Что произойдет сегодня в конце света? К сожалению, мы не знаем и никогда не узнаем. Потому что, даже если свет оттуда дошел до нас в данный момент, все равно пройдут миллиарды лет, прежде чем он достигнет нас. Поэтому мы можем только строить догадки.
«Мир в целом будет жить вечно»: астроном Владимир Сурдин о конце нашей Вселенной и влиянии темной материи
Если спросить человека, какое будущее ждет Землю и Солнечную систему, он не сможет дать четкого ответа. Однако история о том, что через N миллиардов лет Солнце превратится в красного гиганта и, возможно, поглотит Землю, довольно распространена. Существует множество спекуляций на эту тему, приводящих к различным версиям исхода. Кроме того, существует случайность и неопределенность, вызванная внеземными космическими объектами, которые могут уничтожить все живое на Земле, а также возможность коллапса нашей Вселенной. «Хитек» посетил фестиваль Science Bar Hopping и прослушал лекцию астронома и доцента МГУ Владимира Сурдина о будущем Земли и Солнечной системы, тайне темной материи и теории бесконечной Вселенной.
Читайте статью «Высокие технологии в.
У нас есть 5 млрд лет, прежде чем Солнце войдет в предсмертную стадию
Давайте разделим все факторы, угрожающие нашей планете и Солнечной системе, на две категории — неизбежные и случайные. С неизбежностью мы примерно понимаем, почему мы видим, как другие системы и планеты развиваются с течением времени, и можем примерно предсказать, что ждет Землю. Со случайностями дело обстоит хуже, они могут произойти, а могут и не произойти. Но к ним нужно быть готовым, а значит, это тоже нужно понимать.
В нашей Солнечной системе есть восемь больших планет и множество мелочей. Эти мелочи — хаотично летающие тела между планетами, и вы не всегда можете рассчитывать на приятные встречи с ними. Солнце в 330 000 раз больше нашей планеты, так что стоит только чихнуть, и от Земли ничего не останется. Пока нам повезло, что мы можем перехватить лишь одну миллиардную часть мощности. Представьте, если бы мы нашли отражатель, который сконцентрировал бы все солнечное излучение на Земле, что бы произошло? За четыре минуты океаны не только закипели бы, но и испарились в космос. Земля была бы полностью лишена воды. Через полторы недели от Земли не осталось бы ничего, кроме плазменного облака — такова сила Солнца. До сих пор оно вело себя благополучно в течение последнего миллиарда лет, но это не значит, что так будет всегда.
Сегодня каждую секунду из атмосферы Земли в космос уходит около 3 килограммов водорода. В верхних слоях атмосферы вода распадается на водород и кислород. Водород улетучивается, а кислород окисляет породу планеты и также исчезает. Умножьте это на миллиард лет, и через 3 миллиарда лет не останется ни капли жидкой воды. Мы не можем существовать без воды. Однако это не означает, что жизнь на Земле полностью прекратится, поскольку существуют подземные залежи воды, а значит, и условия для жизни. Меня, как астронома, это очень удивило. Под Землей, на глубине до 3 километров, живут микробы, и их биомасса превышает всю жизнь, которая существует на поверхности. Но вскоре и ее там не будет, потому что Земля на глубине 3 километров очень быстро высохнет.
Через 5 миллиардов лет Солнце войдет в фазу умирания красного гиганта, расширяясь и охлаждая свою поверхность. Солнце станет очень большим и не только высохнет, но и сожжет Землю. Сама планета никуда не денется, она продолжит движение по своей орбите, но там не будет условий для жизни. Конечно, такое будущее видеть рановато, но если задуматься, то ситуация не так уж и плоха. На Земле будет жарко, но в Солнечной системе есть еще более отдаленные планеты, например, Плутон. Когда Солнце станет красным гигантом, на Плутоне будет нормальная температура. Кроме того, Солнце загорится и сделает Плутон теплым и пригодным для жизни.
В какой-то момент Земля перестанет удаляться от Солнца, а приблизится к нему, погрузится в него, расплавится и прекратит свое существование. Мы думали об этом некоторое время, и расчеты были не очень определенными, но в последние два-три года появилась уверенность. В последний миллион лет жизни размер Солнца увеличится. Земля будет немного дальше, и по мере того, как она будет становиться толще, Солнце начнет терять часть своего так называемого солнечного ветра, что приведет к потере массы. Казалось бы, это решает проблему, поскольку Земля никогда не коснется поверхности Солнца, но недавно мы начали рассматривать новые эффекты: Приливное трение, торможение и так далее. Для Солнца Земля, погружающаяся в него, была бы так же незаметна, как перец в супе. Сегодня мы можем с уверенностью сказать, что это произойдет, потому что расчеты очень точны и надежны. Позже Солнце будет выглядеть как планетарная туманность. На самом деле это будет просто умирающая звезда.
