Действительно ли Вселенная бесконечна: ответ физиков о ее размере и форме может очень удивить

Об этом пишет Popular Science.

Какой размер Вселенной?

Сара Уэбб, астрофизик из Технологического университета Суинберна, Австралия, говорит, что, возможно, для многих будет большим разочарованием тот факт, что сейчас нет никакого физического способа, с помощью которого можно было бы выяснить, насколько большой является Вселенная.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Хотя астрофизики считают, что Вселенная точно имеет ширину более 93 млрд световых лет. Один световой год равен примерно 9,5 триллионам километров. Для сравнения расстояние до Луны составляет меньше 400 000 км, а длина экватора Земли составляет почти 40 000 км.

Что имеется в виду под шириной Вселенной? Так ученые описывают диаметр сферы так называемой наблюдаемой Вселенной, в центре которой находится Земля.

Учитывая то, что Вселенная, как считается родилась в результате Большого взрыва 13,8 млрд лет назад, то самый древний свет летел к нам со скоростью света 13,8 млрд лет. Получается он пришел с расстояния 13,8 млрд световых лет. Но наблюдаемая Вселенная на самом деле имеет намного больший размер и простирается во всех направлениях, потому что всю свою историю она расширяется. Это значит, что свет, возникший 13,8 млрд лет назад на самом деле преодолел расстояние в 46,5 млрд световых лет из-за расширения пространства. Если считать это расстояние радиусом сферы наблюдаемой Вселенной, то умножаем его на два и получаем 93 млрд световых лет.

По словам Уэбб, людям сложно представить, что пространство на самом деле расширяется быстрее скорости света. Хотя ученые не имеют твердых доказательств общего размера Вселенной, Уэбб считает, что она, вполне возможно, бесконечна. Ведь никаких причин, чтобы Вселенная имела ограниченный размер и это также невероятно сложно представить людям, которые не связны с астрофизикой.

Какую форму имеет Вселенная?

В то же время астрофизики, хотя и спорят о том, есть ли край у Вселенной, согласны с тем, что она имеет плоскую форму. Возможно, это не так форма, которую вы можете себе представить.

По словам Уэбб, плоская форма Вселенной не означает, что она двухмерная. Это означает, что путешествие вперед без изменения направления во Вселенной никогда не вернет вас туда, откуда вы начали. Ученые считают, что Вселенная скорее всего имеет форму четырехмерного листа бумаги.

Вселенная постоянно расширяется

Почти 100 лет назад астрономы впервые выяснили, что Вселенная не является статичным объектом, а постоянно расширяется. Это удалось выяснить благодаря свету других галактик, который меняется по мере их удаления от нас. Чем дальше галактика, тем более красным становится ее свет.

Почти 30 лет назад астрофизики впервые обнаружили, что Вселенная не только расширяется, но и темная энергия ускоряет ее расширение. По словам Эбигейл Ли, астронома из Чикагского университета, США, темная энергия является загадочной силой, которая отталкивает космическую материю и объекты.

Насколько быстро расширяется Вселенная?

Астроном Эдвин Хаббл в конце 20-х годов прошлого века первым предположил, что Вселенная расширяется со скоростью примерно 500 км/с на мегапарсек, где мегапарсек равен 3,26 млн световых лет. Скорость расширения Вселенной затем ученые стали называть постоянной Хаббла, хотя оказалось, что первоначальная оценка ученого была неверной.

Сейчас астрофизики считают, что скорость расширения Вселенной составляет от 65 до 75 км/с на мегапарсек. Постоянная Хаббла зависит как от времени, так и от расстояния. Она больше в больших областях пространства и на более длительных промежутках времени. И вопрос о точной скорости расширения космоса остается нерешенным. В зависимости от того, как ученые проводят измерения, получаются разные результаты.

Наблюдения за переменными звездами цефеидами показывают, что постоянная Хаббла составляет примерно 73 км/с на мегапарсек, а измерение реликтового излучения (первого света Вселенной) показывает иное значение – 67 км/с на мегапарсек.

Уэбб считает, что, возможно, расхождение в значениях скорости расширения Вселенной может быть вызвано ошибками в измерениях. Но также возможно, что силы темной энергии, которые вызывают расширение Вселенной, не полностью однородны. Может быть, нужна новая теория физики, чтобы решить эту загадку.

Как уже писал Фокус, физики выяснили, почему во Вселенной так много самого распространенного химического элемента. Вселенная заполнена огромным количеством молекулярного водорода и физики считают, что атомы водорода сливаются в молекулы благодаря веществу, которое также заполняет весь космос.