Vad finns bortom universum? Universums struktur. Rymdens hemligheter

Universum... Vilket hemskt ord. Skalan av vad som betecknas med detta ord trotsar all förståelse. För oss är att köra 1000 km redan en sträcka, men vad betyder de i jämförelse med den gigantiska siffran som indikerar den minsta möjliga, från forskarnas synvinkel, diametern på vårt universum.


Den här figuren är inte bara kolossal – den är overklig. 93 miljarder ljusår! I kilometer uttrycks detta som 879,847,933,950,014,400,000,000.

Vad är universum?

Vad är universum? Hur man förstår denna ofantlighet med ditt sinne, för, som Kozma Prutkov skrev, detta ges inte till någon. Låt oss lita på allt som är bekant för oss, enkla saker som genom analogier kan leda oss till den önskade förståelsen.

Vad består vårt universum av?

För att förstå detta problem, gå till köket just nu och ta skumsvampen som du använder för att diska. Har tagit? Så du håller i dina händer en modell av universum. Om du tittar närmare på svampens struktur genom ett förstoringsglas kommer du att se att den består av många öppna porer, avgränsade inte ens av väggar, utan snarare av broar.

Universum är något liknande, men bara materialet som används för broar är inte skumgummi, utan... ... Inte planeter, inte stjärnsystem, utan galaxer! Var och en av dessa galaxer består av hundratals miljarder stjärnor som kretsar kring en central kärna, och var och en kan vara upp till hundratusentals ljusår i storlek. Avståndet mellan galaxer är vanligtvis cirka en miljon ljusår.

Expansion av universum

Universum är inte bara stort, det expanderar också hela tiden. Detta faktum, etablerat genom att observera det röda skiftet, utgjorde grunden för Big Bang-teorin.


Enligt NASA är universums ålder sedan Big Bang som började det ungefär 13,7 miljarder år.

Vad betyder ordet "universum"?

Ordet "universum" har gamla slaviska rötter och är faktiskt ett spårpapper från det grekiska ordet oikomenta (οἰκουμένη), kommer från verbet οἰκέω "Jag bor, jag bor". Ursprungligen betecknade detta ord hela den bebodda delen av världen. I kyrkospråket finns en liknande betydelse kvar till denna dag: till exempel har patriarken av Konstantinopel ordet "ekumenisk" i sin titel.

Termen kommer från ordet "befolkning" och är bara konsonant med ordet "allt".

Vad är i centrum av universum?

Frågan om universums centrum är en extremt förvirrande sak och har definitivt inte lösts ännu. Problemet är att det inte är klart om det finns alls eller inte. Det är logiskt att anta att eftersom det fanns en Big Bang, från vars epicentrum otaliga galaxer började flyga isär, betyder det att genom att spåra banan för var och en av dem är det möjligt att hitta universums centrum i skärningspunkten av dessa banor. Men faktum är att alla galaxer rör sig bort från varandra med ungefär samma hastighet och praktiskt taget samma bild observeras från varje punkt i universum.


Det finns så mycket teoretisering här att vilken akademiker som helst skulle bli galen. Även den fjärde dimensionen har aktualiserats mer än en gång, även om det vore fel, men än i dag finns det ingen särskild klarhet i frågan.

Om det inte finns någon tydlig definition av universums centrum, anser vi att det är en tom övning att prata om det som är i just detta centrum.

Vad finns bortom universum?

Åh, det här är en väldigt intressant fråga, men lika vag som den föregående. Det är i allmänhet okänt om universum har gränser. Kanske finns det inga. Kanske finns de. Kanske, förutom vårt universum, finns det andra med andra egenskaper hos materien, med naturlagar och världskonstanter som skiljer sig från våra. Ingen kan ge ett bevisat svar på en sådan fråga.

Problemet är att vi bara kan observera universum från ett avstånd av 13,3 miljarder ljusår. Varför? Det är väldigt enkelt: vi minns att universums ålder är 13,7 miljarder år. Med tanke på att vår observation sker med en fördröjning som är lika med den tid ljuset spenderar på att resa motsvarande sträcka, kan vi inte observera universum innan det faktiskt kom till. På detta avstånd ser vi småbarnens universum...

Vad vet vi mer om universum?

Mycket och ingenting! Vi vet om reliktglöden, om kosmiska strängar, om kvasarer, svarta hål och mycket, mycket mer. En del av denna kunskap kan underbyggas och bevisas; vissa saker är bara teoretiska beräkningar som inte kan bevisas, och vissa är bara frukten av pseudovetenskapsmäns rika fantasi.


Men en sak vet vi säkert: det kommer aldrig ett ögonblick då vi lätt kan torka svetten från pannan och säga: "Usch! Frågan har äntligen studerats till fullo. Det finns inget mer att fånga här!"

Var och en av oss har tänkt minst en gång på vilken enorm värld vi lever i. Vår planet är ett vansinnigt antal städer, byar, vägar, skogar, floder. De flesta människor får inte ens se hälften av det under sin livstid. Det är svårt att föreställa sig planetens enorma skala, men det finns en ännu svårare uppgift. Universums storlek är något som kanske inte ens det mest utvecklade sinnet kan föreställa sig. Låt oss försöka ta reda på vad modern vetenskap tycker om detta.

Grundläggande koncept

Universum är allt som omger oss, vad vi vet och gissar om, vad som var, är och kommer att vara. Om vi ​​minskar intensiteten av romantik, så definierar detta begrepp inom vetenskapen allt som existerar fysiskt, med hänsyn till tidsaspekten och lagar som styr funktionen, sammankopplingen av alla element, och så vidare.

Naturligtvis är det ganska svårt att föreställa sig universums verkliga storlek. Inom vetenskapen diskuteras denna fråga flitigt och det finns ingen konsensus ännu. I sina antaganden förlitar sig astronomer på existerande teorier om bildningen av världen som vi känner den, såväl som på data som erhållits som ett resultat av observation.

Metagalaxi

Olika hypoteser definierar universum som ett dimensionslöst eller outsägligt stort utrymme, varav de flesta vet lite om. För att skapa klarhet och möjlighet att diskutera det område som är tillgängligt för studier, introducerades begreppet Metagalaxi. Denna term hänvisar till den del av universum som är tillgänglig för observation med astronomiska metoder. Tack vare förbättringen av teknik och kunskap ökar den hela tiden. Metagalaxen är en del av det så kallade observerbara universum - ett utrymme där materia under sin existens lyckades nå sin nuvarande position. När det kommer till att förstå universums storlek talar de flesta om Metagalaxi. Den nuvarande nivån av teknisk utveckling gör det möjligt att observera objekt som ligger på ett avstånd av upp till 15 miljarder ljusår från jorden. Tid, som kan ses, spelar inte mindre en roll för att bestämma denna parameter än rymden.