Вероятность столкновения и первый вестник издалека
Непредсказуемые явления, в отношении которых мы не можем с уверенностью сказать, когда они произойдут, — это столкновения крупных метеоритов и ядер комет. Все, что меньше 50 метров, обычно не представляет для нас опасности. Все, что больше, может проникнуть в атмосферу Земли. Метеориты либо не растворяются в атмосфере, либо, даже если растворяются, наносят ущерб. Редкий случай произошел в Челябинске в 2013 году: метеорит диаметром 20 метров пронесся над миллионным городом. Он летел почти параллельно земной поверхности. Самые любопытные выглянули из окна и запечатлели это удивительное зрелище. Через несколько минут в окна ударила ударная волна, и около 1 500 человек были госпитализированы, но, к счастью, никто не пострадал. Самый крупный фрагмент метеорита весом в полтонны пробил ледяное озеро Чебаркуль и впоследствии был извлечен оттуда. Но не всегда все складывается так удачно. Например, самый большой и известный кратер в Аризоне образовался не от такого большого метеорита, его высота была всего 50-60 метров. Но этот метеорит упал вертикально и был сделан из железа. Железные метеориты самые неприятные — они только с трудом растворяются в атмосфере, очень прочные и летают повсюду. В 1947 году в России был такой метеоритный дождь. А в 1908 году произошло Тунгусское разрушение. Там произошло разрушение тела размером около 95-100 метров. Взрыв уничтожил тайгу в атмосфере и поджег то, что сейчас является Большой Москвой — 2 000 квадратных километров леса. Если бы это произошло в городе, то пострадало бы не мало домов. Но тогда было всего несколько городов и много тайги.
Мы точно знаем, что 65 миллионов лет назад большой метеор диаметром 10 километров упал в районе Мексики. Он оказал огромное влияние на нашу биосферу. Около 70% видов, включая динозавров, вымерли. Биосфера Земли уцелела, но сильно изменилась. Говорят, что это пошло на пользу человечеству, потому что рептилии исчезли, а все виды ящериц остались, иначе мы бы до сих пор сидели под гнетом динозавров, но сегодня эти динозавры — это мы. Мы — цари природы, и для нашей техносферы такая история была бы неприятной. Когда это происходит, это типичный период в 50-70 миллионов лет, и в нем нет абсолютно никакой закономерности. Крупные астероиды диаметром 100 метров падают раз в пять лет. Тунгусский метеорит был одним из них. Он падает раз в тысячу лет. Километровые метеориты падают примерно раз в полмиллиона лет, а десятикилометровые — раз в 80-100 миллионов лет. Для нас это был бы конец цивилизации, но биосфера все равно переживет такое столкновение. Просто на смену нам быстро эволюционировали бы несколько новых видов барсуков и захватили бы эту планету, а мы бы исчезли, потому что не можем жить без наших технических костылей — электричества и электроники, и она страдает от таких катаклизмов в первую очередь.
Странно, но не только члены нашей Солнечной системы, похоже, угрожают Земле. Удивительное событие произошло осенью 2017 года. Я занимаюсь астрономией уже 50 лет и никогда не ожидал, что нечто подобное произойдет на моем веку, но это случилось. Из другой планетарной системы, из глубин галактики, мы никогда не видели ничего подобного и поэтому никогда не ожидали. Космическое тело быстро пролетело мимо планет Земля, Венера, Меркурий и так далее. Оно пролетело по орбите Солнца, совсем рядом с ним, и мы наблюдали за его уходом. Первый из этих объектов назывался Оумуамуа, что в переводе с гавайского означает «первый посланец издалека». У него очень странная форма, потому что обычно астероиды имеют сферическую форму. Маловероятно, что вы увидите на дороге камень, похожий на этот объект. Среди миллионов астероидов, открытых на сегодняшний день, этот — первый в своем роде. Конечно, мы не смогли разглядеть детали, но его длина в десять раз больше ширины. Одна из идей заключалась в том, что это инопланетный космический корабль, что не вызывает смеха, поскольку эта идея не была опровергнута. Он летел со скоростью 80 км/с, пролетел мимо со скоростью молнии, и теперь его можно увидеть только в самые большие телескопы. Было желание отправить туда космический корабль, но у нас нет аппаратов, летающих с такой головокружительной скоростью, которые могли бы его догнать. Поэтому он исчезал, и мы не могли понять, был ли это космический корабль или физическое тело, но если это было физическое тело, то оно было очень необычным. Его высота составляла около 300 метров. Однако при скорости 80 м/с удар был бы очень сильным. После полета была восстановлена его орбита. Надеюсь, что в ближайшее время астероид не столкнется с Землей. Мы работаем над этим, мы пока не можем его уничтожить или отклонить, но мы можем его предупредить. Сегодня в Московском государственном университете разработаны специальные роботы-телескопы. Они расположены по всей России, от Владивостока до Калининграда. А также на Канарских островах и в Мексике, и сегодня мы можем получать информацию о том, что пролетает над головой, из любой точки Земли. К сожалению, мы пока не можем сканировать все небо, но мы надеемся, что скоро мы будем иметь полный контроль над ним и сможем, по крайней мере, выдавать предупреждения. Если вы получите предупреждение, вы сможете, по крайней мере, эвакуироваться из своего места.
