Speaker A
Встречайте автомобили Волга, флагманский кроссовер К-50, городской кроссовер К-40, бизнес-седан С50. В них современный европейский дизайн сочетается с международными технологиями, адаптированными к российским условиям.
Обсуждение формы, размера и границ Вселенной с учётом современных космологических теорий и открытий.
Ask about this video. Answers come from its transcript only — with the timestamp, so you can check them.
Generated from the transcript and can be wrong — check the timestamp.
Key Takeaways
- Форма и размер Вселенной остаются открытыми вопросами современной науки.
- Наблюдаемая Вселенная — лишь часть всей Вселенной, которую мы можем изучить.
- Общая теория относительности — фундамент для современных космологических моделей.
- Понятия бесконечности и безграничности в космологии различаются и требуют точного понимания.
- Антигравитация (лямбда-член) играет важную роль в современных теориях, хотя изначально была введена Эйнштейном для статической Вселенной.
What the video covers
- Видео посвящено обсуждению формы и размера Вселенной, а также вопросу о её границах.
- Рассматривается разница между наблюдаемой и всей Вселенной, а также проблемы изучения её топологии.
- Объясняется роль общей теории относительности Эйнштейна в понимании космологии.
- Разбираются исторические и современные подходы к модели Вселенной, включая введение лямбда-члена и понятие антигравитации.
- Обсуждается однородность Вселенной и её эволюция под действием гравитации.
- Приводятся примеры из научных исследований и статей, уточняющих геометрию и топологию Вселенной.
- Поясняются сложные понятия, такие как бесконечность и безграничность, с помощью наглядных пособий.
- Видео содержит обзор ключевых вопросов космологии, включая существование края Вселенной и её возможную замкнутость.
- Автор — астроном Владимир Сурдин — ведёт подкаст, направленный на популяризацию науки.
- Выпуск сопровождается обсуждением реликтового излучения и других космологических данных.
Chapters
- 00:00Введение и постановка вопросов о Вселенной
- 04:15О подкасте и авторе
- 09:03История и теория антигравитации в космологии
- 14:20Решения уравнений Эйнштейна и модели Вселенной
- 19:01Роль гравитации и эволюция Вселенной
- 23:46Наблюдения и методы изучения Вселенной
- 29:46Топология и геометрия Вселенной
- 33:36Заключение и перспективы космологии
Full Transcript — Download SRT & Markdown
Speaker A
Волга — движение вперёд, вдохновлённой историей. Какой размер и какая форма у нашей Вселенной? Замкнута ли наша Вселенная? И есть ли что-то за краем Вселенной? Да и есть ли сам этот край? Сегодня мы обсудим, как учёные представляют себе нашу Вселенную. Это не земной подкаст. Я
Speaker A
астроном Владимир Сурдин. Если вы хотите помочь распространению научных знаний, поставьте под нашим видео лайк. А мы начинаем.
Speaker A
На днях на портале Naked Science, это такой электронный журнал русскоязычный, появилась интересная статья, обзор серьёзной научной работы, названной так: "Физики уточнили возможные размеры Вселенной". Ну, тут мы, конечно, оставим ссылку на оригинальную статью, э, англоязычную.
Speaker A
Наши журналисты немножечко неправильно сформулировали э свой обзор. На самом деле не уточнили размеры Вселенной, а попытались найти более точное описание геометрии, а точнее топологии Вселенной, то есть её геометрической формы. Вот о чём была статья. Но, вообще говоря, она очень
Speaker A
интересная. Это большой, очень большой международный коллектив астрономов, физиков, астрофизиков, космологов поработал. И хотя результат не очень конкретный, но поговорить есть о чём.
Speaker A
Современная космология, вообще говоря, крайне быстро развивается и имеет очень интересные тенденции. Надо за ней следить. Я попробую сегодня подвести итог некоторым знаниям о космологии. Кое-что разъясню, кое-что напомню, кое-что новое расскажу.
Speaker A
Ну давайте начнём с самого начала. Космология — наука о Вселенной в целом. Ну, вообще говоря, это слишком сильное утверждение. Что значит о Вселенной в целом? Посмотрите, э, как слово Вселенная трактуется. Это весь мир, весь окружающий нас мир и та его часть,
Speaker A
которую мы видим, изучаем и вообще всё, до чего мы ещё не дотянулись. Так что тут надо быть осторожней. Астрономы говорят более чётко: астрономическая Вселенная или что-то говорят наблюдаемая Вселенная, то, что мы реально можем изучить, то, что наши приборы видят, это
Speaker A
и есть та часть мира, которую мы изучаем, описываем, пытаемся существующими физическими теориями объяснить строение этой части. Ну а нести ответственность за всю Вселенную — это ещё рановато. Вся Вселенная гораздо больше той её части, которую мы сегодня изучили, ну, и, может быть, завтра
Speaker A
изучим чуть больше. О чём мы сегодня поговорим? Вот некоторые вопросы, которые я наметил, и попытаюсь о них ответить. Во-первых, как мы изучаем Вселенную? Можем ли мы судить о том, что находится за пределами видимой части Вселенной, изученной её части? Какой
Speaker A
размер у Вселенной? Есть ли у Вселенной конец? А во всех ли направлениях Вселенная бесконечна?
Speaker A
Сразу скажу, о бесконечности мы ещё ничего толком не знаем. Вселенная конечная или бесконечная — это открытый
Speaker A
и может быть всегда навсегда останется открытым этот вопрос. Но вообще бесконечность и безграничность — это разные вещи. Вот я тут припас некоторые наглядные пособия, которые помогут мне объяснить, в чём разница между безграничностью и бесконечностью. Это тонкий вопрос.
Speaker A
Поговорим об этом тоже. Какая форма у Вселенной? Замкнута ли эта структура или открытая? Ну и что может рассказать нам и уже рассказало так называемое реликтовое излучение? Вот этот круг вопросов, который мы сегодня попытаемся с вами обсудить.
Speaker A
Это неземной подкаст. Здесь каждую неделю новые выпуски с Владимиром Сурдиным. Даже инопланетяне уже подписались. А вы?
Speaker A
Современная теория, описывающая Вселенную. Это современная физика, а точнее говоря, общая теория относительности. Были какие-то предыдущие из веков к нам приходящие представления о Вселенной в целом? То, что называется космология прошлых эпох.
Speaker A
Ну, фактического-то материала у них не было. Наблюдали только окружающие планеты, спутники, а про всю Вселенную ничего не знали. Сегодня астрономы простёрли свои руки, а точнее говоря, взгляды телескопов очень далеко. И для этого, конечно, понадобилась новая физика, которая может объяснить строение
Speaker A
этой гигантской части окружающего нас мира. Эта новая физика называется общая теория относительности Эйнштейна. Она описывает, э, то, как работает гравитация. Мы долго думали, что гравитация — это главная сила во Вселенной. Ну, по крайней мере, одна из двух главных. Может быть, ещё поговорим
Speaker A
об антигравитации. Ну и на этой теории, конечно, основывают свои расчёты космологи, свои представления, кто были первыми. Вообще говоря, общая теория относительности довольно сложная в математическом смысле. Это набор из взаимносвязанных уравнений, тензорных уравнений, очень сложных. И первые два подхода к ним, к
Speaker A
решениям этих уравнений, были ещё в начале XX века у самого Альберта Эйнштейна и у его коллеги, другого немецкого физика Карла Шваршильда.