Ålder och storlek

Enligt vissa modeller av universum dök det aldrig upp, utan existerar för alltid. Men Big Bang-teorin som dominerar idag ger vår värld en "startpunkt". Enligt astronomer är universums ålder cirka 13,7 miljarder år. Om du går tillbaka i tiden kan du gå tillbaka till Big Bang. Oavsett om universums storlek är oändlig har den observerbara delen av det gränser, eftersom ljusets hastighet är ändlig. Det inkluderar alla de platser som kan påverka en observatör på jorden sedan Big Bang. Storleken på det observerbara universum ökar på grund av dess ständiga expansion. Enligt nya uppskattningar upptar den ett utrymme på 93 miljarder ljusår.

Ett gäng

Låt oss se hur universum är. Dimensionerna av yttre rymden, uttryckta i hårda siffror, är naturligtvis fantastiska, men svåra att förstå. För många blir det lättare att förstå omfattningen av världen omkring oss om de vet hur många system som Solar som passar in i den.

Vår stjärna och dess omgivande planeter är bara en liten del av Vintergatan. Enligt astronomer innehåller galaxen cirka 100 miljarder stjärnor. Några av dem har redan upptäckt exoplaneter. Det är inte bara storleken på universum som är slående, utan utrymmet som upptas av dess obetydliga del, Vintergatan, inger respekt. Det tar ljuset hundra tusen år att resa genom vår galax!

Lokal grupp

Extragalaktisk astronomi, som började utvecklas efter upptäckterna av Edwin Hubble, beskriver många strukturer som liknar Vintergatan. Dess närmaste grannar är Andromeda-nebulosan och de stora och små magellanska molnen. Tillsammans med flera andra "satelliter" utgör de den lokala gruppen av galaxer. Den är skild från en närliggande liknande formation med cirka 3 miljoner ljusår. Det är till och med läskigt att föreställa sig hur mycket tid det skulle ta ett modernt flygplan att tillryggalägga ett sådant avstånd!

Observerad

Alla lokala grupper är åtskilda av ett brett område. Metagalaxen inkluderar flera miljarder strukturer som liknar Vintergatan. Universums storlek är verkligen fantastisk. Det tar 2 miljoner år för en ljusstråle att färdas avståndet från Vintergatan till Andromeda-nebulosan.

Ju längre en bit utrymme ligger från oss, desto mindre vet vi om dess nuvarande tillstånd. Eftersom ljusets hastighet är begränsad kan forskare bara få information om det förflutna för sådana föremål. Av samma skäl, som redan nämnts, är det område av universum som är tillgängligt för astronomisk forskning begränsad.

Andra världar

Detta är dock inte all den fantastiska information som kännetecknar universum. Dimensionerna av yttre rymden överstiger tydligen avsevärt Metagalaxy och den observerbara delen. Teorin om inflation introducerar ett sådant koncept som multiversum. Den består av många världar, troligen bildade samtidigt, som inte korsar varandra och utvecklas självständigt. Den nuvarande nivån på teknisk utveckling ger inte hopp om kunskap om sådana angränsande universum. En av anledningarna är samma ändlighet i ljusets hastighet.

Snabba framsteg inom rymdvetenskapen förändrar vår förståelse av hur stort universum är. Astronomins nuvarande tillstånd, dess teorier och forskarnas beräkningar är svåra att förstå för den oinvigde. Men även en ytlig studie av frågan visar hur enorm världen är, som vi är en del av, och hur lite vi fortfarande vet om den.

Vad vet vi om universum, hur är rymden? Universum är en gränslös värld som är svår att förstå för det mänskliga sinnet, vilket verkar overkligt och immateriellt. Faktum är att vi är omgivna av materia, obegränsade i rum och tid, kapabla att ta olika former. För att försöka förstå den sanna skalan av yttre rymden, hur universum fungerar, universums struktur och evolutionens processer, måste vi korsa tröskeln till vår egen världsbild, se på världen omkring oss från en annan vinkel, från insidan.

Universums utbildning: första stegen

Rymden som vi observerar genom teleskop är bara en del av stjärnuniversumet, den så kallade Megagalaxen. Parametrarna för Hubbles kosmologiska horisont är kolossala - 15-20 miljarder ljusår. Dessa data är ungefärliga, eftersom universum ständigt expanderar under evolutionsprocessen. Universums expansion sker genom spridning av kemiska element och kosmisk mikrovågsbakgrundsstrålning. Universums struktur förändras ständigt. Kluster av galaxer, objekt och kroppar i universum dyker upp i rymden - det här är miljarder stjärnor som bildar elementen i nära rymden - stjärnsystem med planeter och satelliter.

Var är början? Hur kom universum till? Förmodligen är universums ålder 20 miljarder år. Kanske var källan till kosmisk materia varm och tät protomateria, vars ansamling exploderade vid ett visst ögonblick. De minsta partiklarna som bildades som ett resultat av explosionen spreds i alla riktningar, och fortsätter att röra sig bort från epicentret i vår tid. Big Bang-teorin, som nu dominerar vetenskapliga kretsar, beskriver mest exakt universums bildande. Ämnet som uppstod som ett resultat av den kosmiska katastrofen var en heterogen massa bestående av små instabila partiklar som, kolliderande och spridande, började interagera med varandra.

Big Bang är en teori om universums ursprung som förklarar dess bildande. Enligt denna teori fanns det till en början en viss mängd materia, som, som ett resultat av vissa processer, exploderade med kolossal kraft och spred mammans massa i det omgivande rummet.

Efter en tid, med kosmiska mått mätt - ett ögonblick, enligt jordisk kronologi - miljoner år, började scenen för materialisering av rymden. Vad är universum gjort av? Den spridda materien började koncentreras till klumpar, stora och små, på vars plats de första elementen i universum, enorma gasmassor - plantskolor för framtida stjärnor - därefter började dyka upp. I de flesta fall förklaras processen för bildning av materiella objekt i universum av fysikens och termodynamikens lagar, men det finns ett antal punkter som ännu inte kan förklaras. Till exempel, varför är expanderande materia mer koncentrerad till en del av rymden, medan materia i en annan del av universum är mycket sällsynt? Svar på dessa frågor kan endast erhållas när mekanismen för bildandet av rymdobjekt, stora som små, blir tydlig.

Nu förklaras universums bildningsprocess av verkan av universums lagar. Gravitationsinstabilitet och energi i olika områden utlöste bildandet av protostjärnor, som i sin tur, under påverkan av centrifugalkrafter och gravitation, bildade galaxer. Med andra ord, medan materia fortsatte och fortsätter att expandera, började kompressionsprocesser under påverkan av gravitationskrafter. Partiklar av gasmoln började koncentreras runt ett tänkt centrum och bildade så småningom en ny packning. Byggmaterialen i detta gigantiska byggprojekt är molekylärt väte och helium.

Universums kemiska element är det primära byggnadsmaterialet från vilket universums föremål senare bildades

Sedan börjar termodynamikens lag att fungera, och processerna för sönderfall och jonisering aktiveras. Väte- och heliummolekyler sönderfaller till atomer, från vilka kärnan i en protostjärna bildas under påverkan av gravitationskrafter. Dessa processer är universums lagar och har tagit formen av en kedjereaktion, som inträffar i alla avlägsna hörn av universum, och fyller universum med miljarder, hundratals miljarder stjärnor.