Вселенная не без конца, но будет расширяться
Согласно гипотезе, выдвинутой учеными Балтийского федерального университета имени Иммануила Канта в Калининграде, у Вселенной действительно есть пределы, но не у упомянутой темной энергии. Хотя эта теория «ограничивает» всю Вселенную определенными рамками, она все же не дает точного ответа на вопрос о том, как будет выглядеть конец Вселенной, если она продолжит расширяться.
«Тот факт, что наша Вселенная расширяется, был открыт почти столетие назад, но только в 1990-х годах, когда появились мощные телескопы (в том числе орбитальные) и началась эра точной космологии, ученым стало известно, как именно это происходит. Наблюдения и анализ данных показали, что Вселенная не просто расширяется, а расширяется с ускорением, которое началось через три-четыре миллиарда лет после рождения Вселенной», — говорится в научном материале. Местные специалисты убеждены, что ускорение расширения является показателем наличия границы Вселенной. Их гипотеза основана на том, что вместо темной энергии во Вселенной возникает явление, похожее на эффект Казимира, если представить, что у Вселенной есть конец, возможная граница в виде своеобразной стены. Именно на эти стены и распространяется явление.
Эффект Казимира — это взаимное притяжение проводящих, незаряженных тел (например, пластин, расположенных близко друг к другу) под действием квантовых флуктуаций в вакууме. Грубо говоря, это флуктуации в вакууме, которые обусловлены созданием и исчезновением виртуальных частиц в вакууме. Чем ближе тела друг к другу, тем больше подавляется генерация частиц между ними. В результате давление между телами становится меньше, чем давление, оказываемое на них извне, при этом генерация фотонов никак не ограничивается. Так возникает притяжение. Аналогичное явление, по мнению ученых из Калининграда, можно наблюдать во Вселенной — между ее границами, на обратной стороне которых частицы не описывают никакого давления. Давление на границы с нашей стороны, то есть изнутри, обеспечивает расширение Вселенной с ускорением.
Мыльный пузырь, который может лопнуть
Очень похожей идеи, как и у прибалтийских ученых, придерживается их коллега из Калифорнийского университета Андреас Альбрехт, который также считает, что у Вселенной есть конец, несмотря на ее постоянное расширение. Однако Альбрехт принадлежит к тому крылу ученых, которые считают, что расширение в конце концов прекратится. Более того, в своих работах он утверждает, что конечная Вселенная, когда она достигнет своего максимума, будет немного больше того пространства, которое мы видим сейчас. В количественном выражении это всего лишь 20% от того, что мы видим сегодня. В своих выводах зарубежный специалист также отрицает гипотетическую темную энергию.
Чтобы сделать свою теорию доступной, он предлагает представить Вселенную в виде мыльного пузыря, который всегда имеет конечные размеры. Однако, как ученый, Альбрехт не решается сказать, где находится конец Вселенной и что лежит за ее пределами, справедливо ссылаясь на недостаток данных.
Волновая теория конца вселенной
Альбрехта трудно обвинить в недостатке данных. Это связано со свойством Вселенной — остаточным излучением, которое, согласно теории большого взрыва, появилось вместе с первыми атомами. Оно не позволяет ученым изучать далекие галактики и их звезды — естественное препятствие для их исследования и возможность заглянуть за конец Вселенной, если таковой существует.
