Чи знаєте ви про те, що Всесвіт, який ми спостерігаємо, має досить певні межі? Ми звикли асоціювати Всесвіт із чимось нескінченним і незбагненним. Однак сучасна наука на питання про «нескінченність» Всесвіту пропонує зовсім іншу відповідь на таке «очевидне» питання.
Згідно з сучасними уявленнями, розмір Всесвіту, що спостерігається, становить приблизно 45,7 мільярдів світлових років (або 14,6 гігапарсек). Але що означають ці цифри?
Перше питання, яке спадає на думку звичайній людині - як Всесвіт взагалі не може бути нескінченним? Здавалося б, безперечним є те, що вмістилище всього сущого навколо нас не повинно мати меж. Якщо ці межі і існують, то що вони взагалі являють собою?
Припустимо, якийсь астронавт долетів до меж Всесвіту. Що він побачить перед собою? Твердий мур? Вогняний бар'єр? А що за нею – порожнеча? Інший Всесвіт? Але хіба порожнеча чи інший Всесвіт можуть означати, що ми на межі всесвіту? Адже це не означає, що там «нічого». Порожнеча та інший Всесвіт – це теж «щось». Адже Всесвіт - це те, що містить абсолютно все «щось».
Ми приходимо до абсолютної суперечності. Виходить, кордон Всесвіту має приховувати від нас щось, чого не повинно бути. Або кордон Всесвіту повинен відгороджувати «все» від «чогось», але це «щось» має бути також частиною «всього». Загалом повний абсурд. Тоді як вчені можуть заявляти про граничний розмір, масу і навіть вік нашого Всесвіту? Ці значення хоч і неймовірно великі, але все ж таки кінцеві. Наука сперечається із очевидним? Щоб розібратися з цим, давайте спершу простежимо, як люди прийшли до сучасного розуму Всесвіту.
Розширюючи межі
Людина з незапам'ятних часів цікавилася тим, що являє собою навколишній світ. Можна не наводити приклади про три кити та інші спроби древніх пояснити світобудову. Як правило, зрештою все зводилося до того, що основою всього сущого є земна твердь. Навіть у часи античності та середньовіччя, коли астрономи мали широкі знання в закономірностях руху планет по «нерухомій» небесній сфері, Земля залишалася центром Всесвіту.
Звичайно, ще в Стародавній Греції існували ті, хто вважав, що Земля обертається навколо Сонця. Були ті, хто говорив про безліч світів та нескінченність Всесвіту. Але конструктивні обгрунтування цим теоріям виникли лише межі наукової революції.
У 16 столітті польський астроном Микола Коперник здійснив перший серйозний прорив у пізнанні Всесвіту. Він твердо довів, що Земля є лише однією із планет, що обертаються навколо Сонця. Така система значно спрощувала пояснення такого складного та заплутаного руху планет небесною сферою. У разі нерухомої Землі астрономам доводилося вигадувати всілякі хитромудрі теорії, що пояснюють таку поведінку планет. З іншого боку, якщо Землю прийняти рухомий, то пояснення настільки хитромудрим рухам приходить, само собою. Так, в астрономії зміцнилася нова парадигма під назвою «геліоцентризм».
Безліч Сонців
Однак навіть після цього астрономи продовжували обмежувати Всесвіт «сферою нерухомих зірок». Аж до 19 століття їм не вдавалося оцінити відстань до світил. Кілька століть астрономи безрезультатно намагалися виявити відхилення положення зірок щодо руху Землі орбітою (річні паралакси). Інструменти тих часів не дозволяли проводити такі точні виміри.
Нарешті, 1837 року російсько-німецький астроном Василь Струве виміряв паралакс. Це ознаменувало новий крок у розумінні масштабів космосу. Тепер вчені могли сміливо говорити про те, що зірки є далекими подобами Сонця. І наше світило відтепер не центр всього, а рівноправний «мешканець» безмежного зоряного скупчення.
Астрономи ще більше наблизилися до розуміння масштабів Всесвіту, адже відстані до зірок виявилися справді жахливими. Навіть розміри орбіт планет здавалися порівняно з цим чимось нікчемним. Далі треба було зрозуміти, яким чином зірки зосереджені у .
Безліч Чумацьких Шляхів
Відомий філософ Іммануїл Кант ще в 1755 передбачив основи сучасного розуміння великомасштабної структури Всесвіту. Він висунув гіпотезу про те, що Чумацький Шлях є величезним зоряним скупченням, що обертається. У свою чергу, багато туманностей, що спостерігаються, також є більш віддаленими «млечними шляхами» — галактиками. Незважаючи на це, аж до 20 століття астрономи дотримувалися того, що всі туманності є джерелами зіркоутворення та входять до складу Чумацького Шляху.
Ситуація змінилася, коли астрономи навчилися вимірювати відстані між галактиками з допомогою . Абсолютна світність зірок такого типу лежить у суворій залежності від періоду їхньої змінності. Порівнюючи їхню абсолютну світність з видимою, можна з високою точністю визначити відстань до них. Цей метод був розроблений на початку 20 століття Ейнаром Герцшрунгом та Харлоу Шелпі. Завдяки йому радянський астроном Ернст Епік у 1922 році визначив відстань до Андромеди, яка виявилася на порядок більшою за розмір Чумацького Шляху.
Едвін Хаббл продовжив починання Епіка. Вимірюючи яскравості цефеїд в інших галактиках, він виміряв відстань до них і зіставив його з червоним усуненням у їх спектрах. Так 1929 року він розробив свій знаменитий закон. Його робота остаточно спростувала думку, що зміцнилася, про те, що Чумацький Шлях є краєм Всесвіту. Тепер він був однією з багатьох галактик, які ще колись вважали його складовою. Гіпотеза Канта підтвердилася майже два століття після її розробки.
Надалі, відкритий Хабблом зв'язок відстані галактики від спостерігача щодо швидкості її віддалення від нього, дозволив скласти повноцінну картину великомасштабної структури Всесвіту. Виявилося, галактики були лише її нікчемною частиною. Вони зв'язувалися в скупчення, скупчення в скупчення. У свою чергу, скупчення складаються в найбільші з відомих структур у Всесвіті - нитки і стіни. Ці структури, сусідячи з величезними надпустотами () і становлять великомасштабну структуру, відомої на даний момент, Всесвіту.
Очевидна нескінченність
Зі сказаного вище те, що за кілька століть наука поетапно перепорхнула від геоцентризму до сучасного розуміння Всесвіту. Однак це не дає відповіді, чому ми обмежуємо Всесвіт у наші дні. Адже досі йшлося лише про масштаби космосу, а не про саму його природу.