Universums utveckling: höjdpunkter

Idag finns det i vetenskapliga kretsar en hypotes om den cykliska karaktären hos de stater från vilka universums historia är vävd. Till följd av explosionen av promaterial blev gaskluster plantskolor för stjärnor, som i sin tur bildade många galaxer. Men efter att ha nått en viss fas börjar materia i universum att tendera till sitt ursprungliga, koncentrerade tillstånd, d.v.s. explosionen och den efterföljande expansionen av materia i rymden följs av kompression och en återgång till ett supertät tillstånd, till utgångspunkten. Därefter upprepar allt sig, födelsen följs av finalen och så vidare i många miljarder år, i oändlighet.

Början och slutet av universum i enlighet med universums cykliska utveckling

Men om vi utelämnar ämnet om universums bildande, vilket förblir en öppen fråga, bör vi gå vidare till universums struktur. Tillbaka på 30-talet av 1900-talet blev det klart att yttre rymden är indelad i regioner - galaxer, som är enorma formationer, var och en med sin egen stjärnpopulation. Dessutom är galaxer inte statiska objekt. Hastigheten hos galaxer som rör sig bort från universums imaginära centrum förändras ständigt, vilket framgår av konvergensen av vissa och avlägsnandet av andra från varandra.

Alla ovanstående processer, ur synvinkeln av jordelivets varaktighet, varar mycket långsamt. Ur vetenskapens och dessa hypotesers synvinkel sker alla evolutionära processer snabbt. Konventionellt kan universums utveckling delas in i fyra stadier - epoker:

• hadron eran;
• lepton eran;
• foton era;
• stjärnepoken.

Kosmisk tidsskala och evolution av universum, enligt vilken utseendet på kosmiska objekt kan förklaras

I det första skedet koncentrerades all materia i en stor kärndroppen, bestående av partiklar och antipartiklar, kombinerade i grupper - hadroner (protoner och neutroner). Förhållandet mellan partiklar och antipartiklar är ungefär 1:1,1. Därefter kommer processen för förintelse av partiklar och antipartiklar. De återstående protonerna och neutronerna är byggstenarna som universum bildas av. Varaktigheten av hadron-eran är försumbar, bara 0,0001 sekunder - perioden av explosiv reaktion.

Sedan, efter 100 sekunder, börjar processen för syntes av element. Vid en temperatur på en miljard grader producerar kärnfusionsprocessen molekyler av väte och helium. Hela denna tid fortsätter ämnet att expandera i rymden.

Från detta ögonblick börjar ett långt, från 300 tusen till 700 tusen år, skede av rekombination av kärnor och elektroner, vilket bildar väte- och heliumatomer. I detta fall observeras en minskning av ämnets temperatur, och strålningsintensiteten minskar. Universum blir transparent. Väte och helium som bildas i kolossala mängder under påverkan av gravitationskrafter förvandlar det primära universum till en gigantisk byggarbetsplats. Efter miljontals år börjar stjärnepoken - vilket är processen för bildandet av protostjärnor och de första protogalaxerna.

Denna uppdelning av evolutionen i stadier passar in i modellen av det heta universum, vilket förklarar många processer. De sanna orsakerna till Big Bang och mekanismen för materiens expansion förblir oförklarade.

Universums struktur och struktur

Stjärntiden för universums utveckling börjar med bildandet av vätgas. Under påverkan av gravitationen ackumuleras väte till enorma kluster och klumpar. Massan och densiteten för sådana hopar är kolossala, hundratusentals gånger större än massan av själva den bildade galaxen. Den ojämna fördelningen av väte, som observerades i det inledande skedet av universums bildande, förklarar skillnaderna i storlekarna på de resulterande galaxerna. Megagalaxer bildades där den maximala ansamlingen av vätgas borde finnas. Där koncentrationen av väte var obetydlig dök det upp mindre galaxer, liknande vårt stjärnhem - Vintergatan.

Den version enligt vilken universum är en början-slutpunkt runt vilken galaxer kretsar i olika utvecklingsstadier

Från och med detta ögonblick får universum sina första formationer med tydliga gränser och fysiska parametrar. Dessa är inte längre nebulosor, ansamlingar av stjärngas och kosmiskt damm (produkter av en explosion), protokluster av stjärnmateria. Dessa är stjärnländer, vars område är enormt ur det mänskliga sinnets synvinkel. Universum håller på att bli fullt av intressanta kosmiska fenomen.

Ur vetenskaplig motiveringssynpunkt och den moderna modellen av universum bildades galaxer först som ett resultat av gravitationskrafternas inverkan. Det skedde en förvandling av materia till en kolossal universell virvel. Centripetalprocesser säkerställde den efterföljande fragmenteringen av gasmoln i kluster, som blev födelseplatsen för de första stjärnorna. Protogalaxer med snabba rotationsperioder förvandlades till spiralgalaxer med tiden. Där rotationen var långsam och processen med komprimering av materia huvudsakligen observerades, bildades oregelbundna galaxer, oftast elliptiska. Mot denna bakgrund ägde mer grandiosa processer rum i universum - bildandet av superkluster av galaxer, vars kanter är i nära kontakt med varandra.

Superkluster är många grupper av galaxer och galaxhopar inom universums storskaliga struktur. Inom 1 miljard St. Det finns cirka 100 superkluster i åratal

Från det ögonblicket blev det klart att universum är en enorm karta, där kontinenterna är kluster av galaxer, och länderna är megagalaxer och galaxer som bildades för miljarder år sedan. Var och en av formationerna består av ett kluster av stjärnor, nebulosor, ansamlingar av interstellär gas och stoft. Hela denna befolkning utgör dock bara 1% av den totala volymen av universella formationer. Huvuddelen av galaxernas massa och volym upptas av mörk materia, vars natur inte är möjlig att bestämma.

Universums mångfald: klasser av galaxer

Tack vare den amerikanske astrofysikern Edwin Hubbles insatser har vi nu universums gränser och en tydlig klassificering av galaxerna som bebor det. Klassificeringen baseras på de strukturella egenskaperna hos dessa jätteformationer. Varför har galaxer olika former? Svaret på denna och många andra frågor ges av Hubble-klassificeringen, enligt vilken universum består av galaxer i följande klasser:

• spiral;
• elliptisk;
• oregelbundna galaxer.

De första inkluderar de vanligaste formationerna som fyller universum. De karakteristiska egenskaperna hos spiralgalaxer är närvaron av en tydligt definierad spiral som roterar runt en ljus kärna eller tenderar till en galaktisk stång. Spiralgalaxer med en kärna betecknas S, medan objekt med en central stång betecknas SB. Vår Vintergatans galax tillhör också denna klass, i vars centrum kärnan delas av en lysande bro.

En typisk spiralgalax. I mitten syns tydligt en kärna med en bro från vars ändar spiralarmar utgår.