В то же время, однако, остаточное излучение позволяет специалистам изучать волновой спектр Вселенной. Исследования в этой области привели ученых к гипотезе, что если Вселенная действительно бесконечна, то она должна содержать большое разнообразие длин волн. Однако зонд WMAP, запущенный НАСА специально для изучения остаточного излучения, за девять лет работы не обнаружил ни одной длинной волны. Получается, что космос имеет узкий диапазон волн, а это значит, что у Вселенной есть конец. Однако до сих пор астрофизики не смогли определить точную форму и границы Вселенной. Однако сами волны в пространстве, а точнее их колебания, могут помочь в исследовании этого вопроса. Благодаря различным типам волн, возникающих в пространстве, можно определить, что находится в конце Вселенной, какую форму она имеет и где пролегают ее границы. Нам остается только ждать и наблюдать, потому что подобные исследования часто занимают годы.
Мыльный пузырь, который может лопнуть
Гипотеза темной энергии порождает множество новых теорий, которые по-своему объясняют, где находится начало и конец Вселенной, NASA/ESA
Очень похожей идеи, как и у прибалтийских ученых, придерживается их коллега из Калифорнийского университета Андреас Альбрехт, который также считает, что у Вселенной есть конец, несмотря на ее постоянное расширение. Однако Альбрехт принадлежит к тому крылу ученых, которые считают, что расширение в конце концов прекратится. Более того, в своих работах он утверждает, что конечная Вселенная, когда она достигнет своего максимума, будет немного больше того пространства, которое мы видим сейчас. В количественном выражении это всего лишь 20% от того, что мы видим сегодня. В своих выводах зарубежный специалист также отрицает гипотетическую темную энергию.
Чтобы сделать свою теорию доступной, он предлагает представить Вселенную в виде мыльного пузыря, который всегда имеет конечные размеры. Однако, как ученый, Альбрехт не решается сказать, где находится конец Вселенной и что лежит за ее пределами, справедливо ссылаясь на недостаток данных.
Волновая теория конца вселенной
Стало ли устройство реликтового излучения НАСА краеугольным камнем волновой теории о том, есть ли конец у Вселенной? Научная группа НАСА/WMAP
Альбрехта трудно обвинить в недостатке данных. Это связано со свойством Вселенной — остаточным излучением, которое, согласно теории большого взрыва, появилось вместе с первыми атомами. Оно не позволяет ученым изучать далекие галактики и их звезды — естественное препятствие для их исследования и возможность заглянуть за конец Вселенной, если таковой существует.
В то же время, однако, остаточное излучение позволяет специалистам изучать волновой спектр Вселенной. Исследования в этой области привели ученых к гипотезе, что если Вселенная действительно бесконечна, то она должна содержать большое разнообразие длин волн. Однако зонд WMAP, запущенный НАСА специально для изучения остаточного излучения, за девять лет работы не обнаружил ни одной длинной волны. Получается, что космос имеет узкий диапазон волн, а это значит, что у Вселенной есть конец.
Однако до сих пор астрофизики не смогли определить точную форму и границы Вселенной. Однако сами волны в пространстве, а точнее их колебания, могут помочь в исследовании этого вопроса. Благодаря различным типам волн, возникающих в пространстве, можно определить, что находится в конце Вселенной, какую форму она имеет и где пролегают ее границы. Нам остается только ждать и наблюдать, потому что подобные исследования часто занимают годы.
Когда наука ставит перед собой ненаучные задачи, она приходит к ненаучным результатам. Вопрос о причинах реальности является ненаучным в соответствии с теми научными принципами, которые поставили перед собой ученые. Чтобы ответить на вопрос о причинах Вселенной, о границах Вселенной, наука, даже если она остается наукой, в принципе не может ответить на вопрос о причинах Вселенной, о границах Вселенной.
Существует темная материя — она состоит в основном из черных дыр и излучения, поглощаемого физическим вакуумом. Существует множество вселенных. Наша Вселенная толкает физический вакуум (инфляция) к другим вселенным, которые его притягивают, а также толкает физический вакуум к черным дырам возникающих вселенных, которые его поглощают. Это объясняет ускоренное расширение Вселенной.
Мы еще не все знаем о материи, ее структуре и свойствах, а они уже все решили. Это полная чушь. Возможно, математическая иллюзия — все забывают, что математика — это не наука, а прекрасный инструмент для науки, для разных наук, увлекаются ею и в итоге приходят к бредовой идее, что Вселенная конечна, что она началась с большого взрыва. Кто отговорит этих любителей великой математики?