Першим, хто зважився довести нескінченність Всесвіту, був Ісаак Ньютон. Відкривши закон всесвітнього тяжіння, він вважав, що будь простір, звичайно, всі її тіла рано чи пізно зіллються в єдине ціле. До нього думка про нескінченність Всесвіту, якщо хтось і висловлював, то виключно у філософському ключі. Без жодних наукових обґрунтувань. Прикладом цього є Джордано Бруно. До речі, він подібно до Канта, на багато століть випередив науку. Він першим заявив, що зірки є далекими сонцями, і навколо них теж обертаються планети.
Здавалося б, сам факт нескінченності досить обґрунтований і очевидний, але переломні тенденції науки ХХ століття похитнули цю «істину».
Стаціонарний Всесвіт
Перший суттєвий крок на шляху до розробки сучасної моделі Всесвіту зробив Альберт Ейнштейн. Свою модель стаціонарного Всесвіту знаменитий фізик увів у 1917 році. Ця модель була заснована на загальній теорії відносності, розробленої ним роком раніше. Згідно з його моделлю, Всесвіт є нескінченним у часі і кінцевим у просторі. Але, як зазначалося раніше, згідно з Ньютоном, Всесвіт з кінцевим розміром повинен сколапсуватися. Для цього Ейнштейн запровадив космологічну постійну, яка компенсувала гравітаційне тяжіння далеких об'єктів.
Як би це парадоксально не звучало, саму кінцівку Всесвіту Ейнштейн нічим не обмежував. На його думку, Всесвіт є замкнутою оболонкою гіперсфери. Аналогією служить поверхня традиційної тривимірної сфери, наприклад - глобуса чи Землі. Скільки б мандрівник не подорожував Землею, він ніколи не досягне її краю. Однак це зовсім не означає, що Земля нескінченна. Мандрівник просто повертатиметься до того місця, звідки почав свій шлях.
На поверхні гіперсфери
Так само космічний мандрівник, долаючи Всесвіт Ейнштейна на зорельоті, може повернутися назад на Землю. Тільки цього разу мандрівник рухатиметься не за двовимірною поверхнею сфери, а за тривимірною поверхнею гіперсфери. Це означає, що Всесвіт має кінцевий об'єм, а отже, і кінцеве число зірок і масу. Однак ні кордонів, ні якогось центру у Всесвіті не існує.
Таких висновків Ейнштейн дійшов, зв'язавши у своїй знаменитій теорії простір, час і гравітацію. До нього ці поняття вважалися відокремленими, чому і простір Всесвіту був суто евклідовим. Ейнштейн довів, що саме тяжіння є викривленням простору-часу. Це докорінно змінювало ранні уявлення про природу Всесвіту, що базується на класичній ньютонівській механіці та евклідовій геометрії.
Всесвіт, що розширюється.
Навіть сам першовідкривач «нового Всесвіту» не був чужий помилок. Ейнштейн хоч і обмежив Всесвіт у просторі, він продовжував вважати її статичною. Згідно з його моделлю, Всесвіт був і залишається вічним, і його розмір завжди залишається незмінним. У 1922 році радянський фізик Олександр Фрідман суттєво доповнив цю модель. Згідно з його розрахунками, Всесвіт зовсім не статичний. Вона може розширюватись або стискатися з часом. Примітно те, що Фрідман прийшов до такої моделі, ґрунтуючись на тій самій теорії відносності. Він зумів коректніше застосувати цю теорію, минаючи космологічну постійну.
Альберт Ейнштейн не одразу прийняв таку «поправку». На допомогу цієї нової моделі прийшло згадане раніше відкриття Хаббла. Розбігання галактик безперечно доводило факт розширення Всесвіту. Так Ейнштейну довелося визнати свою помилку. Тепер Всесвіт мав певний вік, залежний від постійної Хаббла, що характеризує швидкість її розширення.
Подальший розвиток космології
У міру того, як вчені намагалися вирішити це питання, було відкрито багато інших найважливіших складових Всесвіту та розроблено різні його моделі. Так у 1948 році Георгій Гамов ввів гіпотезу «про гарячий Всесвіт», яка згодом перетвориться на теорію Великого вибуху. Відкриття 1965 року підтвердило його припущення. Тепер астрономи могли спостерігати світло, що дійшло з того моменту, коли Всесвіт став прозорим.
Темна матерія, передбачена в 1932 Фріцом Цвіккі, отримала своє підтвердження в 1975 році. Темна матерія фактично пояснює саме існування галактик, галактичних скупчень і самої Вселенської структури загалом. Так вчені дізналися, що більшість маси Всесвіту і зовсім невидима.
Нарешті, в 1998 році в ході дослідження відстані було відкрито, що Всесвіт розширюється з прискоренням. Цей черговий поворотний момент у науці породив сучасне розуміння природи Всесвіту. Введений Ейнштейном і спростований Фрідманом космологічний коефіцієнт знову знайшов своє місце у моделі Всесвіту. Наявність космологічного коефіцієнта (космологічної постійної) пояснює її прискорене розширення. Для пояснення наявності космологічної постійної було введено поняття - гіпотетичне поле, що містить велику частину маси Всесвіту.
Сучасне уявлення про розмір Всесвіту, що спостерігається.
Сучасна модель Всесвіту також називається ΛCDM-моделлю. Літера «Λ» означає присутність космологічної постійної, що пояснює прискорене розширення Всесвіту. CDM означає те, що Всесвіт заповнений холодною темною матерією. Останні дослідження свідчать, що постійна Хаббла становить близько 71 (км/с)/Мпк, що він відповідає віку Всесвіту 13,75 млрд. років. Знаючи вік Всесвіту, можна оцінити розмір його області, що спостерігається.
Відповідно до теорії відносності інформація про якийсь об'єкт не може досягти спостерігача зі швидкістю більшою, ніж швидкість світла (299792458 м/c). Виходить, спостерігач бачить не просто об'єкт, а його минуле. Чим далі знаходиться від нього об'єкт, тим у далеке минуле він дивиться. Наприклад, дивлячись на Місяць, ми бачимо такий, яким він був трохи більше секунди тому, Сонце - понад вісім хвилин тому, найближчі зірки - роки, галактики - мільйони років тому тощо. У стаціонарній моделі Ейнштейна Всесвіт не має обмеження за віком, а значить і її область також нічим не обмежена. Спостерігач, озброюючись дедалі досконалішими астрономічними приладами, спостерігатиме дедалі дальніші й древні об'єкти.
