Есть ли центр у вселенной. Что такое Вселенная и из чего она состоит? Центр вселенной что значит

Многим из нас приходилось слышать от своих родных и друзей: «Прекрати вести себя так, как будто ты центр Вселенной!» «Футурист» объясняет, почему с точки зрения науки вы имеете право считать себя центром мира – хотя для закоренелых эгоистов это не должно быть оправданием.

Часто возникает вопрос: « Где произошёл Большой взрыв?» Почему-то часть людей представляет себе возникновение Вселенной как взрыв гранаты: невидимая рука бросила снаряд в некую точку пространства, и оттуда в разные стороны осколками разлетелись галактики - в том числе и наш Млечный Путь.

На самом деле точку отсчета Вселенной следует искать не в пространстве, а во времени - а именно 13,8 миллиардов лет назад. Все, что мы видим, и все, о чем мы знаем, когда-то было размером с грейпфрут - в этом плотном сгустке не было лишь времени. С самого своего рождения Вселенная расширялась и будет расширяться не в пространстве, а в бесконечности времени - потому что сама Вселенная является пространством .

Мы живём в настоящем времени. Мы можем заглянуть в прошлое вплоть до Большого взрыва. К сожалению, мы не способны заглянуть в будущее: мы можем только фантазировать о том, как сложится судьба Вселенной - ведь даже свой завтрашний день человек предсказать не в состоянии. Но мы точно знаем: настоящее - это центр времени, а значит, и центр Вселенной. Он присутствует одновременно везде и нигде, в каждый момент времени покрываясь концентрическими оболочками прошлого.

Да, мы являемся центром Вселенной - как когда-то центром Вселенной были динозавры или первые органические молекулы.

Когда Альберт Эйнштейн соединил пространство и время в своей теории относительности в 1905 году, он предположил, что наши глаза - это машина времени. Жизнь несется со скоростью 300 тысяч километров в секунду - это и скорость света, и скорость информации. Ничто не может двигаться быстрее этого космического ограничителя скорости: всему, что мы видим, слышим и чувствуем, требуется некоторое время, чтобы добраться до нас. Вот почему вся информация приходит к нам из прошлого. И наши светочувствительные глаза - это кабины машины времени, которые способны двигаться только назад.

Мы видим поверхность Луны такой, какой она была полторы секунды назад - за это время ее свет достигает наших глаз. Солнечный свет доходит до нас за 8 минут 19 секунд, свет Юпитера - за 37 минут. Свету от центра Млечного Пути, скрывающемуся за толстыми звездными и пылевыми облаками Стрельца, требуется 26 тысяч лет, чтобы добраться до Земли: пока он дошел до нас из глубин космоса, примитивные поселения ледникового периода успели превратиться в мегаполисы. Дверь, которой хлопнул, уходя, ваш любимый человек, на самом деле закрылась за ним наносекунду назад.

Это не только поэзия, это математика. Вся информация, доступная в любой точке Вселенной - это так называемый световой конус, чья поверхность состоит из распространяющихся в пространстве-времени световых волн. Вектор времени направлен из прошлого в будущее. Наблюдатель находится на вершине конуса - то есть, в настоящем времени.

Световой сигнал, поступивший из нижнего конуса (конуса прошлого), достигает наблюдателя - как свет Луны или далеких звезд. Сигнал, посланный наблюдателем из настоящего, влияет на будущее. Но будущее не может повлиять на наблюдателя - для этого пришлось бы повернуть время вспять - а это противоречит теории относительности Эйнштейна.

Слово «Вселенная» известно всем с раннего детства. Именно его мы вспоминаем, когда поднимаем голову и, затаив дыхание, смотрим в бескрайнее небо, наполненное огоньками звезд. Мы спрашиваем себя: «Насколько бесконечна наша Вселенная? Есть ли у нее конкретные пространственные границы, наконец, можно ли найти то место, в котором находится центр Вселенной?»

Что такое Вселенная

Под этим термином принято понимать все разнообразие звезд, которое можно увидеть не только невооруженным глазом, но и при помощи таких, как телескоп. В ее состав входит множество галактик. Поскольку мы не можем пока видеть Вселенную полностью, то и ее границы недоступны для наших глаз. Вполне может оказаться, что она и вовсе бесконечна. Также невозможно определить наверняка ее форму. Чаще всего ее представляют в форме диска, но она вполне может оказаться и шарообразной, и овальной. И не меньше споров возникает вокруг вопроса о том, где находится центр Вселенной.

Где расположен центр Вселенной

Существуют различные теории объяснения этого понятия. Так, можно вспомнить Эйнштейна: согласно ей центром Вселенной может считаться любая точка, относительно которой производятся измерения. За годы существования человечества взгляд на эту проблему претерпел серьезные изменения. Когда-то считалось, что именно Земля - центр Вселенной и всего мироздания. По мнению древних, она должна была иметь плоскую форму и опираться на четырех слонов, которые, в свою очередь, стоят на черепахе. Позже была принята гелиоцентрическая модель, в соответствии с которой центр Вселенной находился на Солнце. И только тогда, когда ученые осознали, что Солнце является всего лишь одной из небесных звезд, причем не самой большой, представления о центре Вселенной пришли к тому виду, какой мы имеем сегодня.