Liknande formationer är utspridda över hela universum. Den närmaste spiralgalaxen, Andromeda, är en jätte som snabbt närmar sig Vintergatan. Den största representanten för denna klass som vi känner till är jättegalaxen NGC 6872. Diametern på detta monsters galaktiska skiva är cirka 522 tusen ljusår. Detta objekt ligger på ett avstånd av 212 miljoner ljusår från vår galax.

Nästa vanliga klass av galaktiska formationer är elliptiska galaxer. Deras beteckning i enlighet med Hubble-klassificeringen är bokstaven E (elliptisk). Dessa formationer är ellipsoida till formen. Trots att det finns ganska många liknande objekt i universum är elliptiska galaxer inte särskilt uttrycksfulla. De består huvudsakligen av släta ellipser som är fyllda med stjärnhopar. Till skillnad från galaktiska spiraler innehåller ellipser inte ansamlingar av interstellär gas och kosmiskt damm, vilket är de viktigaste optiska effekterna av att visualisera sådana objekt.

En typisk representant för denna klass som är känd idag är den elliptiska ringnebulosan i stjärnbilden Lyra. Detta objekt är beläget på ett avstånd av 2100 ljusår från jorden.

Vy över den elliptiska galaxen Centaurus A genom CFHT-teleskopet

Den sista klassen av galaktiska objekt som befolkar universum är oregelbundna eller oregelbundna galaxer. Beteckningen enligt Hubble-klassificeringen är den latinska symbolen I. Huvuddraget är en oregelbunden form. Sådana föremål har med andra ord inte tydliga symmetriska former och karaktäristiska mönster. Till sin form liknar en sådan galax en bild av universellt kaos, där stjärnhopar växlar med moln av gas och kosmiskt damm. På universums skala är oregelbundna galaxer ett vanligt fenomen.

I sin tur är oregelbundna galaxer uppdelade i två undertyper:

• Oregelbundna galaxer av subtyp I har en komplex oregelbunden struktur, en hög tät yta och kännetecknas av ljusstyrka. Ofta är denna kaotiska form av oregelbundna galaxer en följd av kollapsade spiraler. Ett typiskt exempel på en sådan galax är det stora och lilla magellanska molnet;
• Oregelbundna, oregelbundna galaxer av subtyp II har en låg yta, en kaotisk form och är inte särskilt ljusa. På grund av minskningen i ljusstyrka är sådana formationer svåra att upptäcka i universums vidd.

Det stora magellanska molnet är den oregelbundna galaxen som ligger närmast oss. Båda formationerna är i sin tur Vintergatans satelliter och kan snart (om 1-2 miljarder år) absorberas av ett större föremål.

Oregelbunden galax Stort Magellansk moln - en satellit i vår Vintergatans galax

Trots det faktum att Edwin Hubble ganska exakt klassificerade galaxer i klasser, är denna klassificering inte idealisk. Vi skulle kunna uppnå fler resultat om vi inkluderade Einsteins relativitetsteori i processen att förstå universum. Universum representeras av en mängd olika former och strukturer, som var och en har sina egna karakteristiska egenskaper och egenskaper. Nyligen kunde astronomer upptäcka nya galaktiska formationer som beskrivs som mellanliggande objekt mellan spiral- och elliptiska galaxer.

Vintergatan är den mest kända delen av universum

Två spiralarmar, symmetriskt placerade runt mitten, utgör huvuddelen av galaxen. Spiralerna består i sin tur av armar som smidigt flyter in i varandra. I korsningen mellan Skytten och Cygnus-armarna ligger vår sol, belägen på ett avstånd av 2,62·10¹⁷km från Vintergatans centrum. Spiralgalaxernas spiraler och armar är hopar av stjärnor vars täthet ökar när de närmar sig det galaktiska centrumet. Resten av massan och volymen av galaktiska spiraler är mörk materia, och endast en liten del står för interstellär gas och kosmiskt stoft.

Solens position i Vintergatans armar, platsen för vår galax i universum

Tjockleken på spiralerna är cirka 2 tusen ljusår. Hela denna lagerkaka är i konstant rörelse och roterar med en enorm hastighet på 200-300 km/s. Ju närmare galaxens centrum, desto högre rotationshastighet. Det kommer att ta solen och vårt solsystem 250 miljoner år att genomföra en revolution runt Vintergatans centrum.

Vår galax består av en biljon stjärnor, stora som små, supertunga och medelstora. Den tätaste stjärnhopen i Vintergatan är Skyttens arm. Det är i denna region som den maximala ljusstyrkan för vår galax observeras. Den motsatta delen av den galaktiska cirkeln, tvärtom, är mindre ljus och svår att särskilja genom visuell observation.

Den centrala delen av Vintergatan representeras av en kärna, vars dimensioner beräknas vara 1000-2000 parsecs. I detta ljusaste område av galaxen är det maximala antalet stjärnor koncentrerat, som har olika klasser, sina egna utvecklingsvägar och evolution. Dessa är främst gamla supertunga stjärnor i slutskedet av Main Sequence. Bekräftelse på närvaron av ett åldrande centrum i Vintergatans galax är närvaron i denna region av ett stort antal neutronstjärnor och svarta hål. I själva verket är mitten av spiralskivan i en spiralgalax ett supermassivt svart hål, som, likt en gigantisk dammsugare, suger in himlaobjekt och verklig materia.

Ett supermassivt svart hål beläget i den centrala delen av Vintergatan är dödsplatsen för alla galaktiska objekt

När det gäller stjärnhopar har forskare idag lyckats klassificera två typer av hopar: sfäriska och öppna. Förutom stjärnhopar består Vintergatans spiraler och armar, precis som alla andra spiralgalaxer, av spridd materia och mörk energi. Som en konsekvens av Big Bang är materia i ett mycket sällsynt tillstånd, vilket representeras av tunna interstellära gas- och dammpartiklar. Den synliga delen av materien består av nebulosor, som i sin tur är indelade i två typer: planetariska och diffusa nebulosor. Den synliga delen av nebulosornas spektrum beror på brytningen av ljus från stjärnor, som avger ljus inuti spiralen i alla riktningar.

Vårt solsystem finns i denna kosmiska soppa. Nej, vi är inte de enda i denna enorma värld. Liksom solen har många stjärnor sina egna planetsystem. Hela frågan är hur man kan upptäcka avlägsna planeter, om avstånd även inom vår galax överskrider varaktigheten av existensen för någon intelligent civilisation. Tid i universum mäts med andra kriterier. Planeter med sina satelliter är de minsta objekten i universum. Antalet sådana föremål är oöverskådligt. Var och en av dessa stjärnor som är i det synliga området kan ha sina egna stjärnsystem. Vi kan bara se de befintliga planeterna närmast oss. Vad som händer i grannskapet, vilka världar som finns i andra armar av Vintergatan och vilka planeter som finns i andra galaxer förblir ett mysterium.

Kepler-16 b är en exoplanet nära dubbelstjärnan Kepler-16 i stjärnbilden Cygnus

Slutsats

Med bara en ytlig förståelse av hur universum uppstod och hur det utvecklas, har människan bara tagit ett litet steg mot att förstå och förstå universums skala. Den enorma storleken och omfattningen som forskare har att göra med idag tyder på att den mänskliga civilisationen bara är ett ögonblick i denna bunt av materia, rum och tid.