Іншу картину ми маємо із сучасною моделлю Всесвіту. Згідно з нею Всесвіт має вік, а значить і межу спостереження. Тобто з моменту народження Всесвіту жодний фотон не встиг би пройти відстань більшу, ніж 13,75 млрд світлових років. Виходить, можна заявити про те, що Всесвіт, що спостерігається, обмежений від спостерігача кулястою областю радіусом 13,75 млрд. світлових років. Однак це не зовсім так. Не варто забувати і про розширення простору Всесвіту. Поки фотон досягне спостерігача, об'єкт, який його випустив, буде від нас уже за 45,7 мільярдів св. років. Цей розмір є горизонтом частинок, він і є межею спостережуваного Всесвіту.
За обрієм
Отже, розмір Всесвіту ділиться на два типи. Видимий розмір, званий також радіусом Хаббла (13,75 млрд світлових років). І реальний розмір, який називають горизонтом частинок (45,7 млрд. св. років). Важливо те, що обидва ці горизонти зовсім не характеризують реальний розмір Всесвіту. По-перше, вони залежать від становища спостерігача у просторі. По-друге, вони змінюються з часом. У випадку ΛCDM-моделі горизонт часток розширюється зі швидкістю більшою, ніж обрій Хаббла. Питання, чи зміниться така тенденція надалі, сучасна наука відповіді не дає. Але якщо припустити, що Всесвіт продовжить розширюватися з прискоренням, всі ті об'єкти, які ми бачимо зараз рано чи пізно зникнуть з нашого «поля зору».
На даний момент найдальшим світлом, яке спостерігається астрономами, є реліктове випромінювання. Вдивляючись у нього, вчені бачать Всесвіт таким, яким він був через 380 тисяч років після Великого Вибуху. У цей момент Всесвіт охолонув настільки, що зміг випускати вільні фотони, які й уловлюють у наші дні за допомогою радіотелескопів. У ті часи у Всесвіті не було ні зірок, ні галактик, а лише суцільна хмара з водню, гелію та нікчемної кількості інших елементів. З неоднорідностей, що спостерігаються в цій хмарі, згодом сформуються галактичні скупчення. Виходить саме ті об'єкти, які сформуються з неоднорідностей реліктового випромінювання, розташовані найближче до горизонту частинок.
Справжні межі
Чи має Всесвіт істинні, не спостерігаються кордону, досі залишається предметом псевдонаукових здогадів. Так чи інакше, всі сходяться на нескінченності Всесвіту, але інтерпретують це нескінченність зовсім по-різному. Одні вважають Всесвіт багатовимірним, де наш «місцевий» тривимірний Всесвіт є лише одним з його верств. Інші кажуть, що Всесвіт фрактальний - а це означає, що наш місцевий Всесвіт може виявитися часткою іншою. Не варто забувати і про різні моделі Мультивселена з її закритими, відкритими, паралельними Всесвітами, червоточинами. І ще багато різних версій, кількість яких обмежена лише людською фантазією.
Але якщо включити холодний реалізм або просто відсторонитися від усіх цих гіпотез, то можна припустити, що наш Всесвіт є нескінченним однорідним вмістилищем усіх зірок і галактик. Причому, в будь-якій дуже далекій точці, будь вона в мільярдах гігапарсек від нас, всі умови будуть такими самими. У цій точці будуть точно такими ж обрієм частинок і сфера Хаббла з таким же реліктовим випромінюванням біля їхньої кромки. Навколо будуть такі ж зірки та галактики. Що цікаво, це не суперечить розширенню Всесвіту. Адже розширюється не просто Всесвіт, а саме його простір. Те, що в момент великого вибуху Всесвіт виник з однієї точки говорить тільки про те, що нескінченно дрібні (практично нульові) розміри, що були тоді, зараз перетворилися на неймовірно великі. Надалі користуватимемося саме цією гіпотезою для того, щоб усвідомити масштаби Всесвіту, що спостерігається.
Наочна вистава
У різних джерелах наводяться різні наочні моделі, що дозволяють людям зрозуміти масштаби Всесвіту. Однак нам мало усвідомити, наскільки великий космос. Важливо уявляти, як виявляються такі поняття, як горизонт Хаббла і горизонт часток насправді. Для цього поетапно уявимо свою модель.
Забудемо про те, що сучасна наука не знає про «закордонну» область Всесвіту. Відкинувши версії про мультивсесвіт, фрактальний Всесвіт та інші її «різновиди», уявімо, що він просто нескінченний. Як зазначалося раніше, це суперечить розширенню її простору. Зрозуміло, врахуємо те, що сфера Хаббла та сфера частинок відповідно дорівнюють 13,75 та 45,7 млрд світлових років.
Масштаби Всесвіту
Натисніть кнопку СТАРТ та відкрийте для себе новий, незвіданий світ!
Спочатку спробуємо усвідомити, наскільки великі Всесвітні масштаби. Якщо ви подорожували нашою планетою, то цілком можете уявити, наскільки для нас велика Земля. Тепер представимо нашу планету як гречану крупицю, яка рухається орбітою навколо кавуна-Сонця розміром з половину футбольного поля. У такому разі орбіта Нептуна відповідатиме розміру невеликого міста, область – Місяцю, область кордону впливу Сонця – Марсу. Виходить, наша Сонячна Система настільки ж більша за Землю, наскільки Марс більше гречаної крупи! Але це лише початок.
Тепер уявімо, що цією гречаною крупою буде наша система, розмір якої приблизно дорівнює одному парсеку. Тоді Чумацький Шлях буде розміром із два футбольні стадіони. Однак цього нам буде мало. Прийде і Чумацький Шлях зменшити до сантиметрового розміру. Він чимось нагадуватиме загорнуту у вирі кавову пінку посеред кавово-чорного міжгалактичного простору. За двадцять сантиметрів від нього розташується така ж спіральна «крихта» — Туманність Андромеди. Навколо них буде рій малих галактик нашого Місцевого Скупчення. Видимий розмір нашого Всесвіту становитиме 9,2 кілометра. Ми підійшли до розуміння Всесвітніх розмірів.
Усередині всесвітнього міхура
Проте, нам мало зрозуміти сам масштаб. Важливо усвідомити Всесвіт динаміці. Уявімо себе гігантами, для яких Чумацький Шлях має сантиметровий діаметр. Як зазначалося щойно, ми опинимося всередині кулі радіусом 4,57 та діаметром 9,24 кілометрів. Уявимо, що ми здатні ширяти всередині цієї кулі, подорожувати, долаючи за секунду цілі мегапарсеки. Що ми побачимо в тому випадку, якщо наш Всесвіт буде нескінченним?