Speaker A
Они сделали разные упрощающие предположения, чтобы вообще можно было что-то из этих уравнений получить. Первое самое простое предположение, конечно, сделал сам Эйнштейн. Он представил себе, надо сказать, довольно правильно представил мир в больших масштабах как однородный, то есть везде одинаковый. Какой бы кусочек Вселенной
Speaker A
не взять, вся она состоит из одинаковых частей, из одинаковых материалов, а имеющих одинаковую плотность, по одинаковому движению. Ну, в общем, однородное, как тесто. Это хорошее было предположение. Он сразу упростил ситуацию и позволил кое-какие решения найти. Второе предположение было
Speaker A
у Шваршильда. Он представил себе мир вообще пустой, но ничего в нём. Пустота и только одна массивная точка. Ну, физики любят говорить про точку, хотя, конечно, речь идёт о маленьком теле. И вы понимаете, что решение, которое нашёл Шваршильд, — это мир, пустота, устроенная
Speaker A
вокруг материальной массивной точки. Это решение называется чёрная дыра. О них мы ещё говорили и будем говорить. А вот решение Эйнштейна, оно, конечно, заслуживает интереса, потому что мир-то, на самом деле, это не точка в пустоте, а мир — это много-много разных объектов,
Speaker A
галактики, звёзды, планеты. Но если издалека посмотреть на какой-то кусочек Вселенной, кажется, что он действительно такой, как и остальные кусочки. Можно так мысленно размазать вещество звёзд, галактик, планет, а, и представить себе мир почти однородным.
Speaker A
А решение, которое не то чтобы нашёл, а заставил эти уравнения предложить такое решение Эйнштейну, оказалось неправильно. Дело в том, что Эйнштейн — физик старой формации, и он не мог себе представить мир меняющимся. Ну как это? Раньше Вселенная была другая, сегодня такая, а завтра ещё
Speaker A
третья будет. Нет, конечно, классический физик мог представить себе Вселенную только, ну, совершенно одинаковой во времени, не изменяющейся в больших масштабах. Поэтому, подумав немножко, Эйнштейн понял, что одна гравитация не может дать такое решение. Гравитация всё хочет комковать, уплотнять. Надо
Speaker A
какой-то противовес придумать. И он в свои уравнения ввёл новый математический член, обозначенный буквой лямбда, так называемый лямбда-член, который играет роль антигравитации. Гравитация всё стягивает, антигравитация всё расталкивает, и они могут уравновесить друг друга. Эйнштейну очень понравилась эта идея, и тогда Вселенная была бы
Speaker A
вечная, неизменная. Ну, по крайней мере, в больших масштабах. Конечно, в мелких масштабах звёзды, галактики могли бы рождаться, но мир вообще был бы вечным и бесконечным во времени.
Speaker A
Хорошая идея. И, между прочим, в наши дни она вновь воскресла. Но тогда физики вообще не знали, что такое антигравитация. Нет никакой антигравитации. Есть всемирное тяготение, притяжение всего ко всему, как учил нас знаменитый физик Ньютон. И два других, более молодых, физика и
Speaker A
математика, которые взялись за решение уравнения Эйнштейна, они отказались от мысли об этой несуществующей антигравитации. Они решили так: "Знаем гравитацию, вот и посмотрим, как теория относительности описывает эволюцию Вселенной. Эволюцию, потому что гравитация должна что-то менять в этом мире". Эти два физика, а точнее говоря
Speaker A
математика, а, с физическими интересами были один, а, за гран
Speaker A
Фридман Санкт-Петербургский математик физик метеоролог лётчик, кстати говоря, военный. Во время Первой мировой войны он служил в армии, работал. Они нашли совершенно другие решения, описывающие не стационарную, как мечтал Эйнштейн, а динамичную вселенную.
Speaker A
Эта динамика, в общем, вытекала из элементарных физических соображений. Гравитация всё сжимает, но что-то ей может противостоять. Что именно? Ну вот смотрите, этот шарик, если оставить его только во власти гравитации, что будет делать? падать, но я могу запустить его
Speaker A
вверх, и он некоторое время будет лететь вверх, пока гравитация не остановит его полёт и не заставит падать вниз. Это динамика, это движение. Мы к этому привыкли, бросая камни и играя в теннис и так далее. Примерно также рассуждали Лиметр и Фридман. И их решения были
Speaker A
намного интереснее. Перед вами графики, которые представляют себе их решение. Мир может расширяться, если кто-то заставил его двигаться таким образом, но гравитация способна остановить расширение и обратить его в спять, то есть заставить мир сжиматься. Это вариант. Она может тормозить расширение,
Speaker A
но в конце концов так и не заставит полностью его остановиться, а движение будет всё медленнее, медленнее, медленнее происходить и в бесконечном времени, в конце концов остановится. Ну, кто дождётся бесконечного времени?
Speaker A
Гравитация может быть настолько слаба, что даже при бесконечном течении времени мир будет продолжать разлетаться с какой-то скоростью. И, наконец, гравитация может фактически не проявить себя. Ну, настолько слабая она будет, что вот запустили мы шарик, и он с такой скоростью будет вечно улетать
Speaker A
куда-то там в космос. Запустили расширение Вселенной, и она будет продолжать. Не обращая внимания на слабую гравитацию, результат с такой скоростью. Итак, общий вывод всех этих решений илиметра и Фридмана такой: если мир стартовал с расширения, ну, а как иначе себе представить вселенную,
Speaker A
заполненную галактиками, звёздами, как-то она должна была родиться, то, а, очевидно, она должна тормозить своё расширение. И как это в будущем скажется, вопрос того, насколько сильна гравитация, насколько резким, мощным был старт. Вот такие решения были предложены, и они на самом деле
Speaker A
оказались верными. Мы увидели вселенную расширяющуюся. Мы, астрономы, увидели её расширяющееся. Ну вот. А вопросы, бесконечна ли она или конечна, ограничена ли она в своём объёме? Вселенная же это трёхмирный мир или не ограничена, то есть бесконечно велика. Есть ли у неё границы и эти
Speaker A
границы во времени будут или в пространстве будут? Это всё вопросы, которые надо было решить. Сейчас у космологов очень много разных приборов, которые позволяют приблизиться, уточнить те параметры Вселенной, которые вытекают из общих решений на основе общей теории относительности. Но многие из них ещё не
Speaker A
выяснены до конца. Вот об этом и поговорим. Владимир Георгиевич, решите задачу. Дано. Часовой созвон, три договорённости и пять сервисов, чтобы ничего не потерять. Вопрос: когда начнётся работа?
Speaker A
Но если решать только самому, не сегодня. Если с надёжной командой и Bits24, то сразу и с удовольствием. Этот исервис для бизнеса буквально становится помощником всей компании и упрощает её работу в разы. После длинной встречи искусственный интеллект сам подготовит
Speaker A
резюме звонка и зафиксирует договорённости. Если нужно быстро дать поручение, просто запишите голосовое сообщение. Сервис сам поставит задачи соответственным и сроком. Обсудили детали сделки с клиентом. Карточка в базе заполняется автоматически.
Speaker A
Мессенджер, доски и видеозвонки тоже здесь. Даже приложение можно создать без знаний кода. В общем, один и и сервис вместо пяти подписок. Бизнес в порядке, когда рутину берёт на себя искусственный интеллект, а команда занята действительно важным. Начать можно бесплатно. Ссылка в описании.
Speaker A
Чтобы понять, как вселенная живёт, надо было измерять движение её частей. Ну, части Вселенной когда-то представлялись планетами, потом звёздами, потом мы поняли, что основные части Вселенной - это большие звёздные коллективы, галактики, такие звёздные острова, которые разбросаны по Вселенной. Вот они
Speaker A
представляют из себя из себя главное население нашего мира. Конечно, галактика сконцентрирована скопление, скопление в сверхскопление, но галактика - это такой элементарный элемент нашей Вселенной. Надо было изучить их движение, чтобы понять динамику нашего мира. Первым взялся за это дело
Speaker A
американский астроном Веста Слайфер. В начале XX века он научился измерять скорости движения галактик. Это была очень сложная работа. Рассказывать о том, как это делали астрономы в начале XX века, я даже не берусь, потому что, ну, это было поколение каких-то
Speaker A
фантастически усидчивых наблюдателей. Надо было фотографировать не сами галактики, а их спектры. То есть слабый свет, приходящий от галактики, надо было с помощью призмы, а сегодня это ещё делают и с помощью дифракционных решёток, это точнее, растянуть полосочку цветную, найти там отдельные линии
Speaker A
химических элементов и посмотреть, на каких местах они находятся. Сравнивая с лабораторными спектрами тех же химических элементов, можно было заметить сдвиг, связанный с эффектом доплера. Когда источник света движется от нас, свет немножечко краснеет, а к нам голубеет. И линии в спектре галактик
Speaker A
могли быть, вообще говоря, смещены либо в красную, либо в голубу сторону, в зависимости от того, улетает данная галактика от нас или приближается к нам.