Modell av universum i enlighet med konceptet om närvaron av materia i rymden, med hänsyn till tid

Studiet av universum går från Kopernikus till våra dagar. Först utgick forskarna från den heliocentriska modellen. Faktum är att det visade sig att rymden inte har något verkligt centrum och all rotation, rörelse och rörelse sker enligt universums lagar. Trots det faktum att det finns en vetenskaplig förklaring till de processer som äger rum, är universella föremål indelade i klasser, typer och typer, inte en enda kropp i rymden liknar en annan. Storleken på himlakroppar är ungefärliga, liksom deras massa. Placeringen av galaxer, stjärnor och planeter är godtycklig. Saken är den att det inte finns något koordinatsystem i universum. När vi observerar rymden gör vi en projektion på hela den synliga horisonten, och betraktar vår jord som nollreferenspunkten. I själva verket är vi bara en mikroskopisk partikel, förlorad i universums ändlösa vidder.

Universum är ett ämne där alla objekt existerar i nära anslutning till rum och tid

I likhet med kopplingen till storlek bör tid i universum betraktas som huvudkomponenten. Ursprunget och åldern för rymdobjekt gör att vi kan skapa en bild av världens födelse och lyfta fram stadierna av universums utveckling. Systemet vi har att göra med är nära relaterat till tidsramar. Alla processer som sker i rymden har cykler - början, bildning, transformation och slut, åtföljd av döden av ett materiellt föremål och övergången av materia till ett annat tillstånd.

Hej alla! Idag vill jag dela med mig av mina intryck av universum. Föreställ dig bara, det finns inget slut, det var alltid intressant, men kunde detta hända? Från den här artikeln kan du lära dig om stjärnor, deras typer och liv, om big bang, om svarta hål, om pulsarer och om några andra viktiga saker.

- det här är allt som finns: rum, materia, tid, energi. Det inkluderar alla planeter, stjärnor och andra kosmiska kroppar.

- detta är hela den existerande materiella världen, den är obegränsad i rum och tid och mångfaldig i de former som materien tar i sin utveckling.

Universum studerat av astronomi- detta är en del av den materiella världen som är tillgänglig för forskning med astronomiska metoder som motsvarar den uppnådda vetenskapsnivån (denna del av universum kallas ibland för Metagalaxi).

Metagalaxi är en del av universum som är tillgänglig för moderna forskningsmetoder. Metagalaxen innehåller flera miljarder.

Universum är så enormt att det är omöjligt att förstå dess storlek. Låt oss prata om universum: den del av det som är synlig för oss sträcker sig över 1,6 miljoner miljoner miljoner miljoner km – och ingen vet hur stor den är bortom det synliga.

Många teorier försöker förklara hur universum fick sin nuvarande form och varifrån det kom. Enligt den mest populära teorin föddes den för 13 miljarder år sedan som ett resultat av en jätteexplosion. Tid, rum, energi, materia - allt detta uppstod som ett resultat av denna fenomenala explosion. Det är meningslöst att säga vad som hände före den så kallade "big bang", det fanns ingenting före den.

– enligt moderna begrepp är detta universums tillstånd tidigare (för cirka 13 miljarder år sedan), då dess genomsnittliga täthet var många gånger högre än idag. Med tiden minskar universums densitet på grund av dess expansion.

Följaktligen, när vi gräver djupare i det förflutna, ökar tätheten, ända fram till det ögonblick då klassiska idéer om tid och rum förlorar sin giltighet. Detta ögonblick kan ses som början på nedräkningen. Tidsintervallet från 0 till flera sekunder kallas konventionellt Big Bangs period.

Universums materia fick i början av denna period kolossala relativa hastigheter ("exploderade" och därav namnet).

I vår tid observeras bevis på Big Bang koncentrationen av helium, väte och några andra lätta element, reliktstrålning och fördelningen av inhomogeniteter i universum (till exempel galaxer).

Astronomer tror att universum var otroligt varmt och fullt av strålning efter big bang.

Atompartiklar - protoner, elektroner och neutroner - bildades på cirka 10 sekunder.

Atomerna själva – helium- och väteatomer – bildades bara några hundra tusen år senare, när universum svalnade och expanderade avsevärt i storlek.

Ekon av Big Bang.

Om Big Bang inträffade för 13 miljarder år sedan skulle universum vid det här laget ha svalnat till en temperatur på cirka 3 grader Kelvin, det vill säga 3 grader över absoluta nollpunkten.

Forskare spelade in bakgrundsradioljud med hjälp av teleskop. Dessa radioljud över hela stjärnhimlen motsvarar denna temperatur och anses vara ekon av big bang som fortfarande når oss.

Enligt en av de mest populära vetenskapliga legenderna såg Isaac Newton ett äpple falla till marken och insåg att det hände under påverkan av gravitationen som utgick från jorden själv. Storleken på denna kraft beror på kroppsvikten.

Tyngdkraften hos ett äpple, som har en liten massa, påverkar inte vår planets rörelse, jorden har en stor massa och den attraherar äpplet mot sig själv.

I kosmiska banor håller gravitationskrafter fast alla himlakroppar. Månen rör sig längs jordens bana och rör sig inte bort från den; i cirkumsolära banor håller solens gravitationskraft planeterna och solen hålls i position i förhållande till andra stjärnor, en kraft som är mycket större än gravitationskraften tvinga.

Vår sol är en stjärna och en ganska vanlig av medelstora. Solen är, precis som alla andra stjärnor, en boll av lysande gas och är som en kolossal ugn, som producerar värme, ljus och andra former av energi. Solsystemet består av planeter i solens omloppsbana och, naturligtvis, själva solen.

Andra stjärnor, eftersom de är väldigt långt ifrån oss, verkar små på himlen, men i själva verket är några av dem hundratals gånger större i diameter än vår sol.

Stjärnor och galaxer.

Astronomer bestämmer platsen för stjärnor genom att placera dem i eller i förhållande till konstellationer. Konstellation – detta är en grupp stjärnor som är synliga i ett visst område på natthimlen, men inte alltid, i verkligheten, i närheten.

Stjärnor i rymdens stora vidder är grupperade i stjärnskärgårdar som kallas galaxer. Vår galax, som kallas Vintergatan, inkluderar solen med alla dess planeter. Vår galax är långt ifrån den största, men den är stor nog att föreställa sig.

Avstånd i universum mäts i förhållande till ljusets hastighet; mänskligheten vet inget snabbare än det. Ljusets hastighet är 300 tusen km/sek. Som ett ljusår använder astronomer en sådan enhet - det här är avståndet en ljusstråle skulle färdas på ett år, det vill säga 9,46 miljoner miljoner km.

Proxima i stjärnbilden Centaur är den stjärna som ligger närmast oss. Den ligger 4,3 ljusår bort. Vi ser henne inte som vi såg på henne för mer än fyra år sedan. Och solens ljus når oss på 8 minuter och 20 sekunder.