Зрозуміло, перед нами з'явиться безліч різноманітних галактик. Еліптичні, спіральні, іррегулярні. Деякі області будуть кишити ними, інші - порожніми. Головна особливість буде в тому, що візуально всі вони будуть нерухомі, поки будемо нерухомими. Але варто нам зробити крок, як і самі галактики почнуть рухатися. Наприклад, якщо ми будемо здатні розглянути в сантиметровому Чумацькому Шляху мікроскопічну Сонячну Систему, то зможемо спостерігати її розвиток. Віддалившись від нашої галактики на 600 метрів, ми побачимо протозірку Сонце та протопланетний диск у момент формування. Наближаючись до неї, ми побачимо, як з'являється Земля, зароджується життя і людина. Так само ми бачитимемо, як видозмінюються і переміщаються галактики у міру того, як ми будемо видалятися або наближатися до них.
Отже, чим у далекі галактики ми вдивлятимемося, тим древнішими вони будуть для нас. Так найдальші галактики будуть розташовані від нас далі 1300 метрів, а на рубежі 1380 метрів ми бачитимемо вже реліктове випромінювання. Щоправда, ця відстань для нас буде уявною. Однак, у міру того, як наближатися до реліктового випромінювання, ми бачитимемо цікаву картину. Природно, ми спостерігатимемо те, як з початкової хмари водню утворюватимуться і розвиватимуться галактики. Коли ж ми досягнемо одну з цих галактик, що утворилися, то зрозуміємо, що подолали зовсім не 1,375 кілометрів, а всі 4,57.
Зменшуючи масштаби
Як результат ми ще більше збільшимося у розмірах. Тепер ми можемо розмістити в кулаку цілі увійди та стіни. Так ми опинимося в досить невеликому міхурі, з якого неможливо вибратися. Мало того, що відстань до об'єктів на краю міхура буде збільшуватися в міру їхнього наближення, так ще й сам край нескінченно зміщуватиметься. У цьому і полягає вся суть розміру Всесвіту, що спостерігається.
Який би Всесвіт не був великий, для спостерігача він завжди залишиться обмеженим міхуром. Спостерігач завжди буде у центрі цього міхура, фактично він і є його центром. Намагаючись дістатися до будь-якого об'єкта на краю міхура, спостерігач зміщуватиме його центр. У міру наближення до об'єкта, цей об'єкт все далі відходитиме від краю міхура і водночас видозмінюватиметься. Наприклад - від безформної водневої хмарки вона перетвориться на повноцінну галактику або далі галактичне скупчення. До того ж, шлях до цього об'єкта збільшуватиметься в міру наближення до нього, оскільки змінюватиметься сам навколишній простір. Діставшись цього об'єкта, ми лише змістимо його з краю міхура в центр. На краю Всесвіту все також мерехтітиме реліктове випромінювання.
Якщо припустити, що Всесвіт і далі розширюватиметься прискорено, то перебуваючи в центрі міхура і мотаючи час на мільярди, трильйони і навіть вищі порядки років уперед, ми помітимо ще цікавішу картину. Хоча наш міхур буде також збільшуватися в розмірах, його видозмінні складові будуть віддалятися від нас ще швидше, покидаючи край цього міхура, поки кожна частка Всесвіту не буде розрізнено блукати у своєму самотньому міхурі без можливості взаємодіяти з іншими частинками.
Отже, сучасна наука не має відомостей про те, які реальні розміри Всесвіту і чи має вона межі. Але ми точно знаємо про те, що Всесвіт, що спостерігається, має видимий і справжній кордон, званий відповідно радіусом Хаббла (13,75 млрд св. років) і радіусом частинок (45,7 млрд. світлових років). Ці межі повністю залежать від становища спостерігача у просторі та розширюються з часом. Якщо радіус Хаббла розширюється строго зі швидкістю світла, розширення горизонту частинок носить прискорений характер. Питання про те, чи буде його прискорення горизонту частинок продовжуватись далі і чи не зміниться на стиск, залишається відкритим.
Ви, мабуть, думаєте, що всесвіт нескінченний? Можливо і так. Навряд чи ми колись дізнаємося про це точно. Охопити поглядом весь наш всесвіт цілком не вдасться. По-перше, цей факт випливає з концепції «великого вибуху», яка стверджує, що всесвіт має свій, так би мовити, день народження, а, по-друге, з постулату про те, що швидкість світла — фундаментальна постійна. До теперішнього часу спостерігається частина всесвіту, вік якої становить 13,8 мільярдів років, розширилася у всіх напрямках на відстань 46,1 мільярда світлових років. Виникає питання: якими були розміри всесвіту тоді, 13,8 мільярда років тому? Це питання нам поставив Джо Маскарелла (Joe Muscarella). Ось що він пише:
«Мені зустрічалися різні відповіді на питання про те, якими були розміри нашого всесвіту незабаром після того, як закінчився період космічної інфляції (космічна інфляція — фаза, що передувала Великому вибуху, — прим. пров.). В одному джерелі зазначено — 0,77 сантиметрів, в іншому — розмір з футбольний м'яч, а в третьому — більше, ніж розміри всесвіту, що спостерігається. То який же з них? А може, якийсь проміжний?»
Контекст
Великий вибух та «чорна діра»
Die Welt 27.02.2015Як Всесвіт створив людину
Nautilus 27.01.2015 До речі, минулий рік якраз дає нам привід, щоб поговорити і про Ейнштейна, і про сутність простору-часу, адже минулого року ми відсвяткували сторічний ювілей загальної теорії відносності. Отже, поговоримо про всесвіт.Коли ми через телескоп спостерігаємо за віддаленими галактиками, то можемо визначити деякі параметри, наприклад, такі:
— червоне зміщення (тобто наскільки світло, що ними випромінюється, змістилося по відношенню до інерційної системи відліку);
- яскравість об'єкта (тобто виміряти кількість світла, що випромінюється віддаленим об'єктом);
- Кутовий радіус об'єкта.
Ці параметри дуже важливі, оскільки якщо відома швидкість світла (один з небагатьох параметрів, який нам відомий), а також яскравість і розміри об'єкта, що спостерігається (ці параметри нам теж відомі), то можна визначити відстань до самого об'єкта.
Насправді доводиться задовольнятися лише приблизними характеристиками яскравості об'єкта та його розмірами. Якщо астроном спостерігає в якійсь далекій галактиці спалах наднової, то для вимірювання її яскравості використовуються відповідні параметри інших наднових, розташованих по сусідству; ми припускаємо, що умови, в яких наднові спалахнули, подібні, а між спостерігачем і космічним об'єктом немає жодних перешкод. Астрономи виділяють наступні три види факторів, що зумовлюють спостереження за зіркою: зіркова еволюція (відмінність об'єктів залежно від їх віку та віддаленості), екзогенний фактор (якщо реальні координати об'єктів, що спостерігаються, значно відрізняються від гіпотетичних) і фактор перешкод (якщо, наприклад, на проходження світла впливають на перешкоди, на кшталт пилу) — і це все, крім інших, нам не відомих факторів.