Speaker A
Вот этот эффект и искал Весце Слайфер и обнаружил. И реально несколько десятков окружающих нашу галактику других галактик измерил и нашёл их скорости движения.
Speaker A
Он уже заметил тенденцию, что чем слабее на небе галактика, а значит дальше от нас, тем вроде бы она быстрее от нас удаляется. Некоторые соседние приближаются, но в основном далёкие удаляются. Но найти точную формулу, описывающую это движение, Весслафер не
Speaker A
мог, потому что скорости-то он определил, расстояния этот галактик оставались неизвестными. И тут на сцену выходит из очень ныне известный, я бы сказал, знаменитый астроном Эдвин Хабл.
Speaker A
Тоже американский астроном, работавший там же, на калифорнийских обсерваториях. Но имя Хабла сегодня носит один из лучших космических телескопов. Поэтому Хабал, конечно, известен всем любителям науки. А тогда Эдвин Хабел был молодой очень активный астроном, который взялся за изучение галактик. Собственно, он-то
Speaker A
их и открыл. На самом деле он первым доказал, что галактики - это отдельные звёздные острова. Не какие-то кусочки нашей галактики, в которой мы живём, а отдельные, похожие на наши. иногда даже превосходящие её своим размером, своей массой отдельные звёздные острова. Это,
Speaker A
конечно, первая очень важное открытие, которое в своей жизни совершил Хабл. Естественно, ему довелось работать на крупнейшем телескопе той эпохи. Кто же, кроме него мог взяться за такую работу?
Speaker A
И он её сделал. Я напомню, что, конечно, не он один наблюдал. На большом крупном телескопе работает несколько астрономов.
Speaker A
Чтобы не пропускать хорошую погоду, хорошую возможность наблюдения, они всегда меняют друг другу. И Хаблу помогал ныне не очень известный в широких кругах астроном а Хьюмасон. Он вообще его судьба крайне интересная. Он начинал как погонщик мулов. А мулы помогали строить обсерваторию.
Speaker A
Обсерватории на вершине горы. Туда надо завозить стройматериалы, научные приборы. Автомобили-то были уже автомобили, дорог хороших не было горных, и мулы таскали на себе всё.
Speaker A
Хьюмосон был сначала погонщиков мул, потом строителем в этой обсерватории, потом наблюдателем и стал очень усидчивым наблюдателем. Честно говоря, именно Милтон Хьюмосон основную часть наблюдательной работы и проделал. Это очень тоскливая была работа. Всю ночь на холоде там на вершине горы надо было
Speaker A
просиживать у телескопа реально не с помощью компьютера, а наблюдая своим глазом в окуляр телескопа фотографировать галактики. Это гигантская работа и такая очень тяжёлая на самом деле. Но он её выполнил. Хабл, конечно, в ней тоже участвовал, но именно Хабл изучил а формы галактик и
Speaker A
первым представил нам разнообразие галактик. Это было прекрасное открытие, прекрасная работа, и до сих пор мы её результатами пользуемся. Хабл показал, что галактики бывают разные. Бывают плоские, как тарелки, вращающиеся как блин. И на поверхности этого блина мы часто наблюдаем спиральные ветви. Он
Speaker A
первым выделил класс спиральных галактик, причём разнообразны. Он первым выделил класс, я бы сказал, бесформенных галактик. Ну, кое-какая форма у них есть. Они похожи на клубки. шерсти на шар или на вытянутый мяч для регби.
Speaker A
Такие галактики мы называем эллиптическими, хотя точнее было бы говорить элипсоидальные. Всё это разнообразие форм, а Хабл уложил в очень красивую иллюстрацию, схему, схему, а, внешнего вида галактик. Ну, говорим морфологическую, то есть по внешнему виду. И сегодня каждый любитель
Speaker A
астрономии знает такую морфологическую схему Хабла. Она часто описывается как вилка с двумя зубцами. Ну а любители музыки говорят, это похоже на камертон с двумя ножками. Камертон или вилка хабла, это не имеет значения. Главное, что в неё легли все основные типы галактик,
Speaker A
которые Хабл тогда обнаружил на небе. Элипсоидальные или элиптические, мы говорим, и спиральные разного типа, простые спирали и пересечённые спирали с баром, то есть такой, а, прямой частью, от которой пересекающий центр, от которой спиральные ветви отходят. Хабл очень был рад, что вот так всё удалось,
Speaker A
но продолжая свои наблюдения, он заметил, что некоторые галактики, вообще говоря, не вписываются в эту простую схему. Они и не лепсоидальные, и не спиральные. Чистые спирали на них нет, а какие-то вот какие-то неправильные, по-английскирегюлар.
Speaker A
Куда же их было девать? Поначалу Хабл просто фотографии с такими галактиками сбрасывал в мусорную корзину.
Speaker A
Потом смотрит, а корзина-то уже наполнилась. Много неправильных галактик. Надо было их куда-то вставить. И в этом камертоне Хабла или вилке Хабла появилась новая новая новый тип галактик, неправильные, он их так и назвал. И теперь классификация Хабла больше напоминает теннисную ракетку с ручкой и
Speaker A
такой вот круглой плоской частью. Так или иначе, мы очень благодарны Хаблу за то, что он первым такую простую классификацию галактик представил, и мы до сих пор ей пользуемся. Хотя, конечно, есть и более сложные уже варианты, современные. Но продолжая изучать
Speaker A
галактики, Хабл сделал очень важную вещь. Во-первых, а он а нашёл метод измерения расстояния до галактик. Вообще-то не он его придумал. Другие астрономы изучали расстояние до некоторых звёзд в нашей галактике. Но Хабл, поскольку у него был самый мощный в мире телескоп в то время,
Speaker A
он такие звёзды нашёл и в других галактиках. Это очень яркие звёзды-гиганты. Мы их называем цифииды. Ну или точнее звёзды типа дельтацифея.
Speaker A
Дельта Цефея была первой звездой, которая, проявив свою переменность блеска, то есть она то ярче, то слабее становится регулярно, а показала астрономам, что это хороший метод измерения расстояния до этой звезды. Чем больше период изменения блеска, тем ярче сама звезда, как выяснилось. Поэтому,
Speaker A
обнаружив такие звёзды в далёких галактиках, можно было измерить период её пульсации. она то ярче, то слабее, и по нему узнать, насколько она по-настоящему яркая, а по видимому блеску определить, насколько далеко она удалена от нас, а значит, и вся
Speaker A
галактика, в которой она находится, это сделал Хабл. Он взял результаты, а, которые до него были получены с Лайфером по измерению скоростей галактик, прибавил к ним свои результаты по измерению расстояния до галактик и построил первую диаграмму. расстояние, скорость.