Vintergatan med hundratusentals miljoner stjärnor har formen av ett gigantiskt roterande hjul med en utskjutande axel - navet. Solen ligger 250 tusen ljusår från sin axel, närmare kanten på detta hjul. Solen kretsar runt galaxens centrum i sin bana vart 250:e miljon år.

Vår galax är en av många, och ingen vet hur många det finns totalt. Mer än en miljard galaxer har redan upptäckts, och många miljoner stjärnor i var och en av dem. Hundratals miljoner ljusår från jordbor är de mest avlägsna av de redan kända galaxerna.

Vi tittar in i universums mest avlägsna förflutna genom att studera dem. Alla galaxer rör sig bort från oss och från varandra. Det verkar som att universum fortfarande expanderar, och Big Bang var dess ursprung.

Vilka typer av stjärnor finns det?

Stjärnor är lätta gasbollar (plasma) som liknar solen. De bildas från en dammig gasmiljö (mest från helium och väte), på grund av gravitationsinstabilitet.

Stjärnor är olika, men när de väl har uppstått och efter miljoner år kommer de att försvinna. Vår sol är nästan 5 miljarder år gammal och, enligt astronomer, kommer den att existera lika länge, och sedan kommer den att börja dö.

Sol - det här är en enda stjärna, många andra stjärnor är binära, det vill säga, de består faktiskt av två stjärnor som kretsar runt varandra. Astronomer känner också till trippel- och så kallade multipelstjärnor, som består av många stjärnkroppar.

Superjättar är de största stjärnorna.

Antares, med en diameter som är 350 gånger solens diameter, är en av dessa stjärnor. Alla superjättar har dock mycket låga densiteter. Jättar är mindre stjärnor med en diameter som är 10 till 100 gånger större än solen.

Deras densitet är också låg, men den är större än superjättarnas. De flesta synliga stjärnor, inklusive solen, klassificeras som huvudsekvensstjärnor eller mellanstjärnor. Deras diameter kan vara antingen tio gånger mindre eller tio gånger större än solens diameter.

Röda dvärgar kallas minsta huvudsekvensstjärnor och vita dvärgar - kallas ännu mindre kroppar som inte längre tillhör huvudsekvensen stjärnor.

Vita dvärgar (ungefär storleken på vår planet) är extremt täta men väldigt mörka. Deras densitet är många miljoner gånger större än vattentätheten. Det kan finnas upp till 5 miljarder vita dvärgar bara i Vintergatan, även om forskare hittills bara har upptäckt några hundra sådana kroppar.

Låt oss titta på en video som jämför storleken på stjärnor som ett exempel.

En stjärnas liv.

Varje stjärna, som tidigare nämnts, föds från ett moln av damm och väte. Universum är fullt av sådana moln.

Bildandet av en stjärna börjar när, under påverkan av någon annan (ingen förstår) kraft och under påverkan av gravitationen, som astronomer säger, kollapsen eller "kollapsen" av en himlakropp inträffar: molnet börjar rotera, och dess mitt värms upp. Du kan se stjärnornas utveckling.

Kärnreaktioner börjar när temperaturen inuti ett stjärnmoln når en miljon grader.

Under dessa reaktioner kombineras kärnorna av väteatomer för att bilda helium. Energin som produceras av reaktionerna frigörs i form av ljus och värme och en ny stjärna tänds.

Stjärndamm och restgaser observeras runt nya stjärnor. Planeterna bildades runt vår sol av denna materia. Visst, liknande planeter bildades runt andra stjärnor, och det kommer sannolikt att finnas vissa former av liv på många planeter, vars upptäckt mänskligheten inte känner till.

Stjärnexplosioner.

En stjärnas öde beror till stor del på dess massa. När en stjärna som vår sol använder sitt "vätebränsle" drar heliumskalet ihop sig och de yttre lagren expanderar.

Stjärnan blir en röd jätte i detta skede av sitt liv. Sedan, med tiden, rör sig dess yttre skikt skarpt bort och lämnar bara en liten ljus kärna av stjärnan efter sig - vit dvärg. Svart dvärg(en enorm kolmassa) blir stjärnan, gradvis kyls ned.

Ett mer dramatiskt öde väntar stjärnor med en massa flera gånger jordens massa.

De blir superjättar, mycket större än röda jättar, eftersom deras kärnbränsle töms och de expanderar till att bli så enorma.

Efteråt, under påverkan av gravitationen, inträffar en kraftig kollaps av deras kärnor. Stjärnan slits i bitar av en ofattbar explosion av frigjord energi.

Astronomer kallar en sådan explosion för en supernova. Miljontals gånger ljusare än solen, en supernova lyser under en tid. För första gången på 383 år, i februari 1987, var en supernova från en angränsande galax synlig för blotta ögat från jorden.

Beroende på stjärnans initiala massa kan en liten kropp som kallas neutronstjärna lämnas kvar efter en supernova. Med en diameter på högst några tiotals kilometer består en sådan stjärna av solida neutroner, vilket gör dess densitet många gånger större än den enorma densiteten hos vita dvärgar.

Svarta hål.

Kraften från kärnkollaps i vissa supernovor är så stor att komprimeringen av materia praktiskt taget inte leder till att den försvinner. En del av yttre rymden med otroligt hög gravitation finns kvar istället för materia. Ett sådant område kallas ett svart hål, dess kraft är så kraftfull att den drar in allting i sig själv.

Svarta hål kan inte vara synliga på grund av deras natur. Astronomer tror dock att de har hittat dem.

Astronomer letar efter binära stjärnsystem med kraftfull strålning och tror att den härrör från materia som flyr in i det svarta hålet, åtföljd av uppvärmningstemperaturer på miljontals grader.

En sådan strålkälla upptäcktes i stjärnbilden Cygnus (det så kallade svarta hålet Cygnus X-1). Vissa forskare tror att det förutom svarta hål också finns vita. Dessa vita hål dyker upp på den plats där det uppsamlade materialet förbereder sig för att börja bilda nya stjärnkroppar.

Universum är också fyllt av mystiska formationer som kallas kvasarer. Dessa är förmodligen kärnorna i avlägsna galaxer som lyser starkt, och bortom dem ser vi ingenting i universum.

Strax efter bildandet av universum började deras ljus att röra sig i vår riktning. Forskare tror att energi lika med kvasarer bara kan komma från kosmiska hål.

Pulsarer är inte mindre mystiska. Pulsarer är formationer som regelbundet avger energistrålar. De, enligt forskare, är stjärnor som roterar snabbt, och ljusstrålar utgår från dem, som kosmiska fyrar.

Universums framtid.

Ingen vet vad vårt universums öde är. Det verkar som om den fortfarande expanderar efter den första explosionen. Det finns två möjliga scenarier inom en mycket avlägsen framtid.

Enligt den första av dem,öppen rymdteori kommer universum att expandera tills all energi spenderas på alla stjärnor och galaxerna upphör att existera.

