje się na czerwonym końcu widma, a najkrótsza na niebieskim.

Teraz wyobraźmy sobie źródło światła znajdujące się w stałej odległości od nas, takie jak gwiazda, emitujące fale świetlne o określonej długości fali. Długość zarejestrowanych fal będzie taka sama, jak fal emitowanych. Ale załóżmy teraz, że źródło światła zaczyna się od nas oddalać. Podobnie jak w przypadku dźwięku, spowoduje to wzrost długości fali światła, co oznacza, że widmo przesunie się w stronę czerwonego końca.

Ekspansja Wszechświata

Udowodniwszy istnienie innych galaktyk, Hubble w kolejnych latach pracował nad określeniem odległości do nich i obserwacją ich widm.

W tamtym czasie wielu zakładało, że galaktyki poruszają się losowo i spodziewało się, że liczba widm przesuniętych w stronę błękitu będzie mniej więcej taka sama jak liczba widm przesuniętych w stronę czerwieni. Dlatego całkowitym zaskoczeniem było odkrycie, że widma większości galaktyk wykazują przesunięcie ku czerwieni – prawie wszystkie układy gwiezdne oddalają się od nas!

Jeszcze bardziej zaskakujący był fakt odkryty przez Hubble'a i upubliczniony w 1929 roku: przesunięcie ku czerwieni galaktyk nie jest przypadkowe, ale jest wprost proporcjonalne do ich odległości od nas. Innymi słowy, im dalej galaktyka jest od nas, tym szybciej się oddala! Wynikało z tego, że Wszechświat nie może być statyczny, niezmienny pod względem wielkości, jak wcześniej sądzono.

W rzeczywistości się rozszerza: odległość między galaktykami stale rośnie.

Uświadomienie sobie, że Wszechświat się rozszerza, wywołało w umyśle prawdziwą rewolucję, jedną z największych w XX wieku. Z perspektywy czasu może wydawać się zaskakujące, że nikt wcześniej o tym nie pomyślał. Newton i inne wielkie umysły musiały zdać sobie sprawę, że statyczny wszechświat byłby niestabilny. Nawet gdyby w pewnym momencie był nieruchomy, wzajemne przyciąganie gwiazd i galaktyk szybko doprowadziłoby do jego kompresji.

Nawet gdyby Wszechświat rozszerzał się stosunkowo powoli, grawitacja ostatecznie położyłaby kres jego ekspansji i spowodowałaby jego kurczenie się. Jeśli jednak tempo ekspansji Wszechświata przekroczy pewien punkt krytyczny, grawitacja nigdy nie będzie w stanie go zatrzymać, a Wszechświat będzie się rozszerzał w nieskończoność.

Tutaj widać niejasne podobieństwo do rakiety wznoszącej się z powierzchni Ziemi.

Przy stosunkowo małej prędkości grawitacja w końcu zatrzyma rakietę i zacznie ona opadać w kierunku Ziemi. Z drugiej strony, jeśli prędkość rakiety jest wyższa od krytycznej (ponad 11,2 km na sekundę), grawitacja nie jest w stanie jej utrzymać i opuszcza Ziemię na zawsze.

W 1965 roku dwóch amerykańskich fizyków, Arno Penzias i Robert Wilson z Bell Telephone Laboratories w New Jersey, debugowało bardzo czuły odbiornik mikrofalowy.

(Mikrofale to promieniowanie o długości fali około centymetra.) Penzias i Wilson obawiali się, że odbiornik wykrył więcej szumu, niż oczekiwano. Znaleźli ptasie odchody na antenie i wyeliminowali inne potencjalne przyczyny awarii, ale wkrótce wyczerpali wszystkie możliwe źródła zakłóceń. Hałas różnił się tym, że był rejestrowany przez całą dobę, przez cały rok, niezależnie od obrotu Ziemi wokół własnej osi i jej obrotu wokół Słońca. Ponieważ ruch Ziemi skierował odbiornik w różne sektory przestrzeni, Penzias i Wilson doszli do wniosku, że hałas pochodzi spoza Układu Słonecznego, a nawet spoza Galaktyki.

Wydawało się, że dochodzi jednakowo ze wszystkich kierunków przestrzeni. Wiemy teraz, że niezależnie od tego, gdzie skierowany jest odbiornik, szum ten pozostaje stały, z wyjątkiem nieistotnych wahań. Zatem Penzias i Wilson przypadkowo natknęli się na uderzający przykład na to, że Wszechświat jest taki sam we wszystkich kierunkach.

Jakie jest pochodzenie tego kosmicznego szumu tła? Mniej więcej w tym samym czasie, gdy Penzias i Wilson badali tajemniczy szum w odbiorniku, mikrofalami zainteresowało się także dwóch amerykańskich fizyków z Uniwersytetu Princeton, Bob Dick i Jim Peebles.

Przestudiowali propozycję George'a Gamowa, że we wczesnych stadiach swojego rozwoju Wszechświat był bardzo gęsty i gorący do białości. Dick i Peebles wierzyli, że jeśli to prawda, to powinniśmy móc obserwować blask wczesnego Wszechświata, ponieważ światło z bardzo odległych rejonów naszego świata dopiero teraz dociera do nas. Jednak ze względu na ekspansję Wszechświata światło to powinno zostać przesunięte tak bardzo w stronę czerwonego końca widma, aby zmieniło się z promieniowania widzialnego w promieniowanie mikrofalowe.

Dick i Peebles właśnie przygotowywali się do poszukiwania tego promieniowania, gdy Penzias i Wilson, usłyszawszy o swojej pracy, zdali sobie sprawę, że już je znaleźli.

Za to odkrycie Penzias i Wilson otrzymali w 1978 roku Nagrodę Nobla (co wydaje się nieco niesprawiedliwe wobec Dicka i Peeblesa, nie mówiąc już o Gamowie).

Na pierwszy rzut oka fakt, że Wszechświat wygląda tak samo w każdym kierunku, sugeruje, że zajmujemy w nim jakieś szczególne miejsce. W szczególności może się wydawać, że skoro wszystkie galaktyki oddalają się od nas, to musimy znajdować się w centrum Wszechświata.

Istnieje jednak inne wyjaśnienie tego zjawiska: Wszechświat może wyglądać tak samo we wszystkich kierunkach, także patrząc z dowolnej innej galaktyki.

Wszystkie galaktyki oddalają się od siebie.

Przypomina to rozprzestrzenianie się kolorowych plam na powierzchni nadmuchanego balonu. Wraz ze wzrostem rozmiaru kuli zwiększają się odległości między dowolnymi dwoma punktami, ale żadnego z nich nie można uznać za środek ekspansji.

