94% пространства в космосе находится за границей наблюдаемой нами Вселенной
Даже при наличии передовых достижений науки сегодня и технологий, которые станут доступными в обозримом будущем, во Вселенной всегда будут области, которых человечество никогда не сможет достичь. Kurzgesagt , научный YouTube-канал, объясняет феномен ограничения Вселенной для человечества.
Kurzgesagt — In a Nutshell / YouTube
Итак, основные вопросы поднятые в видео формулируется следующим образом:
- Существует ли место во Вселенной, которое люди не смогут достичь, как бы они ни старались?
- Насколько велика Вселенная и как далеко вглубь нее можно проникнуть?
1. Бесконечное ли количество звезд во Вселенной?
Глядя на ночное небо, кажется, что во Вселенной существует бесконечное количество звезд, но на самом деле количество звезд ограничено (хоть и очень-очень велико), более того, звезды в процессе своей жизни также умирают.
2. Насколько велика галактика Млечный Путь?
Диаметр галактики Млечный Путь, где уютно расположилась наша планета Земля, составляет до 200 000 световых лет… В ней от 100 до 400 миллиардов звезд.
3. Мы живем во время роста или «умирания» Вселенной?
Галактика Млечный Путь (одна из двух триллионов выявленных в видимой части Вселенной) огромна, но даже в ней появляется смехотворно малое количество звезд. По мнению ученых, ежегодно всего три.
Другими словами, 95% звезд, существующих во Вселенной, уже есть, и можно сказать, что наша цивилизация живет во времена «умирания», а не развития Вселенной.
Следовательно, количество звезд, сияющих на ночном небе, будет продолжать уменьшаться.
4. Что еще влияет на количество звезд на небосводе?
Кроме того, ученым ясно, что Вселенная также стремительно удаляется от Земли и солнечной системы.
В местной группе ближайших к нам галактик присутствует более 50 больших и малых галактик, разбросанных на расстоянии порядка 10 миллионов световых лет.
Местные группы галактик входят в сверхскопления, содержащие от десятков до нескольких тысяч галактик. Местная группа галактик, к которой принадлежит Галактика Млечный Путь, где расположена Земля, относится к сверхскоплению Ланиакея .
Итого, при постоянном разлете включенных в эти скопления галлактик, даже при условии, что космонавты смогут двигаться со скоростью света, лишь 6% из 2 триллионов галактик смогут быть достигнуты. 94% наблюдаемых галактик уже находятся в недоступных областях.
5. Так почему большинство галактик уже недоступны для человечества?
Причина появления галакти в первую очередь обязано Большому взрыву. Так, через 10 ^ -36 секунд после Большого взрыва во Вселенной есть только очень маленькие пузыри энергии.
Пузырьки этой энергии не идеально однородны, а некоторые имеют высокую плотность. В так называемом процессе космической инфляции эти сгустки энергии начинают быстро расширяются всего за одну триллионную долю секунды из размеров с крупицу, до триллионов километров.
При столь невероятно молниеносном расширении небольшие различия в плотности энергии будут напрямую отражаться на расстоянии между галактиками.
Поскольку вся Вселенная состоит из областей с низкой плотностью, гравитация притягивает рассеянные галактики, образуя группу галактик, объединяющую несколько из них.
С другой же стороны, Вселенная продолжает расширяться, и это крайне долгий, а по некоторым теориям бесконечный процесс.
Поскольку галактики, существующие во Вселенной, не связаны гравитацией, расстояние между группами галактик будет увеличиваться по мере расширения Вселенной.
6. Космологический горизонт — что это такое?
Что еще хуже, расширение Вселенной ускоряется. Причина неизвестна, поэтому ее попытались объяснить концепцией темной энергии вселенной. Расширение вселенной означает, что где-то очень далеко есть так называемый «космологический горизонт»*.
*Космологический горизонт — сфера во Вселенной, точки которой имеют бесконечное красное смещение. Время, за которое фотоны от этой сферы успевают долететь до нас, равно возрасту Вселенной. Из-за этого мы не можем в настоящий момент увидеть объекты, находящиеся дальше этой сферы. Со временем она расширяется.
Чем ближе к космологическому горизонту, тем скорость расширения Вселенной выше, выше даже скорости света, что означает — люди физически не могут наблюдать конца Вселенной.
Это еще одна причина, почему 94% Вселенной, которую могут наблюдать люди, является недоступной областью.
7. Но почему люди могут наблюдать свет от звезд в этих уже недоступных для наблюдения местах?
Как мы помним из курса школьной физики, скорость света ограничена 300 000 км в секунду, поэтому ему нужно время, чтобы долететь от самых дальних звезд в тех галактиках, которые еще не перешли черту космологического горизонта, до наших телескопов. Пока свет летит это гигантское расстояние, галактики успевают пересечь черту за которой наблюдение за ними невозможно.
8. Так, что же, наблюдаемая Вселенная и Вселенная, которую могут достичь люди, — это совершенно разные вещи?
Именно так! «В некотором смысле Вселенная показывает человечеству чудесные вещи, недоступные для досягаемости», — подводят итог создатели YouTube-канала.
Поскольку люди наблюдают за прошлым Вселенной, мы понятия не имеем, на что похожа Вселенная сегодня. Более того, вся Вселенная находящаяся за пределами локальной группы галактик однажды выйдет за пределы наблюдения человечества.
9. К чему приведет расширение в итоге? Через миллиарды лет невозможно будет увидеть ни одно крупное скопление звезд?
Фактически, мы ежесекундно теряем из виду порядка 60 000 звезд.
Но даже в этом случае остается 6% наблюдаемого пространства. Эта наблюдаемая область имеет радиус 18 миллиардов световых лет.
Однако группы галактик, существующие в этой области, также движутся и, как считается, с течением времени удаляются от местных группы галактик со скоростью около 5 миллионов световых лет в секунду.
Даже группа галактик Маффеи, которая является ближайшей к нашей местной группе галактик, находится на расстоянии 11 миллионов лет и она перейдет в невидимую область раньше нас.
Поэтому, объясняют на канале, местная группа галактик — это самый большой диапазон, на который могут перемещаться люди в гипотетическом технологическом будущем.
Считается, что она соответствует площади всего 0,00000000001% от всей Вселенной.
По мере того, как Вселенная продолжит расширяться, возможно, что в конечном итоге все галактики исчезнут из наблюдаемой Вселенной, и будет казаться, что во Вселенной существует только новая галактика, которая представляет собой комбинацию галактик Млечный Путь и галактики Андромеды.
Итог
Космическое пространство, доступное для наблюдения учеными, представляет собой очень маленькую область, составляющую 0,00000000001% от всего пространства, но оно все еще достаточно велико, и люди даже не создали технологии, которые могут перемещаться даже в этой, по вселенским меркам, небольшой области. Как говорится, на век наших очень далеких предков новых дивных открытий хватит!
Обложка: Kurzgesagt — In a Nutshell
Фото: Kurzgesagt — In a Nutshell