Вимірявши яскравість (або розміри) об'єкта, що спостерігається, за допомогою співвідношення «яскравість/ відстань» можна визначити віддаленість об'єкта від спостерігача. Більше того, за характеристикою червоного усунення об'єкта можна визначити масштаби розширення всесвіту за той час, протягом якого світло від об'єкта досягає Землі. Використовуючи співвідношення між матерією-енергією та простором-часом, про які говорить загальна теорія відносності Ейнштейна, можна розглядати всілякі комбінації різних форм матерії та енергії, що є на даний момент у всесвіті.
Але це ще не все!
Якщо відомо, з яких частин складається всесвіт, то за допомогою екстраполяції можна визначити її розміри, а також дізнатися про те, що відбувалося на будь-якому з етапів еволюції всесвіту, і про те, якою була на той момент щільність енергії. Як відомо, всесвіт складається з наступних складових частин:
- 0,01% - випромінювання (фотони);
- 0,1% - нейтрино (важчі, ніж фотони, проте в мільйон разів легше електронів);
- 4,9% - звичайна матерія, включаючи планети, зірки, галактики, газ, пил, плазму та чорні дірки;
- 27% - чорна матерія, тобто. такий її вид, що бере участь у гравітаційній взаємодії, але відрізняється від усіх частинок Стандартної моделі;
- 68% - темна енергія, що зумовлює розширення всесвіту.
Як бачимо, темна енергія — важлива штука, її відкрили зовсім недавно. Перші дев'ять мільярдів років своєї історії всесвіт складався в основному з матерії (у вигляді комбінації матерії звичайної та темної матерії). Однак протягом перших кількох тисячоліть випромінювання (у вигляді фотонів та нейтрино) являло собою ще важливіший будівельний матеріал, ніж матерія!
Зверніть увагу, що кожна з цих складових частин всесвіту (тобто випромінювання, матерія та темна енергія) по-різному впливають на швидкість її розширення. Навіть якщо ми знаємо, що довжина всесвіту становить 46,1 мільярда світлових років, ми повинні знати точну комбінацію складових її елементів на кожному етапі її еволюції для того, щоб розрахувати розміри всесвіту в будь-який момент часу в минулому.
— коли всесвіту виповнилося приблизно три роки, діаметр Чумацького Шляху складав сто тисяч світлових років;
— коли всесвіту виповнився один рік, він був набагато гарячішим і щільнішим, ніж зараз; середня температура перевищувала два мільйони градусів за Кельвіном;
— через одну секунду після свого народження, всесвіт був занадто гарячим, щоб у ньому могли сформуватися стабільні ядра; тоді протони і нейтрони плавали у морі гарячої плазми. Крім того, в той час радіус всесвіту (якщо в якості центру кола взяти Сонце) був таким, що в описане коло могли б поміститися всього лише сім з усіх найближчих до нас зіркових систем, найвіддаленішої з яких стала б Ross 154 (Ross 154 - зірка в сузір'ї Стрільця, відстань 9,69 світлових років від Сонця - прим.
- коли вік всесвіту становив лише одну трильйонну секунду, її радіус не перевищував відстані від Землі до Сонця; в ту епоху швидкість розширення всесвіту була в 1029 разів більшою, ніж зараз.
За бажання можна побачити, що відбувалося завершальному етапі інфляції, тобто. безпосередньо перед великим вибухом. Для опису стану всесвіту на ранній стадії її народження можна було б використовувати гіпотезу про сингулярність, але завдяки гіпотезі про інфляцію потреба в сингулярності повністю відпадає. Замість сингулярності ми говоримо про дуже швидке розширення всесвіту (тобто інфляцію), що відбувалося протягом деякого часу, перш ніж виникло гаряче і щільне розширення, яке започаткувало нинішній всесвіт. Тепер перейдемо до заключного етапу інфляції всесвіту (тимчасовий інтервал між 10 мінус 30 - 10 мінус 35 секундами). Давайте подивимося, якими були розміри всесвіту в той момент, коли інфляція припинилася і стався великий вибух.
Тут ми говоримо про частину всесвіту, що спостерігається. Справжній її розмір, безумовно, є набагато більшим, але ми не знаємо, наскільки. При найкращому наближенні (якщо судити за даними, що містяться в Слоановському цифровому небесному огляді (SDSS), та інформації, отриманої з борту космічної обсерваторії Планка), якщо всесвіт викривляється і згортається, то її частина, що спостерігається, настільки невідмінна від «невикривленої». її радіус повинен бути принаймні в 250 разів більше радіусу спостерігається частини.
Правду кажучи, протяжність всесвіту може виявитися навіть нескінченною, оскільки те, як вона поводилася на ранньому етапі інфляції, нам невідомо за винятком останніх часток секунди. Але якщо говорити про те, що відбувалося під час інфляції в частині всесвіту, що спостерігається, в останній момент (у проміжку між 10 в мінус 30 і 10 в мінус 35 секундою) перед Великим вибухом, то тут розмір всесвіту нам відомий: він варіюється між 17 сантиметрами (на 10 в мінус 35 секунд) і 168 метрами (на 10 в мінус 30 секунд).
Що таке сімнадцять сантиметрів? Це майже діаметр футбольного м'яча. Так що, якщо ви хочете знати, який із зазначених розмірів всесвіту найближче до реального, дотримуйтесь цієї цифри. А якщо припустити розміри менші за сантиметр? Цього замало; однак, якщо врахувати обмеження, що накладаються космічним мікрохвильовим випромінюванням, то вийде, що розширення всесвіту не могло закінчитися за такого високого рівня енергій, а значить і згаданий вище розмір всесвіту на самому початку «Великого вибуху» (тобто розмір, що не перевищує сантиметр ) Виключений. Якщо розміри всесвіту перевищували нинішні, то в цьому випадку має сенс говорити про існування її частини, що не спостерігається (що, напевно, правильно), але у нас немає жодних способів цю частину виміряти.
Отже, якими були розміри всесвіту на момент її зародження? Якщо вірити найбільш авторитетним математичним моделям, що описують стадію інфляції, то вийде, що розміри всесвіту на момент виникнення коливатимуться десь у межах між розміром людської голови та міським кварталом, забудованим хмарочосами. А там, дивишся, пройде всього якихось 13,8 мільярда років — і з'явився той всесвіт, у якому ми живемо.