Co więcej, jeśli promień balonu stale rośnie, to im dalej od siebie znajdują się plamy na jego powierzchni, tym szybciej będą się oddalać w miarę rozszerzania się. Załóżmy, że promień balonu podwaja się co sekundę.

Wtedy dwa punkty, początkowo oddalone od siebie o jeden centymetr, po sekundzie będą już oddalone od siebie o dwa centymetry (mierzone wzdłuż powierzchni balonu), tak że ich prędkość względna będzie wynosić jeden centymetr na sekundę.

Z drugiej strony para plamek oddalonych od siebie o dziesięć centymetrów w sekundę po rozpoczęciu rozszerzania odsunie się od siebie o dwadzieścia centymetrów, tak że ich względna prędkość wyniesie dziesięć centymetrów na sekundę. Prędkość, z jaką dowolne dwie galaktyki oddalają się od siebie, jest proporcjonalna do odległości między nimi.

Zatem przesunięcie ku czerwieni galaktyki powinno być wprost proporcjonalne do jej odległości od nas – jest to ta sama zależność, którą później odkrył Hubble. Rosyjski fizyk i matematyk Alexander Friedman w 1922 roku zdołał zaproponować udany model i przewidzieć wyniki obserwacji Hubble'a; jego prace pozostały prawie nieznane na Zachodzie, aż w 1935 roku podobny model zaproponowali amerykański fizyk Howard Robertson i brytyjski matematyk Arthur Walker , podążając śladami odkrycia ekspansji Wszechświata dokonanego przez Hubble'a.

W wyniku ekspansji Wszechświata galaktyki oddalają się od siebie.

Z biegiem czasu odległość między odległymi wyspami gwiazdowymi zwiększa się bardziej niż między pobliskimi galaktykami, podobnie jak robią to plamy na nadmuchanym balonie.

Dlatego dla obserwatora z dowolnej galaktyki prędkość, z jaką oddala się inna galaktyka, wydaje się tym większa, im dalej się ona znajduje.

Trzy rodzaje ekspansji Wszechświata

Pierwsza klasa rozwiązań (ta, którą odkrył Friedman) zakłada, że ekspansja Wszechświata jest na tyle powolna, że przyciąganie między galaktykami stopniowo spowalnia i ostatecznie je zatrzymuje.

Następnie galaktyki zaczynają się do siebie zbliżać, a Wszechświat zaczyna się kurczyć. Według drugiej klasy rozwiązań Wszechświat rozszerza się tak szybko, że grawitacja tylko w niewielkim stopniu spowolni cofanie się galaktyk, ale nigdy nie będzie w stanie go zatrzymać. Wreszcie istnieje trzecie rozwiązanie, zgodnie z którym Wszechświat rozszerza się z odpowiednią prędkością, aby uniknąć zapadnięcia się. Z biegiem czasu prędkość ekspansji galaktyk staje się coraz mniejsza, ale nigdy nie osiąga zera.

Niesamowitą cechą pierwszego modelu Friedmana jest to, że Wszechświat nie jest w nim nieskończony w przestrzeni, ale jednocześnie nie ma żadnych granic w przestrzeni.

Grawitacja jest tak silna, że przestrzeń zapada się i zamyka w sobie. Przypomina to w pewnym stopniu powierzchnię Ziemi, która również jest skończona, ale nie ma granic. Jeśli będziesz poruszać się po powierzchni Ziemi w określonym kierunku, nigdy nie natkniesz się na barierę nie do pokonania ani na koniec świata, ale w końcu powrócisz do miejsca, w którym zacząłeś.

W pierwszym modelu Friedmana przestrzeń jest ułożona dokładnie w ten sam sposób, tyle że w trzech wymiarach, a nie w dwóch, jak ma to miejsce w przypadku powierzchni Ziemi. Pomysł, że można okrążyć Wszechświat i wrócić do punktu wyjścia, jest dobry dla science fiction, ale nie ma praktycznego znaczenia, ponieważ – jak można udowodnić – Wszechświat skurczy się do pewnego punktu, zanim podróżnik powróci na początek swojej podróży. podróż.

Wszechświat jest tak duży, że trzeba poruszać się szybciej niż światło, aby zakończyć podróż w miejscu, w którym się zaczęło, a takie prędkości są zabronione (teoria względności). W drugim modelu Friedmana przestrzeń również jest zakrzywiona, ale w inny sposób.

I dopiero w trzecim modelu wielkoskalowa geometria Wszechświata jest płaska (chociaż przestrzeń jest zakrzywiona w sąsiedztwie masywnych ciał).

Który model Friedmana opisuje nasz Wszechświat? Czy ekspansja Wszechświata kiedykolwiek się zatrzyma i zostanie zastąpiona przez kompresję, czy też Wszechświat będzie się rozszerzał wiecznie?

Okazało się, że odpowiedź na to pytanie jest trudniejsza, niż początkowo sądzili naukowcy. Jego rozwiązanie zależy głównie od dwóch rzeczy – aktualnie obserwowanego tempa ekspansji Wszechświata oraz jego aktualnej średniej gęstości (ilości materii na jednostkę objętości przestrzeni).

Im wyższe bieżące tempo ekspansji, tym większa grawitacja, a co za tym idzie, gęstość materii wymagana do zatrzymania ekspansji. Jeśli średnia gęstość przekracza pewną wartość krytyczną (określoną na podstawie szybkości ekspansji), wówczas przyciąganie grawitacyjne materii może zatrzymać ekspansję Wszechświata i spowodować jego kurczenie się. To zachowanie Wszechświata odpowiada pierwszemu modelowi Friedmana.

Jeżeli średnia gęstość jest mniejsza od wartości krytycznej, wówczas przyciąganie grawitacyjne nie zatrzyma ekspansji i Wszechświat będzie się rozszerzał w nieskończoność – jak w drugim modelu Friedmanna. Wreszcie, jeśli średnia gęstość Wszechświata jest dokładnie równa wartości krytycznej, ekspansja Wszechświata będzie zwalniać w nieskończoność, zbliżając się coraz bardziej do stanu statycznego, ale nigdy go nie osiągając.

Scenariusz ten odpowiada trzeciemu modelowi Friedmana.

Który model jest zatem właściwy? Aktualne tempo ekspansji Wszechświata możemy określić, mierząc prędkość, z jaką inne galaktyki oddalają się od nas, wykorzystując efekt Dopplera.