Понятие центра Вселенной в теории Большого взрыва

Так называемая «Теория Большого взрыва» была предложена всему астрономическому сообществу Фредом Хойлом - известным ученым-физиком - как объяснение возникновения Вселенной. На сегодняшний день именно она, пожалуй, наиболее популярна в самых различных кругах. Согласно этой теории, пространство, которое занимает теперь наша Вселенная, возникло в результате очень быстрого, напоминающего взрыв, расширения из ничтожно малого первоначального объема. С одной стороны, по всем человеческим представлениям такая модель должна иметь не только вполне определенные границы, но и центр, который находится в том месте, из которого, собственно, и началось расширение. Но существуют материи, которые людям, живущим в ограниченном просто невозможно себе представить. Так и точка, которая является астрономическим центром пространства, может находится в другом, недоступном нам, измерении.

Исследования телескопа «Хаббл»

Недавно в средствах массовой информации появились сообщения о том, что орбитальный телескоп «Хаббл» сделал серию снимков ядра нашей Вселенной. И был обнаружен некий город в центре Вселенной, от которого веером разбегаются галактики. Подробно исследовать его пока не представляется возможным, поскольку расположен он слишком далеко.

Где бы ни находилась точка астрономического центра нашей Вселенной, мы пока не сможем не только достичь ее, но даже просто увидеть.

Известно, что Вселенная образовалась в результате так называемого взрыва. Но это не означает, что мы всё знаем о ней. Начнём с того, что взрыв не был таким, что всё началось с плотной субстанции, обладающей высокой температурой, а потом остыло. Более того, до сих пор не понятно, есть ли у Вселенной центральная часть .

Логично предположить, что если она расширяется, то откуда то, значит, она есть. Рассмотрим, как происходило испытание «Тринити». По прошествии 16 миллисекунд от начала взрыва верхняя часть огненного шара находится на высоте, равной 200 м. То есть, взрыв идёт в некой точке и расползается.

При этом быстрее наружу попадает наиболее быстро движущийся материал. А плотность энергии дальше от эпицентра взрыва снижается быстрее. По прошествии времени состав Вселенной изменяется, формируются Галактики, звёзды. Потом они сливаются с большими Галактиками. То есть, мы думаем, что чем дальше мы заглядываем, тем моложе там Вселенная , что неверно.

Как обстоит дело на самом деле

На самом деле на любом расстоянии Вселенная выглядит равнозначно. И на огромном удалении объектов намного больше, чем на меньшем. При этом учёные предполагают, что, если Вселенная сформировалась в результате взрыва, её центром должен быть Млечный Путь. Но не слишком ли это щедро с её стороны, что мы находимся в самом её центре? Если бы начало Вселенной заключалось именно во взрыве, мы бы удалились от её центра.

Таким образом, логично предположить, что Вселенная началась не с плотного и горячего состояния, и не со взрыва, а с расширения – а это несколько иное понятие. И оно совершенно не говорит в пользу того, что отсчёт пошёл с 1 точки. Это могла быть целая область.

Более того, большой взрыв мог происходить сразу в нескольких частях. Воспринять такое положение дел человеку сложно, но оно имеет под собой разумные основания.

Взять хотя бы свет, уже ясно, что, благодаря ему мы видим сильно отдаленные части галактик такими, какими они были в прошлом. То, что видим мы, представляет собой особый космический фон, его видно абсолютно из любой части Вселенной .

При этом центра у Вселенной может и не быть. А то, откуда она пошла, может быть и бесконечностью. А если имеется центр, он может располагаться там, где мы и предположить не можем. Люди не обладают достаточной информацией для того, чтобы точно утверждать, что они правы. Мы просто видим всё со своей человеческой точки зрения.

Наша Вселенная началась с Большого Взрыва, но это не означает, что мы правильно ее себе нарисовали. Большинство из нас представляют это как настоящий взрыв: когда все начинается с горячего и плотного, а потом остывает и охлаждается, пока отдельные фрагменты разлетаются все дальше и дальше. Но это же вообще не соответствует действительности. Поэтому и рождается вопрос: а есть ли у Вселенной центр? Действительно ли космическое фоновое излучение одинаково удалено от нас, куда ни посмотри? Ведь если Вселенная расширяется, должно же это расширение было с чего-то начинаться?

Давайте на мгновение задумаемся о физике взрыва и какой была бы наша Вселенная, если бы с него началась.

Первые этапы взрыва во время ядерного испытания «Тринити», спустя 16 миллисекунд после взрыва. Вершина огненного шара на высоте 200 метров. 16 июля 1945 года

Взрыв начинается в точке и быстро расширяется наружу. Самый быстро движущийся материал выходит наружу быстрее всего, а значит и распространяется быстрее всего. Чем дальше вы от центра взрыва, тем меньше материала вас догонит. Плотность энергии снижается по мере течения времени, но дальше от взрыва она падает быстрее, потому что на окрестностях энергетический материал более разреженный. Независимо от того, где вы находитесь, вы всегда будете в состоянии - если вас не уничтожит - реконструировать центр взрыва.