Розміри Всесвіту для нас незбагненно великі. Все, що нас оточує, та й ми самі – це лише крупинки цього всеосяжного поняття. Та й саме воно має не стільки астрономічний, скільки філософський підтекст.
До філософської частини всесвіту відноситься весь існуючий у природі матеріальний світ, який не має меж у часі та просторі. Він представлений різними формами та станами, що приймаються матерією в результаті свого розвитку.
Астрономічною частиною всесвіту вчені вважають усе, що існує: простір, матерія, час, енергія. До неї також входять планети, зірки, інші всі можливі космічні тіла. Розмір Всесвіту вчені можуть усвідомити лише частково. Та й підібрати їй точне та ємне визначення дослідники не можуть. Можливо, вона еквівалентна Богу чи іншим проявам Вищого Розуму.
Масштаби Всесвіту
Щоб хоча б трохи наблизитися до відповіді питання, які розміри Всесвіту, необхідно оцінити масштаби окремих її частин. Для людини обігнути земну кулю завдання складне, але цілком здійсненне. А тепер уявіть, що наша планета порівняно із Сатурном, як монетка порівняно з баскетбольним м'ячем. А стосовно Сонця Земля взагалі виглядає як маленьке зернятко.
Вся Сонячна система також не має значної протяжності в масштабі Всесвіту. Якщо розглядати межею системи, її довжина становить близько 120 астрономічних одиниць. При цьому за одну а. приймають відстань, що дорівнює ~ 150 млрд. км. А тепер уявіть, що діаметр усієї галактики Чумацький шлях, частиною якої є Сонце з навколишніми планетами, дорівнює 1 квінтильйону кілометрів. Це число 18 нулями. А скупчення різних небесних тіл містить, за різними підрахунками, від 2*10 11 до 4*10 11 зірок, більшість з яких перевершують за розмірами наше небесне світило.
І Чумацький шлях – не єдина галактика у всьому космічному просторі. На зоряному небі Землі неозброєним оком можна розглянути сусідні зоряні скупчення: Андромеду, Велике та Мале Магелланові хмари. Відстань до них вимірюється у мегапарсеках – у мільйонах світлових років. І кожна з них також тягнеться на немислимі для людського розуму відстані.
Усі скупчення зірок групуються у великомасштабні об'єднання – групи галактик. Наприклад, Чумацький шлях та сусідні формування входять до Місцевої групи діаметром близько 1 мегапарсека. Уявіть, щоб променю світла пройти її з одного кінця в інший, знадобиться 3,2 млн. років.
Але й ця величина не є найбільшою. Групи галактик, у свою чергу, об'єднані в надскупчення або суперкластер. Ці великомасштабні вселенські структури містять сотні та тисячі галактичних груп та мільйони зіркових формувань. Так, у Суперкластері Діви, куди входить Чумацький шлях, розташовано понад 100 груп галактик. Протяжність цієї структури становить понад 200 млн. світлових років і це лише частина гігантського формування Ланіакея.
Центр тяжкості Ланіакеї - надхмара Великий атрактор, притягує до себе всі інші структури цієї частини космічного простору. Його можна сміливо назвати центром Всесвіту, із застереженням, що це лише серцевина пізнаного нами космосу. Уся ж Ланіакея має діаметр понад 500 млн світлових років. І, щоб остаточно усвідомили масштаби Всесвіту, уявіть, що ця гігантська освіта – лише та мала частина космосу, яку змогла оглянути і уявити людина.
Видимий Всесвіт та його розміри
Видимий, або Спостережуваний Всесвіт – дуже складне поняття. За теорією радянського геофізика Фрідмана, весь космічний простір зараз у стадії розширення. При цьому всі його елементи віддаляються один від одного із надсвітловою швидкістю. Щодо Землі, то видима частина вселенських просторів – це та область безмежного простору, звідки до нас може надходити випромінювання. При цьому сам об'єкт, що випускає сигнал, вже міг придбати надсвітлову швидкість віддалення від нашої галактики, але випромінювання від нього ми все ще реєструємо.
Які розміри Видимого Всесвіту? Кордоном спостерігається частини космосу є космологічний горизонт. Усі вселенські структури, що за межами цієї області, випромінюють випромінювання, яке не доходить до Сонячної системи. Однак точні розміри видимої частини Всесвіту встановити дуже важко через її розширення, що постійно прискорюється.
Якщо прийняти нашу зіркову систему за центр спостерігається частини космосу, а поверхня останнього розсіювання реліктового випромінювання за космологічний обрій, то вся ця сфера в діаметрі становитиме 93 млрд. світлових років. Її складовою структурою є Метагалактика — область космічного простору, доступна вивчення сучасними астрономічними приладами. Метагалактика однорідна та ізотропна, а дослідники досі сперечаються, чи є вона всім Всесвітом чи тільки її маленькою частинкою. Її довжина постійно змінюється через вдосконалення технологій, що використовуються астрономами.
Що таке космос і які його розміри
Розповідаючи про розміри Всесвіту, не можна не згадати поняття «космос». Під цим терміном розуміють частину вселенських просторів, заповнену порожнечею, що лежить поза атмосфер і оболонок небесних тіл. Космос не порожній чи порожній. Він заповнений міжзоряною речовиною, що складається з молекул водню, кисню, а також іонізуючого та електромагнітного випромінювання. Крім того, є темна матерія, про яку вже кілька століть сперечаються вчені. Багато хто з них висуває гіпотезу про те, що ця прихована маса — сполучна ланка космічного простору.
Сучасні астрономи, беручи за точку відліку нашу планету, розрізняють:
- Близький космос. Для людини вона починається на висоті близько 19 кілометрів. Це лінія Армстронга, де відбувається закипання води за нормальної температури людського тіла. У людини, яка перебуває на цій висоті без скафандра, починає закипати слина та сльози. Висота всього 100 кілометрів вважається міжнародним офіційним кордоном, після якого починається космічний простір.
- Навколоземний космос – вважається таким до висоти близько 260 тисяч кілометрів. Це висота, до якої сила тяжіння Землі перевершує тяжіння Сонця. У діапазоні цих висот здійснюють орбітальні польоти наші космонавти та літають різні супутники.
- Міжпланетна область. На цих висотах, а точніше віддаленнях від Землі здійснює свій політ навколо нашої планети. На ці відстані літали лише автоматичні космічні станції та астронавти НАСА під час висадки на Місяць у 1970 році.
- Міжзоряний простір - віддалення від Землі міряється вже в мільярдах кілометрів.
- Міжгалактичний простір, де величини видалення становлять близько п'яти квінтильйонів кілометрів. Все це мізерно враховуючи розмір світобудови.