Można to zrobić bardzo dokładnie. Jednakże odległości do galaktyk nie są zbyt dobrze znane, ponieważ możemy je mierzyć jedynie pośrednio. Dlatego wiemy tylko, że tempo ekspansji Wszechświata wynosi od 5 do 10% na miliard lat. Nasza wiedza na temat obecnej średniej gęstości Wszechświata jest jeszcze bardziej niejasna. Jeśli więc dodamy masy wszystkich widocznych gwiazd w naszej i innych galaktykach, suma będzie mniejsza niż jedna setna masy potrzebnej do zatrzymania ekspansji Wszechświata, nawet przy najniższym oszacowaniu tempa ekspansji.

Ale to nie wszystko.

Nasza galaktyka i inne muszą zawierać duże ilości pewnego rodzaju „ciemnej materii”, której nie możemy obserwować bezpośrednio, ale której istnienie wiemy dzięki jej wpływowi grawitacyjnemu na orbity gwiazd w galaktykach. Być może najlepszym dowodem na istnienie ciemnej materii są orbity gwiazd na obrzeżach galaktyk spiralnych, takich jak Droga Mleczna.

Gwiazdy te krążą wokół swoich galaktyk zbyt szybko, aby mogły być utrzymywane na orbicie wyłącznie przez przyciąganie grawitacyjne samych widzialnych gwiazd galaktyki. Ponadto większość galaktyk należy do gromad i w podobny sposób możemy wywnioskować obecność ciemnej materii pomiędzy galaktykami w tych gromadach na podstawie jej wpływu na ruch galaktyk.

W rzeczywistości ilość ciemnej materii we Wszechświecie znacznie przekracza ilość zwykłej materii. Jeśli uwzględnimy całą ciemną materię, otrzymamy około jednej dziesiątej masy potrzebnej do zatrzymania ekspansji.

Nie możemy jednak wykluczyć istnienia innych, nieznanych nam jeszcze form materii, rozmieszczonych niemal równomiernie po całym Wszechświecie, które mogłyby zwiększyć jej średnią gęstość.

Istnieją na przykład cząstki elementarne zwane neutrinami, które bardzo słabo oddziałują z materią i są niezwykle trudne do wykrycia.

W ciągu ostatnich kilku lat różne grupy badaczy badały maleńkie zmarszczki w mikrofalowym tle, które odkryli Penzias i Wilson. Rozmiar tych zmarszczek może służyć jako wskaźnik wielkoskalowej struktury Wszechświata. Jego charakter zdaje się wskazywać, że Wszechświat jest jednak płaski (jak w trzecim modelu Friedmanna)!

Ponieważ jednak całkowita ilość zwykłej i ciemnej materii nie jest do tego wystarczająca, fizycy postulowali istnienie innej, jeszcze nieodkrytej substancji - ciemnej energii.

I jakby chcąc jeszcze bardziej skomplikować problem, pokazały to ostatnie obserwacje Ekspansja Wszechświata nie zwalnia, ale przyspiesza.

W przeciwieństwie do wszystkich modeli Friedmana! Jest to bardzo dziwne, ponieważ obecność materii w przestrzeni – o dużej lub małej gęstości – może jedynie spowolnić ekspansję. W końcu grawitacja zawsze działa jak siła przyciągająca. Przyspieszająca ekspansja kosmologiczna jest jak bomba, która po eksplozji gromadzi, a nie rozprasza energię.

Jaka siła jest odpowiedzialna za przyspieszającą ekspansję przestrzeni? Nikt nie ma wiarygodnej odpowiedzi na to pytanie. Jednak Einstein mógł mieć jednak rację, wprowadzając do swoich równań stałą kosmologiczną (i odpowiadający jej efekt antygrawitacyjny).

Błąd Einsteina

Ekspansję wszechświata można było przewidzieć w dowolnym momencie w XIX lub XVIII wieku, a nawet pod koniec XVII wieku.

Jednak wiara w statyczny Wszechświat była tak silna, że złudzenie zachowało swą władzę nad umysłami aż do początków XX wieku. Nawet Einstein był tak pewny statycznej natury Wszechświata, że w 1915 r. dokonał specjalnej poprawki do ogólnej teorii względności, sztucznie dodając do równań specjalny człon, zwany stałą kosmologiczną, który zapewniał statyczność Wszechświata.

Stała kosmologiczna objawiła się jako działanie pewnej nowej siły - „antygrawitacji”, która w przeciwieństwie do innych sił nie miała żadnego konkretnego źródła, ale była po prostu integralną właściwością tkwiącą w samej strukturze czasoprzestrzeni.

Pod wpływem tej siły czasoprzestrzeń wykazywała wrodzoną tendencję do rozszerzania się. Wybierając wartość stałej kosmologicznej, Einstein mógł zmieniać siłę tej tendencji. Za jego pomocą udało mu się precyzyjnie zrównoważyć wzajemne przyciąganie całej istniejącej materii i w rezultacie uzyskać statyczny Wszechświat.

Einstein odrzucił później ideę stałej kosmologicznej, przyznając, że jest to jego „największy błąd”.

Jak wkrótce się przekonamy, istnieją dziś powody, aby sądzić, że Einstein mógł jednak mieć rację, wprowadzając stałą kosmologiczną. Jednak tym, co musiało najbardziej zasmucić Einsteina, było to, że pozwolił, aby jego wiara w stacjonarny wszechświat przyćmiła wniosek, że wszechświat musi się rozszerzać, przewidziany przez jego własną teorię. Wydaje się, że tylko jedna osoba dostrzegła tę konsekwencję ogólnej teorii względności i potraktowała ją poważnie. Podczas gdy Einstein i inni fizycy szukali sposobu na uniknięcie niestatycznej natury Wszechświata, rosyjski fizyk i matematyk Alexander Friedman przeciwnie, upierał się, że się on rozszerza.

Friedman poczynił dwa bardzo proste założenia na temat Wszechświata: że wygląda on tak samo niezależnie od kierunku, w którym patrzymy, oraz że to założenie jest prawdziwe niezależnie od tego, skąd patrzymy.

Na podstawie tych dwóch idei i rozwiązując równania ogólnej teorii względności udowodnił, że Wszechświat nie może być statyczny. Tak więc w 1922 roku, kilka lat przed odkryciem Edwina Hubble'a, Friedman dokładnie przewidział ekspansję Wszechświata!

Wieki temu Kościół chrześcijański uznałby to za herezję, ponieważ doktryna kościelna postulowała, że zajmujemy szczególne miejsce w centrum wszechświata.

Ale dzisiaj przyjmujemy założenie Friedmana z niemal przeciwnego powodu, z pewnego rodzaju skromności: wydawałoby się nam absolutnie zdumiewające, gdyby Wszechświat wyglądał tak samo we wszystkich kierunkach tylko dla nas, ale nie dla innych obserwatorów we Wszechświecie!