Speaker A
И оказалось, что галактики не хаотически заполняют эту диаграмму, а более или менее выстраиваются в такую полоску диагональную. А именно, чем больше скорость удаления галактик от нас, тем больше расстояние. То есть далёкие галактики быстрее улетают, а более близкие к нам медленнее, а иногда и
Speaker A
вообще не улетают. Ну, значит, они просто наши соседи. Они не хотят с нами расставаться. Это называется законом Хабла. И мы его сегодня доказали на огромном материале. Если Слайфер и Хабл работали вот тут вот в окрестностях нашей галактики, то современные
Speaker A
телескопы и приборы, которые на них функционируют, позволяют измерять расстояния и скорости на огромных расстояниях. Ну, грубо говоря, почти до границ видимой Вселенной. И закон Хабла работает. И мы очень благодарны Хаблу за то, что он впервые нам показал. Мир расширяется
Speaker A
однородно. Чем дальше от нас области окружающей Вселенной, тем быстрее они удаляются. И если бы мы жили не в нашей галактике, а в какой-то другой и наблюдали бы нашу вселенную оттуда, то закон расширения был бы точно такой же, линейный, простой. Он работает для
Speaker A
любого наблюдателя в любой галактике. Наша вселенная в больших масштабах однородно и расширяется во всех направлениях одинаково. Физики называют этот эффект изотропией. Куда не посмотри, всё происходит одинаково. Изотропно и однородно наша Вселенная. Это был первый вывод, который астрономы первой половины
Speaker A
XX века получили. И с тех пор мы знаем, что вселенная расширяется, что Эйнштейн был не прав в своём предположении относительно того, что вселенная статично, неизменно она расширяется. Вот как и как она устроена в более мелких масштабах, это продолжают ещё выяснять
Speaker A
астрономы. Да, мы знаем, галактики - это небольшие части в нашей Вселенной. Они сконцентрированы в группы. Из групп состоят большие скопления галактик. Сами скопления тоже, а, организованы в такую напоминающую соты, как часто говорят, сотовую структуру мира. Но мне она не очень, мне
Speaker A
не очень нравится это определение. Пчелиные соты, они геометрически очень правильные, шестиугольные. А, вообще говоря, сотовая структура Вселенной или структура, состоящая из сверхскопления галактики, она не очень правильная. Она скорее напоминает, знаете, что мочалку вот из таких нитей, пересекающихся с
Speaker A
узелками. Вот больше напоминает такую мочалку, которой мы моемся. А, но это дело вкуса. Как называть структуру Вселенной? Главное, что мы её выяснили.
Speaker A
Но если не обращать внимание на эти мелочи, то Вселенная действительно однородна и она расширяется. Очень хороший простой пример этого, а не трёх, а двумерный. Мы-то живём в трёхмерном пространстве, трудно работать с трёхмерием на экране, а с двумерной моделью проще. Представьте себе шарик,
Speaker A
который надувают прежде поставив фломастером на него точки. Точки - это галактика или скопление галактики.
Speaker A
Надувая шарик и делая вот этот вот шар резиновый всё больше и больше, мы замечаем, как точки удаляются друг от друга на поверхности шара. Это довольно точный, э, точная модель того, как удаляются друг от друга галактики в нашей вселенной. На какую бы точку вы не
Speaker A
сели, например, астроном-муравей на поверхности этого шара сел на какую-то точку, для него это галактика, смотрит во все стороны, всё происходит по хаблу.
Speaker A
Чем дальше была точка от него, тем быстрее она будет удаляться, если шар надувать. Хорошая модель. И она точно, в математическом смысле точно описывает закон Хабла. В неземном подкасте мы обсуждаем новости изучения Вселенной.
Speaker A
Записать и смонтировать видео дело небыстрое. Зато есть время глубоко погрузиться в тему. Если вы хотите узнавать новости изучения Вселенной и новости космонавтики максимально оперативно, подписывайтесь на наш Telegram-канал Неземной Telegram.
Speaker A
Подпишитесь, чтобы не потеряться. Ссылка в описании под видео. Но если сегодня всё удаляется, значит, в прошлом это всё было ближе друг к другу, мы можем как бы включить киноленту обратно и посмотреть, с чего началась эволюция нашего мира. Если сегодня мир
Speaker A
расширяется, в прошлом он был всё более плотным плотным плотным компактным компактным. И на очень многих иллюстрациях, в научне популярных книжках, в учебниках даже и на сайтах, когда мы рассказываем об этом, мы приводим такую иллюстрацию: мир, эволюция нашего мира началась точки.
Speaker A
И обычно мы называем эту точку сингулярностью. Вот тут надо пояснить, что же такое сингулярность. Смысл этого слова простой. особенность, что-то такое, что выпадает из обычного состояния, в котором мы можем, а, о чём-то говорить. Сингулярность - это вот особая точка, где мы спотыкаемся обо
Speaker A
что-то. Обо что мы спотыкаемся? Дело в том, что представляя себе мир в прошлом, мы понимаем, что он был плотным, что не было галактик. Они просто на киноленте, пущенной назад, должны были стукаться друг друга, сливаться в какое-то общее месиво. не было отдельных звёзд, не было
Speaker A
структуры, мир был плотным, плотным. До какой степени мы можем рассуждать о первоначальной плотности нашего мира?
Speaker A
Очевидно, до такой плотности, которую мы воспроизводим в своих лабораториях и знаем, как ведёт себя вещество при большой плотности. Что-то мы знаем, но начиная с некоторого момента, физики говорят: "А вот более плотное вещество наши современные теории описать не могут. Мы не можем проверить
Speaker A
справедливость этих теорий в лабораторном эксперименте, в опыте реальном. А раз не можем проверить, то и никакой ответственности не несём за то, какой была вселенная в самые первые мгновения своего расширения. Это важно.
Speaker A
В этом смысл термина сингулярность, особенность не окружающего нас мира, а наших знаний. Вот тут они останавливаются. И физик, честный физик, астрофизик, астроном, космолог должен сказать: "А более ранние этапы в эволюции Вселенной пока мы описать не можем. Можем фантазировать, но
Speaker A
ответственность за свои фантазии не несём". Вот в чём смысл сингулярности. А почему точка? Хорошо, мы видим на картинках эту точку. Она часто сбивает снтолыку тех, кто увлекается э наукой, но не очень глубоко погружается в серьёзные астрономические книжки или
Speaker A
лекции. Меня буквально, ну, почти каждый раз на публичных лекциях, иногда даже студенты на учебных лекциях спрашивают: "А вы уже нашли то место во Вселенной, где была эта точка, с которой началось её расширение?" Ну нет, конечно, не нашли и найти не
Speaker A
можем, потому что не было такой точки. Вся вселенная начала расширяться одновременно везде, во всех своих частях, и не было пустоты, в которой эта точка как граната рванула.
Speaker A
Ну, мы об этом ещё поговорим. Структуру Вселенной мы сегодня неплохо знаем, ну, в тех масштабах, до которых наши телескопы дотягиваются. Как эта структура сложилась? Это интересный вопрос, и он многое позволяет объяснить и даже сделать интересные предположения.
Speaker A
Если раньше мир был однородным, а сегодня он состоит из отдельных кусочков, звёзд галактик, ну и так далее, об этом говорили, значит, какая-то сила должна была раздробить этот мир на части и заставить его принять современную форму. Да, это сила,
Speaker A
конечно гравитации. И мы даже делаем математические модели на компьютерах, на суперкомпьютерах, которые показывают совершенно однородный мир при расширении так бы навсегда и остался однородным. С какой стати ему дробиться? Значит, он был чуть-чуть неоднородный. маленькие флуктуации плотности, неоднородности плотности должны были быть в исходном
Speaker A
состоянии вселенной, чтобы потом под действием гравитации расти и дробиться на части. Квантовая механика объясняет нам, откуда эти первичные неоднородности могли взяться. Дело в том, что в рамках квантовой механики ничего не бывает одинакового. Всё время происходит флуктуации. даже в вакууме
Speaker A
тем более в веществе. Плукации - это жизнь материи. Они должны были быть очень маленькими на уровне квантовых эффектов, но вселенная расширяется, размеры флуктуации растут, гравитация подхватывает те из них, которые чуть плотнее, чем окружающие, и работает, делает мир неоднородным.