Какое давление частиц, если Вселенная разрежена и представляет собой вакуум? Чушь.
Я предлагаю называть «границу Вселенной» горизонтом событий. Ускоренное расширение становится движением к сингулярности, чем быстрее, тем быстрее, тем быстрее. Темная энергия также излишня.
Вселенная — это форма существования существования, и поэтому усилие, направленное на достижение существования, является источником движения. В этом усилии рождаются — то есть обретают форму — фундаментальные первичные частицы Вселенной. То есть частицы рождаются не из вакуума, а из того состояния реальности, которое невозможно сформулировать на данном этапе развития человеческого познавательного опыта, но которое интуитивно дано человеческому сознанию.
Кстати, знаменитые решения топологической гипотезы А. Пуанкаре нашего математика Григория Перельмана хорошо коррелируют с такой моделью. И теперь это уже не гипотеза, а полноценная теория. В чем суть, если коротко? Есть такое понятие, как гомеоморфизм — это непрерывное преобразование, деформация, которой можно подвергнуть множество, сохранив его топологические свойства. Обычный пример: с помощью непрерывного преобразования можно превратить чашку в крендель, а апельсин — в солнце, следуя таким преобразованиям. В нашей модели мира «условная» начальная квантовая «точка» Вселенной может быть преобразована в многомерную сферу с помощью непрерывного преобразования и наоборот — многомерная сфера может быть «стянута» в «условную» начальную квантовую точку Вселенной. При этом преобразовании сохраняются важнейшие топологические инварианты. Другими словами: Если два множества, которые могут быть преобразованы гомоморфизмом между ними, считаются топологически эквивалентными, то «условная» начальная квантовая точка Вселенной эквивалентна космологической Вселенной и наоборот. Это и есть топологическая модель замкнутого стационарного мира. И все это якобы доказательство расширения Вселенной за счет эффекта CSC (космологического красного смещения) опять же не выдерживает критики и вполне научно объясняется гравитационным красным смещением.
Вселенная не плоская
Майкл Троксель, доцент физики из Университета Дьюка.
«Хотя Вселенная, вероятно, бесконечна по размеру, на самом деле существует не один практический «край».
Мы считаем, что Вселенная действительно бесконечна — и не имеет границ. Если бы Вселенная была «плоской» (как лист бумаги), как показали наши тесты с точностью до сантиметра, или «открытой» (как седло), тогда она действительно бесконечна. Если же он «закрытый», как баскетбольный мяч, то он не бесконечен. Однако если вы продвинетесь достаточно далеко в одном направлении, то в конце концов окажетесь там, откуда начали: представьте себе движение по поверхности шара. Как сказал однажды хоббит по имени Бильбо: «Путь продолжается, продолжается и продолжается… Снова и снова.
Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен, там вы найдете много интересного, чего нет даже на нашем сайте.
У Вселенной есть «край» для нас — фактически два. Это связано с частью общей теории относительности, которая гласит, что все вещи (включая свет) во Вселенной имеют предел скорости — 299 792 458 м/с — и этот предел скорости сохраняется везде. Наши измерения также говорят нам, что Вселенная расширяется во всех направлениях, причем все быстрее и быстрее. Это означает, что когда мы наблюдаем объект, находящийся далеко от нас, свету от этого объекта требуется определенное время, чтобы достичь нас (расстояние делится на скорость света). Хитрость заключается в том, что пространство расширяется по мере того, как свет движется к нам, и расстояние, которое свет должен пройти, также увеличивается со временем, которое проходит на пути к нам.
Итак, первый вопрос, который вы можете задать: как далеко свет находится от объекта, если он был испущен в начале Вселенной (возраст которой составляет около 13,7 миллиарда лет)? Оказывается, это расстояние составляет 47 миллиардов световых лет (один световой год примерно в 63,241 раза больше расстояния между Землей и Солнцем) и называется космологическим горизонтом. Можно поставить вопрос немного по-другому. Если бы мы отправили сообщение со скоростью света, на каком расстоянии мы бы его получили? Это тем более интересно, что скорость расширения Вселенной в будущем будет увеличиваться.
Оказывается, даже если бы сообщение летело вечно, оно могло бы достичь только тех, кто сейчас находится на расстоянии 16 миллиардов световых лет. Это называется космическим горизонтом событий. Однако самая дальняя планета, которую мы можем наблюдать, находится на расстоянии 25 000 световых лет, поэтому мы все еще можем передать привет любому человеку, живущему в настоящее время в этой Вселенной. Но самое дальнее расстояние, на котором наши современные телескопы находятся от галактики, составляет около 13,3 миллиарда световых лет, поэтому мы не можем увидеть, что находится на краю Вселенной. Никто не знает, что находится на обоих концах».