Andra - teorin om det stängda rummet, enligt vilken universums expansion en dag kommer att sluta, det kommer att börja dra ihop sig igen och kommer att fortsätta att krympa tills det försvinner i processen.

Forskare kallade denna process, i analogi med big bang, den stora kompressionen. Som ett resultat kan ytterligare en big bang inträffa, vilket skapar ett nytt universum.

Så, allt hade en början och det kommer att bli ett slut, men ingen vet vad det kommer att bli...

Vad finns bortom universum? Denna fråga är för komplex för mänsklig förståelse. Detta beror på det faktum att det först och främst är nödvändigt att bestämma dess gränser, och det är långt ifrån lätt.

Det allmänt accepterade svaret tar endast hänsyn till det observerbara universum. Enligt honom bestäms dimensioner av ljusets hastighet, eftersom det bara går att se ljuset som sänds ut eller reflekteras av föremål i rymden. Det är omöjligt att se längre än det mest avlägsna ljuset, som färdas genom hela universums existens.

Utrymmet fortsätter att expandera, men det är fortfarande ändligt. Dess storlek kallas ibland för Hubble-volymen eller sfären. Människan i universum kommer förmodligen aldrig att kunna veta vad som ligger bortom dess gränser. Så för all utforskning är detta det enda utrymmet som någonsin kommer att behöva interageras med. Åtminstone inom en snar framtid.

Storhet

Alla vet att universum är stort. Hur många miljoner ljusår sträcker det sig?

Astronomer studerar noggrant kosmisk mikrovågsbakgrundsstrålning - efterskenet från Big Bang. De letar efter samband mellan det som händer på ena sidan av himlen och det som händer på den andra. Och än så länge finns det inga bevis för att det finns något gemensamt. Detta betyder att universum inte upprepar sig under 13,8 miljarder år i någon riktning. Detta är hur mycket tid ljus behöver för att nå åtminstone den synliga kanten av detta utrymme.

Vi är fortfarande oroade över frågan om vad som ligger bortom det observerbara universum. Astronomer medger att rymden är oändlig. "Materian" i den (energi, galaxer, etc.) är fördelad på exakt samma sätt som i det observerbara universum. Om detta verkligen är fallet, uppstår olika anomalier av vad som är på kanten.

Det finns inte bara fler olika planeter utanför Hubble-volymen. Där kan du hitta allt som kan tänkas finnas. Om du går tillräckligt långt kan du till och med hitta ett annat solsystem med en jord som är identisk på alla sätt förutom att du fick gröt istället för äggröra till frukost. Eller så blev det ingen frukost alls. Eller låt oss säga att du gick upp tidigt och rånade en bank.

Faktum är att kosmologer tror att om man går tillräckligt långt kan man hitta en annan Hubble-sfär som är helt identisk med vår. De flesta forskare tror att universum vi känner har gränser. Vad som ligger bortom dem förblir det största mysteriet.

Kosmologisk princip

Detta koncept innebär att oavsett observatörens plats och riktning ser alla samma bild av universum. Detta gäller naturligtvis inte mindre studier. Denna homogenitet i rymden orsakas av jämlikheten i alla dess punkter. Detta fenomen kan bara upptäckas på skalan av en galaxhop.

Något liknande detta koncept föreslogs först av Sir Isaac Newton 1687. Och därefter, på 1900-talet, bekräftades detta av observationer från andra forskare. Logiskt sett, om allt uppstod från en punkt i Big Bang och sedan expanderade in i universum, skulle det förbli ganska homogent.

Avståndet från vilket man kan observera den kosmologiska principen för att hitta denna uppenbara enhetliga fördelning av materia är cirka 300 miljoner ljusår från jorden.

Men allt förändrades 1973. Då upptäcktes en anomali som bröt mot den kosmologiska principen.

Stor attraktion

En enorm koncentration av massa upptäcktes på ett avstånd av 250 miljoner ljusår, nära konstellationerna Hydra och Centaurus. Dess vikt är så stor att den kan jämföras med tiotusentals massor av Vintergatan. Denna anomali anses vara en galaktisk superkluster.

Detta föremål kallades den stora attraktionen. Dess gravitationskraft är så stark att den påverkar andra galaxer och deras kluster under flera hundra ljusår. Det har länge varit ett av de största mysterierna i rymden.

1990 upptäcktes det att rörelsen av kolossala galaxhopar, kallade Great Attractor, tenderar till en annan region i rymden - bortom universums kant. Hittills kan denna process observeras, även om själva anomalien är i "undvikande zonen".

Mörk energi

Enligt Hubbles lag ska alla galaxer röra sig jämnt bort från varandra och bevara den kosmologiska principen. Men 2008 dök en ny upptäckt upp.

Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) upptäckte en stor grupp av kluster som rörde sig i samma riktning med hastigheter på upp till 600 miles per sekund. De var alla på väg mot ett litet område på himlen mellan stjärnbilderna Centaurus och Velus.

Det finns ingen uppenbar anledning till detta, och eftersom det var ett oförklarat fenomen kallades det "mörk energi". Det orsakas av något utanför det observerbara universum. För närvarande finns det bara gissningar om dess natur.

Om galaxhopar dras mot ett kolossalt svart hål, bör deras rörelse accelerera. Mörk energi indikerar den konstanta hastigheten hos kosmiska kroppar över miljarder ljusår.

En av de möjliga orsakerna till denna process är massiva strukturer som finns utanför universum. De har ett enormt gravitationsinflytande. Det finns inga jättestrukturer i det observerbara universum med tillräcklig gravitationsvikt för att orsaka detta fenomen. Men detta betyder inte att de inte kunde existera utanför den observerbara regionen.

Detta skulle innebära att universums struktur inte är homogen. När det gäller själva strukturerna kan de vara bokstavligen vad som helst, från aggregat av materia till energi i en skala som knappt går att föreställa sig. Det är till och med möjligt att dessa är vägledande gravitationskrafter från andra universum.

Oändliga bubblor

Det är inte helt korrekt att tala om något utanför Hubble-sfären, eftersom det fortfarande har en identisk struktur som Metagalaxis. "Det okända" har samma fysiska lagar i universum och konstanter. Det finns en version att Big Bang orsakade uppkomsten av bubblor i rymdens struktur.

Omedelbart efter det, innan universums uppblåsning började, uppstod ett slags "kosmiskt skum", som existerade som ett kluster av "bubblor". Ett av föremålen för detta ämne expanderade plötsligt och blev så småningom det universum som är känt idag.

Men vad kom ut ur de andra bubblorna? Alexander Kashlinsky, chef för NASA-teamet, organisationen som upptäckte "mörk energi", sa: "Om du rör dig tillräckligt långt bort kan du se en struktur som är utanför bubblan, utanför universum. Dessa strukturer måste skapa rörelse."

Således uppfattas "mörk energi" som det första beviset på existensen av ett annat universum, eller till och med ett "multiversum".

Varje bubbla är ett område som har slutat sträcka sig tillsammans med resten av rymden. Hon bildade sitt eget universum med sina egna speciallagar.