Speaker A
модели показывают, но предсказывают нам, что того количества вещества, которое мы уже обнаружили во Вселенной в виде звёзд, галактик, в общем, того, что видит телескоп, недостаточно, чтобы её, этой материи, этого вещества гравитация совершила свою работу за то время, которое прошло до нашей эпохи, от
Speaker A
начала расширения. Вселенной. Время это, конечно, гигантское, около 14 млрдов лет, но вполне конечная. А модели показывают, нет, за это время маленькие флуктуации и вещества не могли вырасти до масштаба галактики. Что-то им должно было помочь. Этого что-то, этого чего-то
Speaker A
должно было быть раз в пять больше, чем наблюдаемого вещества. Примерно 30 лет назад астрономы натолкнулись на это вещество. Мы его называем общеприняный термин дактер, тёмная материя. По-русски лучше говорить тёмное вещество. Материя - это очень такое философское определение. Это и
Speaker A
вещество, и поля, и всё на свете. Нет, мы поняли, что в мире действительно есть невидимое вещество, гравитация которого помогла нашему миру разделиться на части этого невидимого вещества действительно раз в пять больше, чем, ну, может, в 4 с поно, в пять раз больше, чем видимого
Speaker A
вещества звёзд, галактик. Что это за вещество? Что это за тёмное вещество? Дакметр по-прежнему загадка. Есть некоторые теории физические, гипотезы.
Speaker A
Не буду называть их теориями гипотезы о том, что бы это могло быть, но пока мы не поймали этого вещества, мы не не схватили его своими приборами, так что гипотезы остаются гипотезами, надо ещё его найти. Но его гравитация работает.
Speaker A
Мы в этом убедились. Следя за тем, как движутся звёзды, они чувствуют гравитацию тёмного вещества. Как движутся галактики, они тоже чувствуют гравитацию этого тёмного вещества. Ну, найдём. Я уверен, что найдём мы это вещество. Главное, что оно есть. И мы
Speaker A
теперь поняли, как сложилась структура нашего мира. Модели нам помогли. Ну и астрономы в этом убедились.
Speaker A
Но какой смысл мы вкладываем в термин большой взрыв, когда говорим о начале жизни нашей Вселенной? Вот это интересно, что такое большой взрыв. Но то, что он большой, нет сомнений.
Speaker A
Он породил вселенную. Вот слово взрыв как-то не очень не очень вяжется с нашими бытовыми представлениями о взрыве. Настолько плохо вяжется, что даже опытные физики в первой половине XX века не могли в это поверить, что вот какой-то взрыв породил наш мир. Как это
Speaker A
так? А что было до до взрыва? Вообще-то говоря, вопрос ещё не получивший ответа. А великий, один из великих астрофизиков, а первой половине XX века, Артур Эдингтон, английский физик и астрофизик, он первым сказал слово взрыв по-английски банк, бум большой. Вот так,
Speaker A
наверное, можно перевести. Большой бум. Но он сказал так: "Но не могу я поверить, что весь окружающий наш нас мир родился в результате какого-то большого бума".
Speaker A
Потом один из его учеников и коллег, не менее, кстати говоря, знаменитый астрофизик английский Фред Хойл, в своём рассказе в научнопопулярной передаче, которую он вёл на радио BBC, впервые сформулировал это как биг банк, большой взрыв. И вот с тех пор приклеился этот
Speaker A
термин, который обозначает начало жизни нашей Вселенной, Большой взрыв, биг банк. Но что это? Кстати говоря, сам Хойл в него не верил. Он тоже, как и Эдингтон, говорил: "Ну как это так? Ну не могу себе представить, что какой-то взрыв породил нашу вселенную. Наша
Speaker A
Вселенная была вечной". Но ему же оппоненты говорили, астрономы: "Ну мы же видим, как она расширяется".
Speaker A
Значит, раньше она не была такой, как сегодня. Хойл гениальную гипотезу высказал. Да, говорит, расширяется. Это вы видите, с этим я не поспорю, но на место разлетающегося вещества рождается новое.
Speaker A
Откуда говорили астрономы? А квантовая механика позволяет нам предположить это, потому что какое-то поле, о котором мы не знаем, но оно, может быть, пронизывает всю вселенную, оно время от времени рождает вещество. Да, поля рождают вещество. В этом мы убедились
Speaker A
сегодня. И вот Фред Хойл представлял себе расширяющуюся вселенную, но постоянно сохраняющие свои свойства: плотность, население, галактика и так далее. Такая модель мира называется стационарной, в отличие от модели Эйнштейна. У него была статическая неизменная, как картина, как холст вечно одинаковый.
Speaker A
А у Фреда Хойла стационарная. Стационарный процесс легко увидеть, если открыть кран на кухне, и вы увидите, как из него течёт вода. Это же динамика, это же движение. Но вы можете отвернуться, потом снова посмотреть на эту струю, её внешний вид не изменится. Вот вода
Speaker A
течёт, а внешний вид струи каким был, таким остался. Это стационарный процесс. Динамика движения есть, а изменение характеристик внешнего вида не происходит. Койл довольно долго защищал свою идею, но оказалось, что она неправильная. И выяснилось это вот как.
Speaker A
Дело в том, что взрыв, конечно, был условно, можно называть это взрывом, то есть момент начала расширения.
Speaker A
А вот каким оно было, долго спорили физики, потому что в ту эпоху, это середина XX века, очень много физики занимались теорией взрыва и обычных взрывчатых веществ, и атомных бомб и так далее. И они представляли себе взрыв, как это, как выделение огромного
Speaker A
количества тепла, которое нагревает кусочек вещества, давление повышается, оно разрушает, ну, если это граната, оболочку гранаты, и всё разлетается в разные места.
Speaker A
Но астрономы-то знали, что вселенная - это не взорвавшаяся граната, что Вселенная однородно, ну, по крайней мере, в тех масштабах, которые мы видим в телескоп.
Speaker A
Значит, не было места, где взорвалось, а потом в пустоту разлетелось. Не было вот такого взрыва, а был взрыв везде. Вот во всех точках мира одновременно вещество стало горячим и начало расширяться и во все стороны разлетаться. Кстати говоря, не потому,
Speaker A
что оно стало горячим, а просто потому, что толчок возник непонятно пока по какой причине, который начал разбрасывать всё вокруг. Между прочим, некоторые физики защищали такую точку зрения. И одним из них был один из моих учителей, академик Яков Борисович
Speaker A
Зельдович, который говорил: "А, вообще говоря, разлёт мог быть и без всякого горячего начала". Ну, представьте себе какого-нибудь мальчишку, хулигана с рогаткой, который камушками стреляет в разных направлениях. камушки холодные, но посмотрев со стороны, вы увидите, как набор этих камушков разлетается из
Speaker A
общего центра, вот от мальчишки в разных в разные стороны. Расширение системы этих камушков происходит, а нагрева-то не было. Холодное. Так вот, две теории конкурировали. Холодное начало Вселенной и горячее начало Вселенной, они обе описывали разлёт, но по разным причинам.
Speaker A
и в разной степени нагрева вещества. Надо было э проверить, какой была вселенная в начале, горячая или холодная. Это проверили радиоастрономы.
Speaker A
Впервые два американских радиоинженера, ну, теперь мы их называем радиоастрономами, Пензиас и Вилсон, навели свой очень чувствительный радиотелескоп в случайную область на небе и увидели, точнее говоря, измерили, что оттуда идёт какой-то слабый радиопотоп.