говорит Абигейл Врегг, доцент Института космологической физики имени Кавилла при Чикагском университете. Институт космологической физики Кавилла при Чикагском университете
«С помощью телескопов на Земле мы смотрим на свет, идущий из отдаленных уголков Вселенной. Чем дальше находится источник света, тем больше времени требуется свету, чтобы добраться сюда. Поэтому, когда вы смотрите на отдаленные места, вы видите, как выглядели эти места в момент рождения света, а не как они выглядят сегодня. Вы можете смотреть все дальше и дальше вдаль, то есть все дальше и дальше в прошлое, пока не увидите то, что существовало через несколько тысячелетий после Большого взрыва. До этого Вселенная была настолько горячей и плотной (задолго до появления звезд и галактик!), что любой свет во Вселенной не мог ничего поймать, его невозможно увидеть с помощью современных телескопов. Это предел «наблюдаемой Вселенной» — горизонт — потому что за ним ничего не видно. Со временем этот горизонт меняется. Если бы вы могли посмотреть на Вселенную с другой планеты, то, вероятно, увидели бы то же самое, что мы видим на Земле: ваш собственный горизонт, который ограничен временем, прошедшим с момента Большого взрыва, скоростью света и расширением Вселенной.
У вселенной нет границ
Артур Косовский, профессор физики Питтсбургского университета.
«Одним из самых фундаментальных свойств Вселенной является ее возраст, который мы в настоящее время фиксируем на уровне 13,7 миллиардов лет согласно различным измерениям. Поскольку мы также знаем, что свет движется с постоянной скоростью, это означает, что луч света, появившийся в самые ранние годы, прошел определенное расстояние (мы называем его «расстоянием горизонта» или «расстоянием Хаббла») до наших дней. Поскольку ничто не может двигаться быстрее скорости света, расстояние Хаббла является самым дальним расстоянием, которое мы когда-либо сможем наблюдать в принципе (если только не найдем способ обойти относительность).
Чтобы не пропустить ничего интересного из мира высоких технологий, подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram. Там вы узнаете много нового.
У нас есть источник света, идущий на нас с почти хаббловского расстояния: космическое микроволновое фоновое излучение. Мы знаем, что у Вселенной нет «края» на расстоянии от источника микроволнового излучения, который находится почти на полном хаббловском расстоянии от нас. Поэтому мы склонны думать, что Вселенная гораздо больше, чем наблюдаемый нами хаббловский объем, и что реальный край, который может существовать, находится гораздо дальше, чем мы когда-либо могли наблюдать. Это может быть не так: возможно, край Вселенной лежит сразу за пределами хаббловского расстояния от нас, а за ним находятся морские чудовища. Но поскольку вся наблюдаемая нами Вселенная относительно одинакова и везде однородна, такой разворот был бы очень странным.
Я боюсь, что мы никогда не получим хорошего ответа на этот вопрос. Возможно, у Вселенной вообще нет края, а если он и есть, то находится так далеко, что мы его никогда не увидим. Все, что нам остается, — это понять ту часть Вселенной, которую мы можем наблюдать».
Есть ли у вас идеи о том, что находится на краю Вселенной? Расскажите нам в нашем чате Telegram.
Предел запредельного
— Можно ли долететь до края Вселенной?
— Этот вопрос, с одной стороны, довольно прост, а с другой — довольно сложен. Край Вселенной — это самая отдаленная от нас область, которую можно наблюдать с помощью самых больших телескопов. Сегодня этот край определяется как расстояние в 15 миллиардов световых лет, но это не означает, что Вселенная на этом заканчивается. Мы просто не можем заглянуть дальше этого расстояния. Нужно просто подождать, пока не появятся новые мощные телескопы. В любом случае, проникнуть в самые дальние уголки Вселенной невозможно, даже если двигаться со скоростью света. Даже триста тысяч километров в секунду — это слишком мало в космических масштабах. Свет от Солнца до Земли идет восемь минут, и если он погаснет, мы не заметим этого в течение восьми минут. Так что на самом деле мы видим изображение Солнца в прошлом. Кстати, именно поэтому Вселенную иногда называют машиной времени. От Проксимы Центавра, другой ближайшей к нам звезды, свет идет уже почти четыре года. От ближайшей к нам крупной галактики, галактики Андромеды, — два миллиона лет. А от края Вселенной — 15 миллиардов лет. Нет ни одного астронавта, который мог бы прожить так долго. Не говоря уже о том, что космические корабли сегодня движутся гораздо медленнее скорости света.