Наскільки величезний світ?
Після всього прочитаного варто задуматись, наскільки величезний світ, у якому ми живемо. Люди всього лише мікроби в порівнянні тільки з , не кажучи вже про галактики та космос. При цьому розмір Всесвіту не мислимо. І навряд чи ми зможемо колись пізнати його.
17:45 23/06/20160 👁 1 384
Масштаби космосу складно уявити та ще складніше – точно визначити. Але завдяки геніальним припущенням фізиків, ми думаємо, що добре уявляємо, наскільки великий космос. "Давайте прогуляємося", - таке запрошення зробив американський астроном Харлоу Шеплі перед аудиторією у Вашингтоні, округ Колумбія, в 1920 році. Він брав участь у так званій Великій Дискусії, присвяченій масштабам Всесвіту, разом із колегою Хібером Кертісом.
Шеплі вважав, що наша галактика була 300 000 у діаметрі. Це втричі більше, ніж думають зараз, але для того часу виміри були цілком непогані. Зокрема, він розрахував загалом правильні пропорційні відстані в межах Чумацького Шляху – становище нашого щодо центру, наприклад.
На початку 20 століття, втім, 300 000 світлових років здавалися багатьом сучасникам Шеплі якимось абсурдно великим числом. А думка про те, що інші на зразок Чумацького Шляху - які були видні в - були такими ж великими, взагалі не сприймали всерйоз.
Та й сам Шеплі вважав, що Чумацький Шлях має бути особливим. «Навіть якщо спіралі представлені, вони не можна порівняти за розміром з нашою зірковою системою», говорив він своїм слухачам.
Кертіс не погодився. Він думав, і це було правильно, що у Всесвіті було багато інших галактик, розкиданих подібно до нашої. Але його відправною точкою було припущення, що Чумацький Шлях був набагато меншим, ніж підрахував Шеплі. За розрахунками Кертіса, Чумацький Шлях був лише 30 000 світлових років у діаметрі - чи втричі менше, ніж показують сучасні розрахунки.
Втричі більше, втричі менше - йдеться про такі величезні відстані, що цілком зрозуміло, що астрономи, які розмірковували на цю тему сто років тому, могли так помилятися.
Сьогодні ми досить впевнені, що Чумацький Шлях десь між 100 000 та 150 000 світловими роками у поперечнику. Спостерігається Всесвіт, звичайно, набагато більше. Вважають, що її діаметр становить 93 мільярди світлових років. Але чому така впевненість? Як взагалі можна виміряти щось таке з?
З того часу, як Коперник заявив, що Земля не є центром, ми завжди насилу переписували наші уявлення про те, чим є Всесвіт - і особливо наскільки великий він може бути. Навіть сьогодні, як ми побачимо, ми збираємо нові свідчення щодо того, що цілий Всесвіт може бути набагато більшим, ніж ми думали нещодавно.
Кейтлін Кейсі, астроном з Університету штату Техас в Остіні, вивчає Всесвіт. Вона каже, що астрономи розробили набір хитромудрих інструментів і систем вимірювання, щоб підрахувати не тільки відстань від Землі до інших тіл у нашій Сонячній системі, а й прірви між галактиками і навіть до самого кінця Всесвіту, що спостерігається.
Кроки до вимірювання цього проходять через шкалу відстаней в астрономії. Перший ступінь цієї шкали досить простий і в наші дні покладається на сучасні технології.
«Ми можемо просто відобразити радіохвилі від найближчих у Сонячній системі, як і , і виміряти час, який знадобиться цим хвилях, щоб повернутися на Землю, - каже Кейсі. - Вимірювання таким чином будуть дуже точними».
Великі радіотелескопи на зразок Пуерто-Ріко можуть робити цю роботу - але вони також здатні на більше. Аресибо, наприклад, може виявляти , що літають навколо нашої Сонячної системи і навіть створювати їх зображення, залежно від того, як радіохвилі відбиваються від поверхні астероїда.
Але використовувати радіохвилі для виміру відстаней за межами нашої Сонячної системи непрактично. Наступний ступінь у цій космічній шкалі – це вимір паралаксу. Ми робимо це постійно, навіть не усвідомлюючи. Люди, як і багато тварин, інтуїтивно розуміють відстань між собою та об'єктами, завдяки тому, що у нас є два очі.
Якщо ви тримаєте об'єкт перед собою – руку, наприклад – і дивіться на нього одним відкритим оком, а потім переключаєтеся на інше око, ви бачите, як ваша рука трохи зрушується. Це називається паралаксом. Різницю між цими двома спостереженнями можна використовувати визначення відстані до об'єкта.
Наш мозок робить це природним чином з інформацією з обох очей, і астрономи роблять те саме з найближчими зірками, тільки використовують інші органи почуттів: телескопи.
Уявіть, що в космосі плаває два ока, по обидва боки від нашого Сонця. Завдяки орбіті Землі, ми маємо ці очі, і ми можемо спостерігати зміщення зірок щодо об'єктів на фоні, використовуючи цей метод.
«Ми вимірюємо становище зірок у небі, скажімо, у січні, а потім чекаємо шість місяців і вимірюємо становище тих самих зірок у липні, коли опиняємося з іншого боку Сонця», каже Кейсі.
Проте є поріг, за яким об'єкти вже такі далекі - близько 100 світлових років - що зміщення, що спостерігається, занадто мале, щоб забезпечити корисний розрахунок. На цій відстані ми все ще далекі від краю нашої власної галактики.
Наступний крок – установка по головній послідовності. Він спирається на наше знання того, як зірки певного розміру – відомі як зірки головної послідовності – розвиваються з часом.
По-перше, вони змінюють колір, з віком стаючи червонішими. Точно вимірюючи їх колір і яскравість, а після порівнюючи це з тим, що відомо про відстань до зірок головної послідовності, які вимірюються методом тригонометричного паралаксу, ми можемо оцінити становище цих далеких зірок.
Принцип, що лежить в основі цих обчислень, полягає в тому, що зірки однієї маси та віку здаватимуться нам однаково яскравими, якби знаходилися на одній відстані від нас. Але оскільки часто це не так, ми можемо використовувати різницю у вимірах, щоб з'ясувати, наскільки далекі вони насправді.
Зірки головної послідовності, що використовуються цього аналізу, вважаються однією з типів «стандартних свічок» - тіл, величину яких (чи яскравість) ми можемо порахувати математично. Ці свічки розкидані по всьому космосу і передбачувано висвітлюють Всесвіт. Але зірки головної послідовності не єдині приклади.