Крупномасштабная структура Вселенной меняется с течением времени, поскольку крошечные дефекты растут и образуют первые звезды и галактики, а затем сливаются с образованием больших, современных галактик, которые мы видим сегодня. Чем дальше вы смотрите, тем моложе Вселенная.

Но это не та Вселенная, которую мы видим. Вселенная выглядит одинаково на больших и малых расстояниях: те же плотности, те же энергии, те же галактики и т. п. Далекие объекты, которые удаляются от нас на больших скоростях, не совпадают возрастом с объектами, которые расположены ближе к нам и движутся с меньшими скоростями; они кажутся моложе. И на большом удалении объектов становится не меньше, а больше. И если мы посмотрим на то, как движется все во Вселенной, мы увидим, что несмотря на то, что мы видим на десятки миллиардов световых лет, мы реконструировали центр прямо там, где находимся.

Сверхскопление Ланиакея, на котором положение Млечного Пути отмечено красным, представляет всего лишь одну миллиардную долю объема наблюдаемой Вселенной. Если Вселенная началась со взрыва, Млечный Путь был бы точно в центре.

Означает ли это, что мы, из всех триллионов галактик во Вселенной, оказались в центре Большого Взрыва? И что изначальный «взрыв» был настроен именно таким образом - с нерегулярными, неоднородными плотностями энергии, «точками отсчета» и загадочным свечением в 2,7 К - чтобы мы оказались в его центре? Как щедро было бы со стороны Вселенной настроить себя таким образом, чтобы мы оказались в этой невероятно нереалистичной точке на старте.

Во время взрыва в космосе внешний материал будет удаляться быстрее всего, а значит, именно он будет быстрее всего демонстрировать другие свойства, удаляясь от центра, поскольку будет быстрее терять энергию и плотность.

Но общая теория относительности подсказывает нам, что это не взрыв, а расширение. Вселенная началась с горячего, плотного состояния и расширялась именно ее ткань. Существует заблуждение, что это должно было начинаться с одной точки, но нет. Целая область имела такие свойства - заполненная веществом, энергией и пр. - и затем в действие вступала просто вселенская гравитация.

Эти свойства были одинаковыми везде и всюду - плотность, температура, число галактик и т. п. Но если бы мы могли это увидеть, мы обнаружили бы свидетельства развивающейся Вселенной. Поскольку Большой Взрыв происходил сразу и везде определенное время назад в некой области пространства, а эта область - все, что мы можем видеть, если смотрим с нашей точки зрения - мы видим область пространства, которая не слишком отличается от нашей собственной позиции в прошлом. Это сложно понять, но вы постарайтесь.

Смотреть назад на большие космические расстояния - как смотреть назад во времени. Прошло 13,8 миллиарда лет с Большого Взрыва там, где мы сейчас есть, но Большой Взрыв также происходил и в других местах. Свет, путешествующий во времени от тех галактик, означает, что мы видим удаленные регионы, какими они были в прошлом.

Галактики, свет которых добирался до нас миллиард лет, видны для нас такими, какими они были миллиард лет назад; галактики, которые проявляются нам спустя десять миллиардов лет, выглядят такими, какими они были именно такое время назад. 13,8 миллиарда лет назад Вселенная была полна излучения, а не вещества, и когда впервые сформировались нейтральные атомы, это излучение никуда не делось, остыло и прошло через красное смещение из-за расширения Вселенной. То, что мы видим как космический микроволновый фон, не только послесвечение Большого Взрыва, но его видно из любой точки Вселенной.

У Вселенной не обязательно будет центр. То, что мы называем «областью» пространства, в которой произошел Большой Взрыв, может быть и бесконечностью. Если центр и есть, он может быть буквально где угодно, и мы об этом не знали бы, потому что наблюдаем недостаточно Вселенной, чтобы получить полную информацию. Нам нужно было бы увидеть край, фундаментальную анизотропию (когда разные направления выглядят по-разному) в температурах и числах галактик, а наша Вселенная на самых больших масштабах кажется одинаковой везде и во всех направлениях.

Не существует места, с которого Вселенная начала расширяться, есть время, когда Вселенная начала расширяться. Именно это и являл собой Большой Взрыв: состояние, в которое перешла вся наблюдаемая Вселенная в определенный момент. Именно поэтому вглядываться во всех направлениях означает смотреть назад во времени. Именно поэтому во всех направлениях Вселенная однородна. Именно поэтому нашу историю космической эволюции можно проследить настолько, насколько наши обсерватории могут видеть.

Возможно, Вселенная имеет конечную форму и размер, но если это и так, то эта информация нам недоступна. Часть наблюдаемой нами Вселенной конечна, и эта информация в ней не заключена. Если вы представляете себе Вселенную как воздушный шар, буханку хлеба или что-нибудь еще по аналогии, не забывайте, что мы можем получить доступ лишь к крошечной части настоящей Вселенной. Все, что мы видим, это ее небольшая часть. И будь она конечной или бесконечной, она не перестает расширяться и разуплотняться.

Вселенная не расширяется в чем-то; она просто становится менее плотной.