— Почему солнце не греет зимой?
— Существует заблуждение, что солнце не согревает землю зимой. С этим тесно связано широко распространенное заблуждение о причинах смены времен года. Часто школьники, студенты и даже высокообразованные люди начинают объяснять, что наступление зимы или лета связано с удаленностью нашей планеты от солнца. Однако в нашем полушарии сейчас зима, а в другом полушарии — лето. Смена времен года связана только с углом наклона земной оси к Солнцу, который периодически меняется. Летом в нашей части света лучи падают на поверхность Земли почти под прямым углом, что хорошо ее прогревает. Зимой солнце находится низко над горизонтом, и угол падения света более косой. Лучи достигают поверхности по касательной, т.е. скользят по ней и поэтому греют ее меньше.
— Как гаснет солнце?
— Солнце сжигает 300 000 тонн вещества каждую секунду. Кажется, что это много, но на самом деле это ничто, если учесть общую массу нашей звезды. Согласно теории, Солнце существует уже пять миллиардов лет и должно прожить еще как минимум столько же, пройдя через ряд эволюционных преобразований. Но этот процесс не такой, как у ярких звезд-гигантов. Когда они умирают, происходит яркий взрыв сверхновой. Солнце подвергнется медленному расширению своей оболочки, которая превратит его в красного гиганта. Затем эта оболочка отпадет, образуя красивую туманность, которую могут наблюдать некоторые астрономы из далеких стран. Это означает, что Солнце будет медленно угасать, оставляя после себя лишь фрагмент в виде коричневого или белого карлика.
Найдёт тот, кто умеет ждать
— Найдет ли человечество жизнь за пределами Земли?
— Все началось с поиска интеллекта во Вселенной, а не только жизни. В СССР существовала целая лаборатория, посвященная астробиологии. Они серьезно изучали возможность существования жизни на Венере и Марсе. Мы начали посылать сигналы и «стучаться» во все стороны, но ответа до сих пор не получили. Но это ничего не значит, мы просто недостаточно долго ждали. Предположим, что разумная жизнь существует в пятидесяти световых годах от Земли. По космическим меркам это близко, но сигналу требуется сто лет, чтобы пройти туда и обратно. На таком расстоянии невозможно получить немедленный ответ, как на мобильный телефон. Если мы пошлем сигнал в 1960-х годах, ответ будет получен только в 2060-х. А если разумные существа живут на расстоянии ста световых лет, то может пройти не менее двухсот лет, прежде чем мы получим от них ответ. И это еще без учета того, что могут возникнуть проблемы с передачей сигнала и что потребуется время на его декодирование. В целом, поиск жизни во Вселенной не является необоснованным, и мне нравится использовать здесь пример с одним процентом. Дело в том, что даже при такой низкой вероятности только в нашей галактике могут быть сотни тысяч или даже миллионы потенциально пригодных для жизни планет. А во Вселенной триллион галактик. Но необязательно заглядывать так далеко. Возможность существования внеземной жизни еще не исключена даже в Солнечной системе. Например, на луне Юпитера — Европе — под толстым слоем льда находится океан, который обеспечивает подходящие условия для жизни. Простые формы жизни также могут существовать в атмосферах Юпитера и Венеры. Напомню, что плесень однажды была обнаружена на внешней стороне космической станции «Мир». И неважно, как она туда попала. Главное, что это доказывает, что жизнь возможна даже в адских условиях космоса.
— Как отличить звезду от планеты, глядя на небо?
— Некоторые из планет Солнечной системы довольно легко определить. Венера выделяется тем, что очень ярко светит на утреннем и вечернем небе. Она сразу же бросается в глаза наблюдателю. Юпитер также очень яркий. Но отличить большинство планет Солнечной системы от звезд на небе обычному человеку сложно. Нужно либо хорошо знать созвездия, либо наблюдать за ними не менее месяца. Известно, что все звезды восходят и заходят в одно и то же время. Но планеты движутся между звездами и медленно смещаются относительно них. При длительном наблюдении можно увидеть, что планеты образуют восьмерку. Это проекция их движения вокруг Солнца. Кстати, идея о том, что планеты и звезды как-то по-разному качаются или «играют» на небе, не имеет ничего общего с реальностью. Эти визуальные эффекты просто связаны со свойствами земной атмосферы.