WSZECHŚWIAT(od greckiego „oikoumene” - zaludniona, zamieszkana ziemia) - „wszystko, co istnieje”, „obszerna całość świata”, „całość wszystkich rzeczy”; znaczenie tych terminów jest niejednoznaczne i zdeterminowane kontekstem pojęciowym.

Można wyróżnić co najmniej trzy poziomy pojęcia „Wszechświat”.

1. Wszechświat jako idea filozoficzna ma znaczenie bliskie pojęciu „wszechświat”, „świat”: „świat materialny”, „istota stworzona” itp. Odgrywa ważną rolę w filozofii europejskiej. Obrazy Wszechświata w ontologiach filozoficznych zostały włączone do filozoficznych podstaw badań naukowych Wszechświata.

2. Wszechświat w kosmologii fizycznej, czyli Wszechświat jako całość, jest przedmiotem kosmologicznych ekstrapolacji.

W tradycyjnym sensie - kompleksowy, nieograniczony i zasadniczo unikalny system fizyczny („Wszechświat jest opublikowany w jednym egzemplarzu” - A. Poincaré); świat materialny rozpatrywany z fizycznego i astronomicznego punktu widzenia (A.L. Zelmanov). Różne teorie i modele Wszechświata są z tego punktu widzenia uważane za nierównoważne temu samemu oryginałowi.

To rozumienie Wszechświata jako całości uzasadniano na różne sposoby: 1) w odniesieniu do „domniemania ekstrapolowalności”: kosmologia rości sobie pretensje do reprezentowania całości świata w systemie wiedzy za pomocą jego środków pojęciowych, dopóki nie zostanie udowodnione coś przeciwnego , roszczenia te należy uwzględnić w całości ; 2) logicznie - Wszechświat definiuje się jako kompleksową globalną całość, a inne Wszechświaty z definicji nie mogą istnieć itp. Klasyczna, newtonowska kosmologia stworzyła obraz Wszechświata, nieskończonego w przestrzeni i czasie, a nieskończoność uznawano za cechę atrybutywną Wszechświata.

Powszechnie przyjmuje się, że nieskończony jednorodny Wszechświat Newtona „zniszczył” starożytny kosmos. Jednakże naukowe i filozoficzne obrazy Wszechświata w dalszym ciągu współistnieją w kulturze, wzajemnie się wzbogacając.

Wszechświat Newtona zniszczył obraz starożytnego kosmosu tylko w tym sensie, że oddzielił człowieka od Wszechświata, a nawet je skontrastował.

W nieklasycznej, relatywistycznej kosmologii po raz pierwszy skonstruowano teorię Wszechświata.

Jego właściwości okazały się zupełnie odmienne od właściwości Newtona. Zgodnie z teorią rozszerzającego się Wszechświata, rozwiniętą przez Friedmana, Wszechświat jako całość może być zarówno skończony, jak i nieskończony w przestrzeni, a w czasie jest w każdym razie skończony, tj.

miał początek. A.A. Friedman uważał, że świat, czyli Wszechświat jako przedmiot kosmologii, jest „nieskończenie węższy i mniejszy niż świat-wszechświat filozofa”. Wręcz przeciwnie, przytłaczająca większość kosmologów, kierując się zasadą jednolitości, utożsamiała modele rozszerzającego się Wszechświata z naszą Metagalaktyką. Początkowy moment ekspansji Metagalaktyki uznano za absolutny „początek wszystkiego”, z kreacjonistycznego punktu widzenia – za „stworzenie świata”. Część kosmologów relatywistycznych, uznając zasadę jednolitości za niewystarczająco uzasadnione uproszczenie, uważała Wszechświat za kompleksowy układ fizyczny na większą skalę niż Metagalaktyka, a Metagalaktyka jedynie za ograniczoną część Wszechświata.

Kosmologia relatywistyczna radykalnie zmieniła obraz Wszechświata w naukowym obrazie świata.

Ideologicznie powrócił do obrazu starożytnego kosmosu w tym sensie, że na nowo połączył człowieka z (ewoluującym) Wszechświatem. Kolejnym krokiem w tym kierunku było zasada antropiczna w kosmologii.

Nowoczesne podejście do interpretacji Wszechświata jako całości opiera się, po pierwsze, na rozróżnieniu między filozoficzną koncepcją świata a Wszechświatem jako przedmiotem kosmologii; po drugie, koncepcja ta jest zrelatywizowana, tj. jego objętość koreluje z pewnym poziomem wiedzy, teorią czy modelem kosmologicznym – w sensie czysto językowym (niezależnie od ich obiektywnego statusu) lub w sensie obiektywnym.

Wszechświat interpretowano na przykład jako „największy zbiór zdarzeń, do których można zastosować nasze prawa fizyczne, w ten czy inny sposób ekstrapolowane” lub „można je uznać za fizycznie powiązane z nami” (G. Bondi).

Rozwinięciem tego podejścia była koncepcja, według której Wszechświat w kosmologii to „wszystko, co istnieje” nie w jakimś sensie absolutnym, a jedynie z punktu widzenia danej teorii kosmologicznej, tj. system fizyczny o największej skali i porządku, którego istnienie wynika z pewnego systemu wiedzy fizycznej.

Jest to względna i przejściowa granica znanego megaświata, wyznaczona możliwościami ekstrapolacji systemu wiedzy fizycznej. Wszechświat jako całość nie we wszystkich przypadkach oznacza ten sam „oryginał”. Wręcz przeciwnie, różne teorie mogą mieć za przedmiot nierówne oryginały, tj. układy fizyczne o różnym porządku i skali hierarchii strukturalnej. Jednak wszelkie twierdzenia o reprezentowaniu wszechstronnej całości świata w sensie absolutnym pozostają bezpodstawne.

Interpretując Wszechświat w kosmologii, należy dokonać rozróżnienia pomiędzy potencjalnie istniejącym i faktycznie istniejącym. To, co dziś uważane jest za nieistniejące, jutro może wejść w obszar badań naukowych, okazać się istnieniem (z punktu widzenia fizyki) i zostać włączone do naszego rozumienia Wszechświata. Jeśli zatem teoria rozszerzającego się Wszechświata w istocie opisywała naszą Metagalaktykę, to najpopularniejsza we współczesnej kosmologii teoria inflacyjnego („nadmuchującego”) Wszechświata wprowadza koncepcję wielu „innych wszechświatów” (lub, w języku empirycznym, , obiekty pozametagalaktyczne) o jakościowo odmiennych właściwościach.

Teoria inflacji uznaje zatem megaskopowe naruszenie zasady jednolitości Wszechświata i wprowadza w jej znaczeniu zasadę nieskończonej różnorodności Wszechświata.