I det här scenariot är rymden oändlig och varje bubbla har heller inga gränser. Även om det är möjligt att bryta gränsen för en av dem, växer utrymmet mellan dem fortfarande. Med tiden kommer det att vara omöjligt att nå nästa bubbla. Detta fenomen är fortfarande ett av kosmos största mysterier.

Svart hål

Teorin som föreslagits av fysikern Lee Smolin föreslår att varje liknande kosmiskt objekt i strukturen av Metagalaxy orsakar bildandet av ett nytt. Man behöver bara föreställa sig hur många svarta hål det finns i universum. Var och en har fysiska lagar som skiljer sig från dess föregångare. En liknande hypotes beskrevs först 1992 i boken "Life of the Cosmos".

Stjärnor runt om i världen som faller i svarta hål komprimeras till otroligt extrema tätheter. Under sådana förhållanden exploderar detta utrymme och expanderar till sitt eget nya universum, annorlunda än originalet. Den punkt där tiden stannar inuti ett svart hål är början på Big Bang av en ny metagalaxi.

De extrema förhållandena inuti det kollapsade svarta hålet leder till små, slumpmässiga förändringar i de underliggande fysiska krafterna och parametrarna i dotteruniversumet. Var och en av dem har egenskaper och indikatorer som skiljer sig från deras föräldrar.

Förekomsten av stjärnor är en förutsättning för att liv ska kunna bildas. Detta beror på det faktum att kol och andra komplexa molekyler som stödjer liv skapas i dem. Därför kräver bildandet av varelser och universum samma förutsättningar.

En kritik av kosmiskt naturligt urval som en vetenskaplig hypotes är bristen på direkta bevis i detta skede. Men man bör komma ihåg att det ur trossynpunkt inte är värre än de föreslagna vetenskapliga alternativen. Det finns inga bevis för vad som ligger bortom universum, vare sig det är multiversum, strängteorin eller det cykliska rummet.

Många parallella universum

Denna idé verkar vara något som har liten relevans för modern teoretisk fysik. Men idén om existensen av ett multiversum har länge ansetts vara en vetenskaplig möjlighet, även om det fortfarande orsakar aktiv debatt och destruktiv debatt bland fysiker. Detta alternativ förstör helt idén om hur många universum det finns i rymden.

Det är viktigt att komma ihåg att multiversum inte är en teori, utan snarare en konsekvens av den moderna förståelsen av teoretisk fysik. Denna distinktion är kritisk. Ingen viftade med handen och sa: "Låt det finnas ett multiversum!" Denna idé härleddes från nuvarande läror som kvantmekanik och strängteori.

Multiversum och kvantfysik

Många människor är bekanta med tankeexperimentet "Schrödingers katt". Dess väsen ligger i det faktum att Erwin Schrödinger, en österrikisk teoretisk fysiker, påpekade kvantmekanikens ofullkomlighet.

Forskaren föreslår att man föreställer sig ett djur som placerats i en stängd låda. Om du öppnar den kan du ta reda på ett av två tillstånd hos katten. Men så länge lådan är stängd är djuret antingen levande eller dött. Detta bevisar att det inte finns något tillstånd som kombinerar liv och död.

Allt detta verkar omöjligt bara för att mänsklig uppfattning inte kan förstå det.

Men det är fullt möjligt enligt kvantmekanikens konstiga regler. Utrymmet av alla möjligheter i det är enormt. Matematiskt är ett kvantmekaniskt tillstånd summan (eller superposition) av alla möjliga tillstånd. När det gäller Schrödingers katt är experimentet en överlagring av "döda" och "levande" positioner.

Men hur kan detta tolkas så att det har någon praktisk betydelse? Ett populärt sätt är att tänka på alla dessa möjligheter på ett sådant sätt att kattens enda "objektivt sanna" tillstånd är det observerbara. Men man kan också hålla med om att dessa möjligheter är sanna och att de alla finns i olika universum.

Strängteorin

Detta är den mest lovande möjligheten att kombinera kvantmekanik och gravitation. Detta är svårt eftersom gravitationen är lika obeskrivlig i små skalor som atomer och subatomära partiklar är i kvantmekaniken.

Men strängteorin, som säger att alla fundamentala partiklar är gjorda av monomera element, beskriver alla kända naturkrafter på en gång. Dessa inkluderar gravitation, elektromagnetism och kärnkrafter.

Matematisk strängteori kräver dock minst tio fysiska dimensioner. Vi kan bara observera fyra dimensioner: höjd, bredd, djup och tid. Därför är ytterligare dimensioner dolda för oss.

För att kunna använda teori för att förklara fysikaliska fenomen är dessa ytterligare studier "täta" och för små i liten skala.

Problemet eller egenskapen med strängteorin är att det finns många sätt att göra kompaktering. Var och en av dessa resulterar i ett universum med olika fysiska lagar, såsom olika elektronmassor och gravitationskonstanter. Det finns dock också allvarliga invändningar mot kompakteringsmetoden. Därför är problemet inte helt löst.

Men den uppenbara frågan är: vilka av dessa möjligheter lever vi i? Strängteorin ger ingen mekanism för att bestämma detta. Det gör det värdelöst eftersom det inte går att testa det ordentligt. Men att utforska kanten av universum har förvandlat detta fel till en funktion.

Konsekvenser av Big Bang

Under universums tidigaste struktur fanns det en period av accelererad expansion som kallas inflation. Inledningsvis förklarade det varför Hubble-sfären är nästan enhetlig i temperatur. Men inflationen förutspådde också ett spektrum av temperaturfluktuationer kring denna jämvikt, vilket senare bekräftades av flera rymdfarkoster.

Även om de exakta detaljerna i teorin fortfarande diskuteras hett, är inflationen allmänt accepterad av fysiker. En följd av denna teori är dock att det måste finnas andra objekt i universum som fortfarande accelererar. På grund av kvantfluktuationer i rumtiden kommer vissa delar av den aldrig att nå det slutliga tillståndet. Detta innebär att utrymmet kommer att expandera för alltid.

Denna mekanism genererar ett oändligt antal universum. Genom att kombinera detta scenario med strängteori, finns det en möjlighet att var och en har olika kompaktering av ytterligare dimensioner och därför har olika fysiska lagar i universum.

Enligt doktrinen om multiversum, förutspådd av strängteori och inflation, lever alla universum i samma fysiska utrymme och kan skära varandra. De måste oundvikligen kollidera och lämna spår på den kosmiska himlen. Deras karaktär sträcker sig från kalla eller heta fläckar i den kosmiska mikrovågsbakgrunden till anomala tomrum i utbredningen av galaxer.

Eftersom kollisioner med andra universum måste ske i en viss riktning förväntas alla störningar störa homogeniteten.

Vissa forskare letar efter dem genom anomalier i den kosmiska mikrovågsbakgrunden, efterskenet från Big Bang. Andra befinner sig i gravitationsvågor, som krusar genom rumtiden när massiva föremål passerar förbi. Dessa vågor kan direkt bevisa förekomsten av inflation, vilket i slutändan stärker stödet för multiversumteorin.