Переменчивый космос
— Земля вращается вокруг Солнца. Стоит ли Солнце на месте?
— Земля вращается вокруг Солнца со скоростью 30 километров в секунду и совершает один полный оборот за 365 дней. Но сама наша звезда не стоит на месте. Вместе с восемью планетами Солнечной системы и миллионами астероидов она движется вокруг центра Млечного Пути со скоростью 250 километров в секунду. При такой огромной скорости Солнцу требуется почти миллион лет, чтобы совершить один полный оборот вокруг центра Млечного Пути. И даже Млечный Путь, находящийся в общем облаке с Туманностью Андромеды и некоторыми другими галактиками, вращается вокруг определенного центра масс. И все это скопление, в свою очередь, движется в метагалактике. Все вращается вокруг чего-то, и это связано с гравитацией, которая является определяющей силой во Вселенной.
— Почему Плутон был лишен звания планеты?
— На этот драматический вопрос есть простой ответ. В 2006 году Плутон был лишен звания планеты, и не из-за его размеров, как считают многие. А потому, что, согласно правилам Международного астрономического союза, орбита планеты не должна включать другие объекты. У Земли, Венеры и Юпитера их нет. Меркурий очень мал, но его орбита чистая, без лишних «болтающихся» объектов, и поэтому он является планетой. А у Плутона есть много других объектов, вращающихся вокруг него. Их размер не имеет значения, просто они там есть. Но Плутон является родоначальником целого нового класса карликовых планет. В честь него эти космические объекты называются плутонами.
— Можно ли долететь до Юпитера, самой большой планеты Солнечной системы?
— Полеты на планеты-гиганты Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун в принципе возможны, но из-за их физических свойств люди никогда не смогут на них приземлиться. Даже с очень продвинутым космическим кораблем это было бы все равно, что пытаться приземлиться на Солнце. Атмосферы этих планет представляют собой бушующие циклоны огромной силы со скоростью ветра в несколько тысяч километров в час. На Юпитере, например, гигантский торнадо, способный вместить три Гайи, бушует уже не менее четырехсот лет. Еще одно препятствие — невероятное давление в атмосферах планет-гигантов. В таких условиях любое устройство просто расплющится. И уж тем более невозможно добиться какой-либо твердости в такой газообразной среде. Мы не можем проникнуть в ядро, потому что давление там просто слишком велико.
Эбигейл Вирегг, доцент космологической физики
С помощью земных телескопов мы можем видеть свет, идущий из глубин космоса. Чем дальше эти глубины, тем дольше мы ждем от них сигнала. Поэтому, когда вы смотрите на далекие звезды, вы видите то, как они выглядели очень давно, а не то, как они выглядят сегодня. Чем дольше вы смотрите на них, тем дальше в прошлое. И вы смотрите до тех пор, пока не увидите почти начало времен — несколько тысяч лет после создания Вселенной. Но, к сожалению, вы не можете заглянуть дальше этого времени. Потому что до этого Вселенная была невероятно горячей и плотной, и не было ни звезд, ни планет, ни даже атомов. Фотоны света просто прыгали в этой горячей плазме, пытаясь зацепиться за что-то и вылететь из нее.
Даже самые совершенные телескопы на Земле не могли этого увидеть. Вот почему его можно назвать краем Вселенной, наблюдаемой Вселенной. Проще говоря, это горизонт. В конце концов, мы не можем видеть дальше него или даже приблизиться к нему. Однако он тоже не контролирует время и расширение Вселенной, поэтому постоянно смещается. Если бы у нас была возможность увидеть Вселенную с другой планеты, мы, вероятно, увидели бы то же самое пространство с теми же самыми звездами, которое заканчивается только там, где начинается время, ограниченное скоростью фотонов, движущихся к нам почти с момента Большого взрыва, и, конечно, расширением пространства.
Как мы можем увидеть этот горизонт? Скорее всего, никак. Мы можем видеть только то, что было после Большого взрыва, но не то, что есть сейчас. Но исследователи сходятся во мнении, что Вселенная, какой мы ее видим, выглядит практически одинаково. Это все те же звезды, галактики и космическая пустота.
Вселенная гораздо больше, чем та крошечная часть, которую мы можем видеть с нашей планеты. Поэтому, вероятно, у Вселенной нет края. Есть только пространство-время, которое постоянно меняется.