I.S. Szkłowski zaproponował nazwanie całości tych wszechświatów „Metawersem”. Kosmologia inflacyjna w specyficznej formie ożywia zatem ideę nieskończoności Wszechświata (Metawersu) jako jego nieskończonej różnorodności. Obiekty takie jak Metagalaktyka są często nazywane w kosmologii inflacyjnej „miniwszechświatami”.

Miniświaty powstają w wyniku spontanicznych wahań próżni fizycznej. Z tego punktu widzenia wynika, że początkowy moment ekspansji naszego Wszechświata, Metagalaktyki, niekoniecznie należy uważać za absolutny początek wszystkiego.

To dopiero początkowy moment ewolucji i samoorganizacji jednego z kosmicznych systemów. W niektórych wersjach kosmologii kwantowej koncepcja Wszechświata jest ściśle powiązana z istnieniem obserwatora („zasada uczestnictwa”). „Czy Wszechświat, wytwarzając obserwatorów-uczestników na pewnym ograniczonym etapie swojego istnienia, nie uzyskuje dzięki ich obserwacjom tej namacalności, którą nazywamy rzeczywistością? Czy to nie jest mechanizm istnienia?” (A.J. Wheeler).

Znaczenie pojęcia Wszechświata w tym przypadku wyznacza teoria oparta na rozróżnieniu pomiędzy potencjalnym i rzeczywistym istnieniem Wszechświata jako całości w świetle zasady kwantowej.

3. Wszechświat w astronomii (obserwowalny, czyli wszechświat astronomiczny) to obszar świata objęty obserwacjami, a obecnie częściowo eksperymentami kosmicznymi, tj.

„wszystko, co istnieje” z punktu widzenia środków obserwacyjnych i metod badawczych dostępnych w astronomii. Wszechświat astronomiczny to hierarchia układów kosmicznych o rosnącej skali i stopniu złożoności, które są sukcesywnie odkrywane i badane przez naukę. To Układ Słoneczny, nasz układ gwiezdny, Galaktyka (której istnienie udowodnił V. Herschel w XVIII wieku), Metagalaktyka odkryta przez E. Hubble'a w latach dwudziestych XX wieku.

Obecnie obiekty we Wszechświecie odległe od nas w odległości ok. 9–12 miliardów lat świetlnych.

W całej historii astronomii aż do II poł.

Koncepcja rozszerzającego się wszechświata.

XX wiek We Wszechświecie astronomicznym znane były te same typy ciał niebieskich: planety, gwiazdy, gaz i materia pyłowa. Współczesna astronomia odkryła zasadniczo nowe, nieznane wcześniej typy ciał niebieskich, m.in.

supergęste obiekty w jądrach galaktyk (prawdopodobnie reprezentujące czarne dziury). Wiele stanów ciał niebieskich we Wszechświecie astronomicznym okazało się ostro niestacjonarnych, niestabilnych, tj. zlokalizowane w punktach bifurkacji. Zakłada się, że przeważająca większość (do 90–95%) materii Wszechświata astronomicznego skupiona jest w niewidzialnych, jeszcze nieobserwowalnych formach („ukryta masa”).

Literatura:

1. Fridman AA

Ulubiony Pracuje. M., 1965;

2. Nieskończoność i Wszechświat. M., 1970;

3. Wszechświat, astronomia, filozofia. M., 1988;

4. Astronomia i współczesny obraz świata.

5. Bondy H. Kosmologia. Cambr., 1952;

6. Munitz M. Przestrzeń, czas i stworzenie. Nowy Jork, 1965.

V.V.Kazyutinsky

Analizując wyniki obserwacji galaktyk oraz kosmicznego mikrofalowego promieniowania tła, astronomowie doszli do wniosku, że rozkład materii we Wszechświecie (obszar badanej przestrzeni ma średnicę przekraczającą 100 Mpc) jest jednorodny i izotropowy, tj. nie zależy od położenie i kierunek w przestrzeni (patrz Kosmologia). A takie właściwości przestrzeni, zgodnie z teorią względności, nieuchronnie pociągają za sobą zmianę w czasie odległości pomiędzy ciałami wypełniającymi Wszechświat, czyli Wszechświat musi się rozszerzać lub kurczyć, a obserwacje wskazują na rozszerzanie.

Ekspansja Wszechświata znacznie różni się od zwykłej ekspansji materii, na przykład od ekspansji gazu w cylindrze. Rozprężający się gaz zmienia położenie tłoka w cylindrze, ale cylinder pozostaje niezmieniony. We Wszechświecie następuje ekspansja całej przestrzeni jako całości. Dlatego pytanie, w którym kierunku następuje ekspansja, staje się we Wszechświecie bez znaczenia. Ekspansja ta odbywa się na bardzo dużą skalę. W układach gwiazdowych, galaktykach, gromadach i supergromadach galaktyk ekspansja nie występuje. Takie powiązane grawitacyjnie układy są odizolowane od ogólnej ekspansji Wszechświata.

Wniosek o rozszerzaniu się Wszechświata potwierdzają obserwacje przesunięcia ku czerwieni w widmach galaktyk.

Niech sygnały świetlne zostaną wysłane z pewnego punktu przestrzeni w dwóch momentach i zaobserwowane w innym punkcie przestrzeni.

Ze względu na zmianę skali Wszechświata, czyli zwiększenie odległości pomiędzy punktami emisji i obserwacji światła, drugi sygnał musi pokonać większą odległość niż pierwszy. A ponieważ prędkość światła jest stała, drugi sygnał jest opóźniony; odstęp między sygnałami w punkcie obserwacyjnym będzie większy niż w punkcie ich wyjścia. Im większa odległość między źródłem a obserwatorem, tym większe opóźnienie. Naturalnym standardem częstotliwości jest częstotliwość promieniowania podczas przejść elektromagnetycznych w atomach. Ze względu na opisany efekt ekspansji Wszechświata częstotliwość ta maleje. Zatem obserwując widmo emisyjne jakiejś odległej galaktyki, wszystkie jej linie powinny być przesunięte ku czerwieni w porównaniu do widm laboratoryjnych. To zjawisko przesunięcia ku czerwieni jest efektem Dopplera (patrz Prędkość radialna) wynikającym z wzajemnego „rozpraszania” galaktyk i jest obserwowane w rzeczywistości.

Wielkość przesunięcia ku czerwieni mierzy się stosunkiem zmienionej częstotliwości promieniowania do pierwotnej. Im większa odległość do obserwowanej galaktyki, tym większa zmiana częstotliwości.

Zatem mierząc przesunięcie ku czerwieni widm, okazuje się, że możliwe jest określenie prędkości v galaktyk, z jaką oddalają się one od obserwatora. Prędkości te są powiązane z odległościami zwanymi stałą Hubble'a.