Speaker A
Они навели на другую часть неба, на третью, на четвёртую. Со всех сторон на небе шёл одинаковый радиофон. Очень слабый поток радиоволн, но отовсюду. Это было очень странно. Обычно мы принимаем радиосигналы от какого-то источника. Это может быть радиостанция или взорвавшаяся звезда или ядро
Speaker A
галактики активное, то, что мы называем квазарами. Ну, точка какая-то маленькая. А тут со всего неба. Это было очень странно. Но физики-теоретики быстро объяснили радиоастрономам: "Друзья, вы принимаете эхо рождения нашей Вселенной. Она была горячей в момент своего рождения. И до сих пор
Speaker A
отзвук этого горячего состояния молодой вселенной со всех сторон приходит к нам, потому что вся вселенная наполнена этим слабым радиоизлучением. Оно очень слабое. Если говорить о эффективной температуре этого радиоизлучения, то оно такое же, как а испускал бы объект, нагретый примерно до 3 хельвинов.
Speaker A
Знаете, что такое 3 кельвина? По шкале Цельсия это температура -270°. Абсолютно холодное тело? Нет, не абсолютно. Всё-таки на 3° теплее абсолютного нуля. А почему вселенная такая холодная? А вы говорите, она была горячая. Да, она была горячая, но она
Speaker A
расширяется. И всё это излучение охлаждается, как при любом расширении, кстати говоря. А, и газы охлаждаются. И электромагнитное излучение тоже охлаждается. Можно говорить на другом языке. Можно сказать, что те части Вселенной, от которых мы сегодня принимаем это радиоизлучение, очень быстро удаляются
Speaker A
от нас. Это действительно так. Раз очень быстро удаляются, то испущенное там оптическое излучение к нам приходит уже как длинноволновое радио. Увеличилась длина волны, эффект доплера. И то, и другое будет правильно. Таким образом, мы видим эхо того самого большого
Speaker A
взрыва, но не самого взрыва, конечно. Мы видим излучение, приходящее от нагретого им вещества. Это это немножко не одно и то же.
Speaker A
Мы убедились, что Вселенная начала свой разлёт, своё расширение около 14 млрд лет назад. Точнее говоря, 13,8.
Speaker A
Это точные модели дают. Но загадок всё ещё очень много. Вот один из ведущих космологов нашей нашего времени, это выпускник фисфака МГУ мой хороший знакомый Андрей Линде. Он сформулировал несколько вопросов, которые стоят перед теми, кто изучает проблему большого взрыва. Что такое был
Speaker A
сам взрыв? Что это было? Почему вселенная однородно и изотропна, везде одинаковая и во всех направлениях тоже одинаковая? Почему все части Вселенной начали расширяться одновременно?
Speaker A
Тоже вопрос. И почему вселенная плоская? Вот на языке а физиков плоская - это а значит, что её геометрия описывается геометрией вклида, как мы говорим, школьной геометрии, которая работает на плоскости или в обычном пространстве трёхмерном. И некоторые аксиомы её
Speaker A
доказаны в нашем мире. Параллельные прямые нигде не пересекутся и так далее. Вообще говоря, а геометрия Вселенной зависит от того, чем она наполнена и как это наполнение, это вещество, излучение движется. И при этом, вообще говоря, мир мог бы иметь довольно сложную топологию,
Speaker A
сложную геометрию. И как раз об этом-то была статья, с которой я сегодня начал свой рассказ. А Андрей Линда один из тех, кто пытается понять причину большого взрыва. Он говорит так: "Большой взрыв, который мы наблюдаем - это ещё не самое начало. Самое начало
Speaker A
должно было быть чем-то иным. Момент рождения нашей Вселенной, а Андрей Линда и его коллеги космологи должны были как-то назвать, что это был за момент, какое это было, каким словом его назвать. И они выбрали слово из нашей повседневной жизни инфляция. Что
Speaker A
такое инфляция? Ну, раздувание суммы денег. Обычно мы говорим, да, деньги обесцениваются, количество денег растёт невероятно быстро, цена падает. Вот слово инфляция им показалось очень правильным. И именно этим термином инфляция, стремительное раздувание была названа та причина, которая породила уже большой взрыв, то есть
Speaker A
породила большое количество горячего разлетающегося вещества. Но физическую причину инфляции, к сожалению, пока сформулировать никто не может. А на языке физиков это звучит так: был инфлатон, причина антигравитации, нечто, что с огромной силой расталкивало всё вокруг себя, и при этом часть
Speaker A
энергии этого движения почти мгновенно, уже растолкав всё вокруг, превратилось в вещество, да ещё с высокой температурой. То есть вся энергия превратилась в вещество, нагретое до высокой температуры и быстро расширяющееся. Вот инфлатон был в природе или не был, но предположение о
Speaker A
том, что он был, о том, что была такая эпоха, когда, по сути говоря, вакуум перешёл в другое состояние. Вакуум в физике - это очень сложное понятие. Это не просто ничто. Это самое низкое состояние всех полей.
Speaker A
энергетическое состояние, но никто не говорит, что оно не может ещё ниже стать. Знаете, спустился с горы, идёшь по равнине, а потом яма, и ты ещё туда проваливаешься, и оказывается, что можно ещё ниже оказаться. А чем ниже падает потенциальная энергия, тем из неё больше
Speaker A
выделяется кинетической тепловой энергии. Вещество может выделиться. Не будем об этом подробно говорить, это пока предположение. Но сделав такое предположение, космологи очень красиво объясняют некоторые парадоксы однородности, большого размера, стремительного расширения, причём именно с той скоростью, с которой нужно. А
Speaker A
главное, что это позволяет делать дальнейшие расчёты и предположения, как мир начал эволюционировать после эпохи инфляции.
Speaker A
длилась она микроскопические доли секунды и дальше физика уже говорит: "А вот тут мы уже свой аппарат современной физики можем использовать для расчёта дальнейшей эволюции мира". Замечу, это теория. Те моменты - это первые доли секунд, секунды, минуты, часы и даже
Speaker A
столетия мы пока не наблюдаем. Это чистая теория. Но сравнивая выводы этой теории с тем, что мы видим сегодня, мы можем сказать: "Да, кажется, теория не ошибается". Или, по крайней мере, подкорректировать её немного. Что же мы тут имеем? В первые миллиардные доли
Speaker A
секунд рождалось вещество. А, и те взаимодействия, которые мы сегодня наблюдаем в веществе, это сильные, слабые ядерные взаимодействия, электромагнитное гравитационное.
Speaker A
Когда-то они были перемешаны друг с другом, представляли одну неделимую силу, потом стали отделяться друг от друга. Потом рождались частицы. Те частицы, из которых сегодня наш мир сделан протоны нейтроны электроны.
Speaker A
Ну, электроны пока мы ещё не знаем, есть ли у них структура. А протоны и нейтроны - это сложные такие многокомпонентные частицы. А вот их компоненты, а, кварки, они уже, кажется, структуры не имеют. Они должны были первыми родиться в первые
Speaker A
доли секунды. И тут уже физики говорят: "О, дальше мы понимаем, как что было". Мы уже изучили кварковую структуру протонов и нейтронов на коллайдерах, на больших электронных и протонных ускорителях. Вот большой адронный коллайдер, который Швейцарии и Франции там на границе
Speaker A
работает, он уже позволил довольно подробно изучить структуру протонов и нейтронов. Вот тут у нас уже надёжный аппарат для дальнейших расчётов. И правда, этот аппарат, который физики сегодня отточили на изучение ядерных реакций, атомных взрывов, в конце концов, атомные водородные бомбы
Speaker A
работают, а значит, физики понимают, как взаимодействовать вещество и как описывать это взаимодействие. Так вот, первые 3-че минуты жизни нашей Вселенной физики описывают очень подробно, как протоны и нейтроны а аккумулировались соединялись в более сложные, а, ядра химических элементов. Ну, водород
Speaker A
простой элемент, там один протон в ядре, а вот уже дейтей более сложный. Это тоже водород, но из-затоп водорода. А третий, ну, третий потом распался. Потом, а, водород и его из эзотопы организовывали более сложные ядра, например, гелия.