Це розуміння того, як яскравість пов'язана з відстанню, дозволяє нам розуміти відстані до ще більш далеких об'єктів - на зразок зірок в інших галактиках. Підхід як з основною послідовністю вже не буде працювати, тому що світло цих зірок – які у мільйонах світлових років від нас, якщо не більше – важко точно проаналізувати.
Але в 1908 році вчений на ім'я Генрієтта Суон Лівіт з Гарварда здійснила фантастичне відкриття, яке допомогло нам виміряти і ці колосальні відстані. Суон Лівітт зрозуміла, що існує особливий клас зірок.
"Вона помітила, що певний тип зірки змінює свою яскравість з часом, і ця зміна яскравості, в пульсації цих зірок, безпосередньо пов'язана з тим, наскільки вони яскраві за своєю природою", говорить Кейсі.
Іншими словами, яскравіша зірка класу цефеїд «пульсуватиме» повільніше (протягом багатьох днів), ніж тьмяніша цефеїда. Оскільки астрономи можуть просто виміряти пульс цефеїди, можуть сказати, наскільки яскрава зірка. Потім, спостерігаючи за тим, наскільки яскравою вона здається нам, вони можуть розрахувати відстань до неї.
Цей принцип аналогічний підходу з головною послідовністю тому, що ключовою є яскравість. Однак важливо те, що відстань можна виміряти різними способами. І чим більше способів виміру відстаней у нас є, тим краще ми можемо зрозуміти справжній масштаб наших космічних задвірок.
Саме відкриття таких зірок у нашій власній галактиці переконало Харлоу Шеплі у її великому розмірі.
На початку 1920-х років Едвін Хаббл виявив цефеїди в найближчій до нас і зробив висновок, що вона всього за мільйон світлових років від нас.
Сьогодні, за нашими найкращими оцінками, ця галактика за 2,54 мільйони світлових років від нас. Отже, Хаббл помилявся. Але це анітрохи не применшує його заслуг. Тому що ми досі намагаємось розрахувати відстань до Андромеди. 2,54 мільйона років – це число, по суті, є результатом щодо недавніх розрахунків.
Навіть зараз масштаб Всесвіту важко уявити. Ми можемо його оцінювати, і дуже добре, але, правду кажучи, точно обчислити відстані між галактиками дуже важко. Всесвіт неймовірно великий. І нашою галактикою не обмежена.
Хаббл також виміряв яскравість вибухів - типу 1А. Їх можна побачити у досить далеких галактиках, за мільярди світлових років від нас. Оскільки яскравість цих обчислень можна розрахувати, ми можемо визначити, наскільки вони далекі, як це зробили з цефеидами. Наднові типу 1А та цефеїди – приклади того, що астрономи називають стандартними свічками.
Є ще одна особливість Всесвіту, яка може допомогти нам виміряти справді великі відстані. Це червоне усунення.
Якщо сирена карети швидкої допомоги або поліцейського автомобіля колись проносилася повз вас, ви знайомі з ефектом Доплера. Коли швидка наближається, сирена звучить пронизливіше, а коли віддаляється, сирена знову вщухає.
Те саме відбувається з хвилями світла, тільки в дрібних масштабах. Ми можемо зафіксувати цю зміну, аналізуючи спектр світла віддалених тіл. У цьому спектрі будуть темні лінії, оскільки окремі кольори поглинаються елементами у джерелі світла та навколо нього – поверхні зірок, наприклад.
Що далі об'єкти від нас, то далі у бік червоного кінця спектру зміщуватимуться ці лінії. І це не тільки тому, що об'єкти далекі від нас, а тому що вони ще й віддаляються від нас з часом, завдяки розширенню Всесвіту. І спостереження червоного усунення світла далеких галактик, власне, надає нам доказ того, що Всесвіт справді розширюється.
У космології досі немає чіткої відповіді на питання, яке торкається віку, форми та розмірів Всесвіту, а також немає єдиної думки про її кінцівку. Оскільки, якщо Всесвіт кінцевий, він повинен або стискатися, або розширюватися. У тому випадку, якщо вона нескінченна, багато припущень втрачають сенс.
Ще 1744 року астроном Ж.Ф. Шезо перший засумнівався у тому, що Всесвіт
Безкінечна: адже якщо кількість зірок не має меж, то чому не сяє небо і чому воно темне? У 1823 році Г. Олбес аргументував наявність кордонів Всесвіту тим, що світло, що йде до Землі від далеких зірок, має ставати слабшим через поглинання речовиною, яка знаходиться на їхньому шляху. Але в такому разі сама ця субстанція повинна нагріватися і світитися не гірше за будь-яку зірку. знайшло своє підтвердження в сучасній науці, яка стверджує, що вакуум і є «ніщо», але водночас він має реальні фізичні властивості. Звичайно, поглинання вакуумом призводить до підвищення його температури, наслідком є той факт, що вакуум стає вторинним джерелом випромінювання. Тому в тому випадку, якщо дійсно розміри Всесвіту нескінченні, то світло зірок, які досягли граничної відстані, має настільки сильне червоне усунення, що починає зливатися з фоновим (вторинним) випромінюванням вакууму.
Разом з тим, можна говорити, що людством, що спостерігається, кінцеві, оскільки кінцева і сама Відстань у 24 Гігапарсекси є межею світлового космічного горизонту. Однак через те, що збільшується, кінець Всесвіту знаходиться на відстані 93 мільярдів
Найбільш важливим результатом космології став факт розширення Всесвіту. Він був отриманий при спостереженнях за червоним усуненням і згодом отримав кількісну оцінку відповідно до закону Хаббла. Це привело вчених до висновків, що теорія Великого вибуху знаходить підтвердження. За даними НАСА,
які були отримані за допомогою WMAP, починаючи з моменту Великого вибуху, дорівнює 13.7 мільярда років. Однак цей результат можливий тільки в тому випадку, якщо припустити, що модель, яка лежить в основі аналізу, коректна. При використанні інших методів оцінки виходять інші дані.
Торкаючись улаштування Всесвіту, не можна не сказати і про її форму. Досі не знайдено тієї тривимірної фігури, яка б найкраще представила її образ. Ця складність пов'язана з тим, що досі точно не відомо, чи плоский Всесвіт. Другий аспект пов'язаний з тим, що достеменно не відомо про множинну сполученість її. Відповідно, якщо розміри Всесвіту просторово обмежені, то при русі по прямій лінії і в будь-якому напрямку можна опинитися у вихідній точці.
Як ми бачимо, технічний прогрес ще не досяг того рівня, щоб точно відповісти на питання щодо віку, устрою та розмірів Всесвіту. Досі багато теорій у космології не знайшли свого підтвердження, але й не були спростовані.