Dokładne określenie wartości jest obarczone dużymi trudnościami. Na podstawie wieloletnich obserwacji obecnie przyjętą wartością jest .

Wartość ta odpowiada wzrostowi prędkości recesji galaktyki o około 50-100 km/s na każdy megaparsek odległości.

Prawo Hubble'a umożliwia oszacowanie odległości do galaktyk znajdujących się w ogromnych odległościach na podstawie przesunięcia ku czerwieni linii mierzonych w ich widmach.

Prawo recesji galaktyk wywodzi się z obserwacji Ziemi (lub, można by rzec, naszej Galaktyki) i tym samym opisuje odległość galaktyk od Ziemi (naszej Galaktyki). Nie można jednak z tego wnioskować, że to Ziemia (nasza Galaktyka) znajduje się w centrum ekspansji Wszechświata. Proste konstrukcje geometryczne przekonują nas, że prawo Hubble'a obowiązuje dla obserwatora znajdującego się w którejkolwiek z galaktyk uczestniczących w recesji.

Prawo ekspansji Hubble'a wskazuje, że materia we Wszechświecie miała kiedyś bardzo dużą gęstość. Czas dzielący nas od tego stanu można umownie nazwać wiekiem Wszechświata. Jest to określane na podstawie wartości

Ponieważ prędkość światła jest skończona, skończony wiek Wszechświata odpowiada skończonemu obszarowi Wszechświata, który możemy obecnie obserwować. Co więcej, najbardziej odległe obserwowalne części Wszechświata odpowiadają najwcześniejszym momentom jego ewolucji. W takich momentach we Wszechświecie mogą narodzić się różnorodne cząstki elementarne, które wchodzą w interakcje. Analizując procesy zachodzące z udziałem takich cząstek w pierwszej sekundzie ekspansji Wszechświata, kosmologia teoretyczna, opierając się na teorii cząstek elementarnych, znajduje odpowiedzi na pytania, dlaczego we Wszechświecie nie ma antymaterii, a nawet dlaczego Wszechświat się rozszerza.

Jednak w okresie poprzedzającym pierwszą sekundę ekspansji Wszechświata powinny istnieć cząstki o takiej energii. Dlatego fizycy postrzegają rozszerzający się Wszechświat jako naturalne laboratorium cząstek elementarnych.

W tym laboratorium można przeprowadzać „eksperymenty myślowe”, analizować, jak istnienie danej cząstki wpłynie na procesy fizyczne we Wszechświecie, jak ta czy inna przewidywania teorii przejawi się w obserwacjach astronomicznych.

Do wyjaśnienia „ukrytej masy” Wszechświata odwołuje się teoria cząstek elementarnych. Aby wyjaśnić, w jaki sposób powstają galaktyki, jak poruszają się w gromadach galaktyk i wiele innych cech rozkładu materii widzialnej, konieczne okazuje się założenie, że ponad 80% masy Wszechświata ukryte jest w postaci niewidzialnej słabo oddziałujące cząstki. Pod tym względem neutrina o niezerowej masie spoczynkowej, a także nowe hipotetyczne cząstki są szeroko dyskutowane w kosmologii.

W 1920 roku Edwin Hubble otrzymał dwie rzeczy, które pozwoliły mu zrewolucjonizować sposób, w jaki ludzie postrzegają wszechświat. Jeden z nich był wówczas największym teleskopem na świecie, a drugi był interesującym odkryciem innego astronoma Vesto Sliphera, który zobaczył w mgławicy to, co obecnie nazywamy galaktykami, i zaintrygował ich blask, który był znacznie bardziej czerwony, niż się spodziewano. Powiązał to z przesunięciem ku czerwieni.

Wyobraź sobie, że ty i druga osoba stoicie w pobliżu długiej liny i co sekundę za nią ciągniecie. W tym momencie wzdłuż liny przemieszcza się fala, dając drugiej osobie znać, że lina się skurczyła. Gdybyś szybko oddalił się od tej osoby, na odległość, którą pokonujesz, fala musiałaby pokonywać każdą sekundę, a z punktu widzenia drugiej osoby lina zaczęłaby drgać co 1,1 sekundy. Im szybciej jedziesz, tym więcej czasu upłynie drugiej osobie pomiędzy szarpnięciami.

To samo dzieje się z falami świetlnymi: im dalej źródło światła znajduje się od obserwatora, tym rzadsze stają się szczyty fal, co powoduje przesunięcie ich do czerwonej części widma światła. Slifer doszedł do wniosku, że mgławice wydają się czerwone, ponieważ oddalają się od Ziemi.

Edwina Hubble’a

Hubble wziął nowy teleskop i zaczął szukać przesunięcia ku czerwieni. Znalazł go wszędzie, ale niektóre gwiazdy wydawały się nieco „bardziej czerwone” od innych: niektóre gwiazdy i galaktyki miały tylko niewielkie przesunięcie ku czerwieni, ale czasami przesunięcie ku czerwieni było maksymalne. Po zebraniu dużej ilości danych Hubble stworzył diagram pokazujący, że przesunięcie ku czerwieni obiektu zależy od jego odległości od Ziemi.

Tym samym w XX wieku udowodniono, że Wszechświat się rozszerza. Większość naukowców analizujących dane zakładała, że ekspansja maleje. Niektórzy wierzyli, że Wszechświat będzie się stopniowo rozszerzał do pewnej granicy, która istnieje, ale której jednak nigdy nie osiągnie, inni natomiast, że po osiągnięciu tej granicy Wszechświat zacznie się kurczyć. Astronomowie znaleźli jednak sposób na rozwiązanie problemu: potrzebowali do tego najnowszych teleskopów i niewielkiej pomocy Wszechświata w postaci supernowych typu 1A.

Ponieważ wiemy, jak jasność zmienia się w zależności od odległości, wiemy również, jak daleko od nas znajdują się te supernowe i ile lat podróżowało światło, zanim mogliśmy je zobaczyć. Kiedy patrzymy na przesunięcie ku czerwieni światła, wiemy, jak bardzo Wszechświat rozszerzył się w tym czasie.

Kiedy astronomowie przyglądali się odległym i starym gwiazdom, zauważyli, że odległość nie odpowiada stopniowi ekspansji. Światło gwiazd docierało do nas dłużej, niż oczekiwano, jak gdyby ekspansja była wolniejsza w przeszłości, co potwierdza, że ekspansja Wszechświata przyspiesza, a nie zwalnia.

Największe odkrycia naukowe 2014 roku

10 głównych pytań dotyczących Wszechświata, na które naukowcy szukają obecnie odpowiedzi

Czy Amerykanie byli na Księżycu?