Speaker A
Потом даже сливались ещё более сложные лития, но с небольшой охотой. Почему с небольшой? А после первых минут расширения Вселенной, она, как любое расширяющееся вещество, охлаждалась, а при низкой температуре термоядерные реакции не идут. Так что физические расчёты показывают, первые несколько
Speaker A
минут жизни вселенной были самыми, а, активными в её будущей жизни. Тогда всё вещество участвовало в термоядерных реакциях.
Speaker A
Сегодня это происходит только в центре не, ну, большинства звёзд, где, ну, в нашем солнце, в других звёздах, где синтезируются более сложные химические элементы. А тогда вся вселенная представляла из себя как бы недра одной гигантской звезды. И расчёты этого
Speaker A
процесса мы можем сравнить с чем? С химическим составом древних звёзд. Древних, самых первых, которые из этого вещества и формировались. Смотрим на них и видим точное совпадение. Примерно 75% по массе вещества - это водород в старых звёздах. и где-то 25%
Speaker A
около 30% гелия. Да, именно так и предсказывали расчёты космологов. Значит, мы хорошо понимаем себе жизнь вселенной в течение её первых минут.
Speaker A
Что было потом? Потом расширение привело к тому, что остывала вселенная. Она была ещё почти однородна. Она вся была заполнена горячим газом, точнее плазмой.
Speaker A
Плазма - это когда электроны оторваны от ядер атомов, всё летает хаотически. Электроны отдельно, а ядра водорода протоны и ядра гелия отдельно. Но наступила эпоха примерно спустя 400.000 лет. Тысяч. Ни миллионов, ни миллиардов.
Speaker A
Запомните, 400.000 - это очень короткий эпизод ээ младенчества нашего мира. Так вот, по прошествии около 400.000 лет вселенная остыла до температуры около 3.000°со.
Speaker A
Ну, кельвинов или цельсия тут всё равно остыла, и плазма стала превращаться в обычный газ.
Speaker A
Электроны объединились с протонами, с ядрами гелия, и вместо плазмы стал обычный прохладный. Ну, сначала тёплый, потом всё более прохладный газ. В чём его отличие от плазмы? Плазма непрозрачна.
Speaker A
Хотите проверить? Ну, посмотрите на фителёк зажигалки огонёчек или огонёк отзажжённой спички. Вы не увидите сквозь этот маленький факел ничего. Он не прозрачный, он сам хорошо излучает и поглощает прекрасно свет, который пытается через него пройти. Там много свободных электронов.
Speaker A
Стоит газу остыть, и он становится прозрачным. Вы сейчас видите меня на экране? Сквозь довольно плотный слой газа в вашей комнате или где вы находитесь. Холодный газ прозрачен.
Speaker A
В этот момент, когда Вселенная исполнилась около 400.000 лет, она вдруг, ну или почти вдруг стала прозрачной.
Speaker A
Излучение получило возможность летать куда хочет, сквозь прозрачную вселенную. И оно полетело и долетает до нас.
Speaker A
Сегодня оно прилетает в виде радиоволн из-за расширения Вселенной. Это именно то излучение, которое существовало запертое в плазме. Никуда не могло там двинуться, потому что электронны его поглощали, излучали, в общем, не давали ему ходу.
Speaker A
Но в момент так называемой рекомбинации превращения плазмы в нейтральный газ, вселенная стала прозрачно и излучение полетело. Мы его сегодня принимаем. И та карта, которую радиоастрономы построили, наблюдая всё небо, называется карта реликтового, то есть древнего излучения нашей Вселенной. Оно почти одинаковое
Speaker A
везде. Почти везде. Оно такое, как будто на вас, э, светит объект размером со всю вселенную с температурой около 3°. Но если присмотреться радиоастрономы присмотрелись, оно чуть-чуть неоднородное, чуть теплее в этой точке, чуть холоднее, чуть- это значит тысячные доли процента. Но радиоастрономы смогли
Speaker A
это зафиксировать. Это очень важно. Если бы реликтовое излучение было везде одинаковым, значит вселенная в тот момент была бы везде одинаковой, имела бы одинаковую плотность, одинаковую температуру. С какой стати она сегодня стала из галактик и звёзд состояния?
Speaker A
Значить, была чуть-чуть не одинаковой. И вот это чуть-чуть тысячные доли процента сегодня возросли, ну, до совершенно неоднородной вселенной. Но это очень важно, что реликтовое излучение такое неоднородное. Мы это обнаружили. И мы понимаем, что, а, кроме обычного вещества, кроме излучения, заполняющего,
Speaker A
а, наш мир, ещё есть то самое тёмное вещество, которое вообще индифферентно, абсолютно не реагирует с этим излучением и с нашим обычным веществом, кроме как гравитацией. И его гравитация помогла нашему миру принять его современную форму. Ну и, кстати говоря, мы обязаны
Speaker A
своим существованием тоже наличие тёмного вещества. Не будь его, не было бы звёзд, планет, ну и нас с вами. Спасибо тёмному веществу. Мы не сомневаемся, что оно есть, и оно помогло Вселенной принять её современную форму.
Speaker A
Насколько далеко мы сегодня изучили вселенную? Что такое вот астрономическая наблюдаемая вселенная? Хотелось бы дотянуться во времени до момента Большого взрыва. И мы пытаемся это делать. Мы делаем всё более дальнобойные телескопы. А наземные работали, потом космический телескоп Хабл дотянулся ещё
Speaker A
дальше, но и у него возможности не бесконечные. Вот 4 года назад а в космос был отправлен телескоп Джеймс Веб инфракрасный, то есть способный принимать тепловое излучение. Почему именно инфракрасный? Потому что издалека к нам приходит свет, который по дороге
Speaker A
стал тепловым излучением. Он вытянул свою длину волны и пришёл к нам уже как инфракрасный свет. Поэтому телескоп Джеймс Веб инфракрасный. Он очень далеко посмотрел. он увидел, ну, практически первые звёзды и галактики. Но что было между эпохой рекомбинации 400.000 лет и
Speaker A
рождением первых звёзд и галактик, которые уже способны, яркие, горячие, способны были испускать свет. Это примерно по прошествии 400 млн лет от рождения Вселенной. 400.000 лет остыла вселенная. 400 млн лет после большого взрыва родились первые звёзды.
Speaker A
А между ними была тёмная эпоха. Тёмная, потому что вселенная была заполнена почти однородным холодным газом. Правда, он немножечко излучает даже холодный водород. Ну, гелий почти ничего не излучает, но холодный водород или так тёпленький водород, он излучает радиоволну длиной 21 см. Он заполняет
Speaker A
всё пространство ещё и сегодня. Между звёздами тоже есть такой водород прохладный, и мы принимаем его излучение на длине волны 21 см, но он рядом с нами. А тот водород, который заполнял вселенную, тёмную эпоху, когда звёзд ещё не было, тоже излучал на длине волны 21
Speaker A
см, но мы от той эпохи, она от нас удаляемся с большой скоростью. И те 21 см, приходя к нам, становятся уже длиной в 200 м.
Speaker A
Радиоастрономы, а вы видите излучение того древнего водорода с длиной волны 210 м? Нет, говорят радиоастрономы наземные, к нам такие радиоволны не проходят. Сюда поверхности Земли. Они не могут пробиться сквозь земную атмосферу, а точнее говоря ионосферу. верхний слой земной атмосферы не пропускает такие
Speaker A
длинные радиоволны. Значит, надо отправлять радиотелескопы в космос, причём радиотелескопы большого размера, чтобы они длинные волны могли принимать.
Speaker A
Пока таких нет. В ближайшее время мы надеемся соорудить их где? Не просто в космосе, а на обратной стороне Луны. Там, где никаких радиопомех нет, можно смотреть на древнюю вселенную с очень удалёнными объектами в абсолютной радиотишине.