Rosja nie ma możliwości eksploracji Księżyca przez człowieka

10 sposobów, w jakie kosmos może zabić ludzi

Spójrz na ten imponujący wir gruzu otaczający naszą planetę

Posłuchaj dźwięków kosmosu

Siedem cudów księżyca

10 rzeczy, które ludzie z jakiegoś powodu wysłali do stratosfery

Materiał z Uncyklopedii

Wniosek o rozszerzaniu się Wszechświata potwierdzają obserwacje przesunięcia ku czerwieni w widmach galaktyk.

Niech sygnały świetlne zostaną wysłane z pewnego punktu przestrzeni w dwóch momentach i zaobserwowane w innym punkcie przestrzeni.

Zatem mierząc przesunięcie ku czerwieni widm, okazuje się, że możliwe jest określenie prędkości v galaktyk, z jaką oddalają się one od obserwatora. Wskazane prędkości odnoszą się do odległości r do obserwatora zgodnie z prawem Hubble'a v = Hr; wielkość H nazywana jest stałą Hubble'a.

Dokładne określenie wartości H jest obarczone dużymi trudnościami. Na podstawie wieloletnich obserwacji obecnie przyjętą wartością jest H ≈ (0,5 1) 10 -10 rok -1 .

Ta wartość H odpowiada wzrostowi prędkości recesji galaktyki o około 50-100 km/s na każdy megaparsek odległości.

Prawo Hubble'a umożliwia oszacowanie odległości do galaktyk znajdujących się w ogromnych odległościach na podstawie przesunięcia ku czerwieni linii mierzonych w ich widmach.

t ~ 1/H ≈ (10 20) 10 9 lat.

Wiele przewidywań teorii dotyczących procesów fizycznych cząstek elementarnych dotyczy obszarów energii nieosiągalnych we współczesnych naziemnych warunkach laboratoryjnych, np. w akceleratorach. Jednak w okresie poprzedzającym pierwszą sekundę ekspansji Wszechświata powinny istnieć cząstki o takiej energii. Dlatego fizycy postrzegają rozszerzający się Wszechświat jako naturalne laboratorium cząstek elementarnych.

Badania amerykańskich astronomów potwierdzają informacje z ksiąg Anastazji Nowych. Tempo ekspansji Wszechświata okazało się znacznie wyższe, niż wskazywały poprzednie obliczenia. Naukowcy dochodzą do wniosku, że fakt ten może wskazywać na obecność jakiegoś ciemnego promieniowania lub niekompletność teorii względności. zaakceptowane do publikacji w czasopiśmie Astrophysics Journal.

Amerykański astrofizyk i laureat Nagrody Nobla Adam Riess zauważa, że to odkrycie może pomóc w zrozumieniu, czym jest ciemna materia, a także ciemna energia i ciemne promieniowanie. Uważa się to za dość ważne, ponieważ współcześni naukowcy szacują, że różne kombinacje ciemnej materii stanowią ponad 95% całkowitej masy masa wszechświata.

Wcześniej do pomiaru tempa ekspansji Wszechświata badano odległe supernowe i wykorzystywano dane z sond WMAP i Planck, za pomocą których badano mikrofalowe „echo” Wielkiego Wybuchu. W nowym badaniu astrofizycy postanowili zmienić taktykę pracy i zaczęli obserwować stosunkowo bliskie, zmienne gwiazdy sąsiadujących galaktyk. Gwiazdy te nazywane są cefeidami. Są interesujące dla badaczy, ponieważ ich pulsacje można wykorzystać do dokładnego obliczenia odległości do odległych obiektów kosmicznych. Zespół Adama Riessa użył Teleskopu Hubble'a do obserwacji takich gwiazd w 18 sąsiednich galaktykach, które niedawno przeszły eksplozję supernowych typu 1. W wyniku badań udało się obliczyć odległość do tych obiektów, co pozwoliło na doprecyzowanie wartości stałej Hubble'a i zmniejszenie błędu jej obliczeń z 3% do 2,4%. W rezultacie okazało się, że dwie galaktyki, znajdujące się w odległości 3 milionów lat świetlnych od siebie, odlatują z prędkością 73 kilometrów na sekundę. W ten sposób uzyskano nieoczekiwany wynik: prędkość była zauważalnie wyższa niż przy obliczeniach uzyskanych za pomocą WMAP i Plancka. Tej wartości prędkości nie da się wytłumaczyć istniejącymi poglądami naukowymi na temat mechanizmu powstania Wszechświata i natury ciemnej energii.

Zdjęcia: NASA/ESA/A.Riess

Adam Riess sugeruje, że tak duże tempo ekspansji Wszechświata może wskazywać, że oprócz ciemnej energii w procesie „przyspieszania” bierze udział inna energia niewidzialna substancja. Naukowiec nazwał to „ciemnym promieniowaniem”. Według naukowców to „promieniowanie” ma właściwości podobne do tzw. sterylnych neutrin i istniało już w początkach Wszechświata, kiedy dominowała w nim energia, a nie materia. Naukowcy mają nadzieję, że dalsze badania za pomocą teleskopu Hubble'a i zwiększona dokładność obserwacji pomogą zrozumieć, czy „ciemne promieniowanie” jest rzeczywiście potrzebne do wyjaśnienia nieoczekiwanych wyników badań tempa ekspansji Wszechświata.

Fakt, że Wszechświat nie stoi w miejscu, ale stopniowo się rozszerza, udowodnił w 1929 roku astronom Edwin Hubble. Dokonał tego odkrycia obserwując ruch odległych galaktyk. Pod koniec lat 90. badając supernowe pierwszego typu, astrofizykom udało się odkryć, że Wszechświat rozszerza się nie ze stałą prędkością, ale z przyspieszeniem. Następnie stwierdzono, że przyczyną tego była ciemna energia.

Co ciekawe, wyniki współczesnych badań w dziedzinie astronomii często potwierdzają informacje zawarte w starożytnych legendach wielu ludów planety. Te zabytki kultury zawierają niesamowite informacje o narodzinach Wszechświata poprzez Dźwięk Pierwotny (który wciąż jest obserwowany w postaci tła pewnych promieni), a także wiedzę o porządku świata. Wystarczy przypomnieć dobrze znane kosmogoniczne mity o Dogonach i Bambarach. Dopiero niedawno udało się częściowo zrozumieć informacje, które ci ludzie zachowali dzięki odkryciom astronomicznym. Ale w mitach Dogonów zachowała się również taka informacja, że poziom rozwoju współczesnej fizyki nie jest jeszcze w stanie dać jej naukowego wyjaśnienia.