Speaker A
Поверьте мне на слово, в ближайшие 10 лет на обратной стороне Луны появятся такие радиотелескопы, и мы увидим тёмную эпоху нашей Вселенной.
Speaker A
Но всё-таки каких размеров наш мир? Ну как скажете вы? Мы же знаем, что нашему миру 14, примерно 14 млрд лет. Мы знаем, с какой скоростью он расширяется, можно посчитать.
Speaker A
Но увидеть границы современного мира мы не можем. Почему? К нам приходит излучение, испущенное объектами, которые были тогда во Вселенной, 14 млрд лет назад. Это излучение шло к нам почти 14 млрд лет. И мы его сегодня получили и говорим: "Вот она граница с Вселенной".
Speaker A
Но пока оно шло к нам из-за расширения Вселенной эти объекты разлетались, они удалялись от нас. А точно посчитать их современное расстояние трудно, потому что нужно использовать какую-то космологическую модель. Моделей, в общем, несколько, но примерно можно сказать, что они, а, те объекты
Speaker A
излучения, которые к нам сегодня приходят, за это время удалились от нас, ну, примерно в три раза дальше, чем были в тот момент. Значит, э, наша вселенная имеет диаметр около 90 млрд световых лет. Но мы эти границы увидим только тогда, по прошествии ещё многих
Speaker A
миллиардов лет, когда оттуда к нам придёт излучение. Ждать мы, конечно, не будем, мы делаем расчёты. Вопрос: а этот мир, изучаемый телескопами сегодня, он как-то ограничен? А есть у него границы?
Speaker A
Ну, трудно представить себе границу во Вселенной. Вы что, подходите к этой границе, наталкиваетесь на стену и говорите: "Сделаю-ка я дырочку, посмотрю, что там за этой границей".
Speaker A
Конечно, нет. Дело в том, что общая теория относительности - это геометрическая теория, и она описывает структуру пространства и времени. Это единая сущность для теории Эйнштейна, как довольно сложный геометрический объект. Хотите пример? Опять двумерный, конечно, двумерный. Ну не могу я
Speaker A
трёхмерный пример взять в руки. Двумерный пример - это сфера. Если мы маленького муравья отправим гулять по этой сфере, он может вечно по ней ходить. Сколько у него хватит терпения, он будет ходить, нигде не встретит границу. Нет тут никакой границы на
Speaker A
поверхности. Он не натолкнётся на границу. Но если он умный муравей, он будет, не знаю, кисточкой за собой белить этот шарик. И в конце концов окажется, о, смотрит, весь шарик уже побелен, и он поймёт, что его мир не бесконечный
Speaker A
по площади. Он живёт на площади этого шара, но безграничный. Границы нет, а площадь не бесконечная в этом мире. То же самое представляет нам ещё один мой пример. Может быть, более сложная геометрия, более сложная топология. Вот этот бублик или тор, как говорят
Speaker A
математики, он тоже гуляй по нему, муравей, сколько хочешь, не найдёшь нигде границы, не натолкнёшься на препятствия. Но площадь-то поверхности ограничена, хотя топология, геометрия более сложная.
Speaker A
Таким образом, наш трёхмерный мир тоже может быть конечным по своему объёму. Теперь мы уже говорим об объёме. Наш мир трёхмер но естественно безграничный.
Speaker A
А если это так, можно ли это проверить? Может ли наш мир быть ограничен в своём объёме, в количестве вещества, которое его наполняет? Как это сделать?
Speaker A
Как бы муравей мог понять, что его мир ограничен, даже не закрашивая всю его поверхность, он мог бы поставить точку выхода и потом пойти, пойти пойти по экватору и оп, вернуться в точку старта. Агага, сказал бы он, мой мир конечен
Speaker A
в своём своей площади, потому что я шёл только прямо, прямо, прямо удалялся от места старта, но пришёл к месту старта.
Speaker A
Как астрономы могли бы проверить геометрию нашей вселенной. А такие проверки уже, кстати говоря, давно ведутся. Было предположение, давайте посмотрим в одном направлении и найдём какую-то редкую галактику, такую особенную, которую можно запомнить, а потом посмотрим в противоположном на 180° направлении. Не увидим ли мы её.
Speaker A
Если увидим, значит, наш мир имеет, ну, как у муравья, конечный объём. С галактиками эта штука не получилась, но сегодня астрономы взяли за этот объект карту реликтового излучения. Это же самый далёкий объект. Если на карте реликтового излучения, а карта она же
Speaker A
неоднородная, где-то чуть теплее, где-то чуть холоднее, она такая красивая, разноцветная теперь на разных картинках перед нами, а она могла бы нам одни и те же кусочки показать в противоположных направлениях.
Speaker A
Они могли бы быть похожими или даже полностью копировать. Ну, полностью вряд ли, но похожими друг на друга. И тогда бы мы сказали: "Ага, наш мир конечен, а может быть, даже имеет сложную топологию". То есть, может быть, он не
Speaker A
шарик, не однородный, а бублик. А вот этому и посвящена та работа, с которой я сегодня начал свой разговор.
Speaker A
Карта реликтового излучения перед вами. Вроде бы намёки на схожесть некоторых её частей, расположенных в диаметрально противоположных направлениях. Вроде бы намёки имеются, доказательства нет. И группа учёных, которые опубликовали эту работу, так и заключают её. Надёжного доказательства ограниченности нашего мира в объёме пока
Speaker A
нет, но намёки имеются. Вообще говоря, а некоторые космологические теории сегодня настолько сумасшедшие, настолько интересные, что с ними есть смысл познакомиться. Например, Андрей Линда, один из авторов гипотезы инфляции, предположил, что наша Вселенная, а точнее говоря, весь мир, тут я не знаю,
Speaker A
как правильно сказать, он фрактальный, то есть самоподобный, что такие рождающиеся вселенные, как наша, не единственные, а могут быть ещё и другие, и их бесконечное количество, более того, и они бесконечно долго рождаются, эволюционируют. Некоторые из них могут быть могут умирать. Помните, как
Speaker A
подлетел шарик и упал, вселенная расширилась и потом сжалась, коллапсировала. Это очень красивая идея, и она позволяет, вообще говоря, некоторые особенности нашего мира понять. Ну, не будем говорить о них. А есть ещё одна идея асцилирующей, а, вселенной. Она принадлежит другому
Speaker A
российскому астроному. Николаю Горькавому. А почитайте его книгу, кстати говоря, целирующая вселенная. Он на простом, ну, достаточно простом языке, примерно так, как я, описывает возможность нашего мира как пульсации, неоднократное расширения и сжатия, которые вечно могут продолжаться. Ну, по крайней мере, много раз могли
Speaker A
продолжаться. И наш наша эпоха лишь один из элементов этого почти бесконечного процесса. В общем, космология сегодня очень интересная наука и не просто фантазийная, а вполне себе оперирующая с надёжными наблюдениями. Я, конечно, не могу так долго рассказывать о всех
Speaker A
нюансах современной космологии, но думаю, что я увлёк вас, ну, как мог, попытался, увлёк вас этим рассказом. Мы ещё вернёмся к ним и очень советую вам погрузиться в эту тему глубже и может быть узнать какие-то детали, а которые в
Speaker A
ближайшие годы а будут либо доказаны, либо опровергнуты. Но мы движемся вперёд. Мы узнаём о динамике нашего мира всё больше и больше.
Speaker A
Чтобы не пропустить новые рассказы Владимира Сурдина о космосе, подпишитесь на Неземной подкаст и поставьте колокольчик. Давайте найдём друг друга в космическом вакууме.
Topics:Вселеннаякосмологияформа Вселеннойразмер Вселеннойграницы Вселеннойобщая теория относительностиВладимир Сурдинреликтовое излучениеантиигравитациятопология Вселенной