Wracając do kwestii ekspansji Wszechświata, warto zauważyć, że wyniki nowego badania potwierdzają to, co zostało opublikowane wiele lat temu w książkach Anastazji Nowych, a doskonałe odkrycie to tylko niewielka część wiedzy zawartej w te książki. Tak na przykład w książkach „Sensei-4” I „AllatRa” Należy zauważyć, że ruch Wszechświata odbywa się po spirali. W ogóle, ruch spiralny jest obiecującym obszarem badań; przejawia się we wszystkich procesach świata materialnego. Ale najciekawsze jest to, że książki pisarza opisują nie tylko proces narodzin Wszechświata, ale także dostarczają informacji o tym, co się dzieje i stanie w wyniku jego ekspansji. W księgach znajdują się także wartościowe treści wiedza o sile leżącej u podstaw materii i wszystkich jej oddziaływaniach, Przeprowadzono analizę współczesnych poglądów naukowych w zakresie badania zjawisk astronomicznych, analizę starożytnych legend z całego świata i wiele więcej, co mogłoby stać się impulsem do epokowych odkryć we współczesnej nauce.

Na przykład książka AllatRa opisuje dość interesujące informacje na temat całkowitej masy Wszechświata:

Rigden: ...Ilość materii (jej objętość, gęstość itp.) i sam fakt jej obecności we Wszechświecie nie mają wpływu na całkowitą masę Wszechświata. Ludzie są przyzwyczajeni do postrzegania materii wraz z jej wrodzoną masą jedynie z pozycji przestrzeni trójwymiarowej. Aby jednak lepiej zrozumieć znaczenie tego zagadnienia, trzeba wiedzieć o wielowymiarowości Wszechświata. Objętość, gęstość i inne cechy widzialnej, czyli materii znanej człowiekowi w całej jej różnorodności (w tym także dzisiejszych tzw. cząstek „elementarnych”) zmieniają się już w piątym wymiarze. Ale masa pozostaje niezmieniona, ponieważ jest częścią ogólnej informacji o „życiu” tej materii aż do szóstego wymiaru włącznie. Masa materii to po prostu informacja o oddziaływaniu jednej materii z drugą w określonych warunkach. Jak już mówiłem, uporządkowana informacja tworzy materię, nadaje jej właściwości, w tym masę. Biorąc pod uwagę wielowymiarowość materialnego Wszechświata, jego masa jest zawsze równa zeru. Całkowita masa materii we Wszechświecie będzie ogromna tylko dla Obserwatorów trzeciego, czwartego i piątego wymiaru...

Anastazja: Masa Wszechświata wynosi zero? Wskazuje to również na iluzoryczną naturę świata jako takiego, jak mówiło wiele starożytnych legend narodów świata...

Rigden: Nauka przyszłości, jeśli wybierze drogę wskazaną w Twoich książkach, będzie w stanie zbliżyć się do odpowiedzi na pytania o pochodzenie Wszechświata i jego sztuczne stworzenie.

Przeczytaj kontynuację w książce „AllatRa”, strona 42

Zgodnie z istniejącymi poglądami naukowymi, „jeśli przyspieszająca ekspansja Wszechświata będzie trwać w nieskończoność, to w rezultacie galaktyki poza naszą Supergromadą Galaktyk prędzej czy później wyjdą poza horyzont zdarzeń i staną się dla nas niewidoczne, gdyż ich względna prędkość przekroczy prędkość prędkość światła."

Istnieje inny pogląd na proces ekspansji Wszechświata, który można prześledzić w mitach narodów świata, w których mówiono o skracaniu dni io Pierwotnym Dźwięku. W książce „Sensei-4” możesz przeczytać co następuje:

—...W najbliższej przyszłości ludzkość spotka kolejne zjawisko Wszechświata. W związku z rosnącym przyspieszeniem Wszechświata, z powodu wyczerpywania się mocy Allata, ludzkość odczuje gwałtowne skrócenie czasu. Fenomenem będzie to, że konwencjonalne dwadzieścia cztery godziny na dobę pozostaną takie same, ale czas będzie leciał znacznie szybciej. Ludzie odczują to szybkie skrócenie odstępów czasu zarówno na poziomie fizycznym, jak i na poziomie intuicyjnej percepcji.
- Więc będzie to związane konkretnie z ekspansją Wszechświata? - wyjaśnił Nikołaj Andriejewicz.
- Tak. Wraz ze wzrostem przyspieszenia. Im bardziej Wszechświat się rozszerza, tym szybciej mija czas i tak dalej, aż do całkowitego unicestwienia materii.

Dzięki naukowcom, którzy zainteresowali się wiedzą zawartą w książkach A. Nowycha i zaczęli zgłębiać ich istotę, niedawno ukazał się raport „PRIMODIUM ALLATRA PHYSICS”. Jak napisano w raporcie, główny fundament wiedzy do badań naukowych autor stworzył w pracach „AllatRa” i „Ezoosmos”. W raporcie naukowców informacje z książek autora uzupełniono o nowe dane. W szczególności pojawiają się takie pojęcia jak sieć ezoosmiczna, pole septonowe, septon, które mają fundamentalne znaczenie dla zrozumienia procesów zachodzących w świecie zarówno na poziomie mikro, jak i makro.

„W sercu materialnego Wszechświata znajduje się swego rodzaju „rama przestrzenna”, niematerialna struktura - SIATKA EZOOSMICZNA. W wyobraźni mieszkańca trójwymiarowego wymiaru ta „struktura” energetyczna jako całość przypominałaby jej zewnętrzny zarys jest obiektem silnie spłaszczonym, w przybliżeniu przypominającym płaską cegłę, której wysokość boku lica wynosi 1/72 wielkości podstawy.Innymi słowy, sieć ezoosmiczna ma płaską geometrię.Możliwość Ekspansja materialnego Wszechświata jest ograniczona rozmiarem sieci ezoosmicznej.

W siatce ezoosmicznej znajdują się 72 wymiary (uwaga: więcej informacji na temat 72 wymiarów można znaleźć w książce AllatRa). Wszystko, co współczesna nauka nazywa „materialnym wszechświatem”, istnieje tylko w pierwszych 6 wymiarach, a pozostałe 66 wymiarów to w istocie kontrolujące nadbudowy, które ograniczają „świat materialny” w pewnych ograniczających ramach - sześciu wymiarach. Według starożytnej wiedzy 66 wymiarów (od 7 do 72 włącznie) również należy do świata materialnego, ale w istocie nimi nie jest.

Poza siatką ezoosmiczną, o której mówią także starożytne święte tradycje różnych ludów świata, istnieje świat duchowy - świat jakościowo inny, który nie ma nic wspólnego ze światem materialnym, jego prawami i problemami.