Mnoga sela u svemiru
Universum su univerzalni
Samo u našoj galaksiji Mliječni put znanstvenici procjenjuju da postoji oko 300 000 000 000 zvijezda.
U svemiru postoji oko 2 000 000 000 000 galaksija.
To čini 600 000 000 000 000 000 000 000 zvijezda.
Svemir se dinamički razvija već 13 500 000 000 godina.
Ali mnogi znanstvenici vjeruju da inteligentan život u cijelom svemiru, kao homo sapiens, slučajno su nastali na ovom planetu prije 30.000 godina i nasumičnim križanjima ispostavilo se da su - znanstvenici .....
"Dakle, formulacija prvog, ili slabog Gödelovog teorema o nepotpunosti: "Svaki formalni sustav aksioma sadrži nerazriješene pretpostavke." Ali Gödel nije tu stao, formulirajući i dokazujući drugi, ili jaki Gödelov teorem o nepotpunosti: "Logička potpunost ( ili nepotpunost) bilo kojeg sustava aksioma ne može se dokazati u okviru ovog sustava. Za njegov dokaz ili opovrgavanje potrebni su dodatni aksiomi (jačanje sustava).
Bilo bi sigurnije misliti da su Godelovi teoremi apstraktni i da se ne tiču nas, već samo područja uzvišene matematičke logike, no zapravo se pokazalo da su oni izravno povezani sa strukturom ljudskog mozga. Engleski matematičar i fizičar Roger Penrose (rođen 1931.) pokazao je da se Gödelovi teoremi mogu koristiti za dokazivanje temeljnih razlika između ljudskog mozga i računala. Poanta njegova razmišljanja je jednostavna. Računalo djeluje strogo logično i nije u stanju utvrditi je li izjava A istinita ili netočna ako izlazi iz okvira aksiomatike, a takve izjave, prema Gödelovom teoremu, neizbježno postoje. Osoba, suočena s takvom logički nedokazivom i nepobitnom tvrdnjom A, uvijek je u mogućnosti utvrditi njezinu istinitost ili netočnost – na temelju iskustva. Barem u ovome ljudski mozak nadmašuje računalo okovano čistim logičkim sklopovima. Ljudski mozak je u stanju razumjeti svu dubinu istine sadržanu u Gödelovim teoremima, ali kompjuterski to ne može nikada. Stoga je ljudski mozak sve samo ne računalo."
Gödelovo otkriće
Godine 1949. veliki matematičar i logičar Kurt Gödel otkrio je još složenije rješenje Einsteinovih jednadžbi. Predložio je da se svemir okreće kao cjelina. Kao u slučaju Van Stockumovog cilindra koji se okreće, sve je odneseno prostor-vrijemom, viskozno poput melase. U Gödelovom svemiru, osoba može, u načelu, putovati između bilo koje dvije točke u prostoru ili vremenu. Možete postati sudionik bilo kojeg događaja koji se dogodio u bilo kojem vremenskom razdoblju, bez obzira na to koliko je udaljen
stajati. Zbog djelovanja gravitacije, Gödelov svemir teži kolapsu. Stoga centrifugalna sila rotacije mora uravnotežiti gravitacijsku silu. Drugim riječima, svemir se mora okretati određenom brzinom. Što je svemir veći, to
veća je njegova tendencija kolapsa, i brže se mora okretati da to spriječi.
Na primjer, svemir naše veličine prema Gödelu bi morao izvršiti jednu revoluciju svakih 70 milijardi godina, a minimalni radijus za putovanje kroz vrijeme bio bi 16 milijardi svjetlosnih godina. Međutim, kada putujete kroz vrijeme u prošlost, morate
kreću se brzinom nešto manjom od brzine svjetlosti.
Znalo se, da rješenja Einsteinovih jednadžbi uvelike ovise o izboru koordinatnog sustava. Pri njihovoj analizi obično se koriste sferne koordinate. U ovom slučaju ova rješenja zadovoljavaju zahtjeve sferne simetrije, što je sasvim razumno - uostalom, i Svemir i njegove "čestice", odnosno zvijezde, planeti, atomi, imaju oblik lopte. Takvim se argumentima ne može poreći njihova ljepota.
Godelov svemir pojavio se odjednom drugačiji - mršav, mršav, poput samog matematičara, podsjećajući na srednjovjekovnog mistika i asketa. Imao je oblik cilindra, pa je Gödel pribjegao pomoći cilindričnih koordinata, opisujući svemir.
Njegov svemir općenito je malo sličio prethodnim idejama o njemu. Dakle, Gödel je predložio da se ne okreću samo svi objekti u njemu - te zvijezde, planeti, atomi - nego i sam Svemir.
Što se događa? Ponašanje svih elemenata svemira u Einsteinovoj teoriji - u našem prostor-vremenu - opisuje se četverodimenzionalnim linijama, nekom vrstom "dužine-širine" bilo kojeg fizičkog tijela koje se nalazi i u prostoru i u vremenu. Prema Godelu, zbog rotacije svemira te su četverodimenzionalne linije - "svjetske linije" - savijene toliko snažno da se uvijaju u petlju. Ako pretpostavimo da pokušamo putovati takvom zatvorenom linijom, onda ćemo na kraju susresti ... sebe, vraćajući se u svoju prošlost. Ovo nije fantazija, ovo je egzaktna matematička računica. Putovanje u daljinu prošlih vremena moguće je duž "krivulja zatvorenih u vremenu", kako je Gödel nazvao takve linije.
Ove krivulje su poput mostova preko uzburkanih voda vremena. Bi li bilo lako prijeći uzburkane vode rijeke da nije mosta podignutog preko nje? Isto tako, postoji samo jedan izlaz iz voda vremena, jedna mogućnost da ih se zaobiđe - ova crta, ovaj "most" koji se sklupčao u prošlost. Zakoračivši na ovaj "Mirabeauov most" - "tama se spušta ponoć bije dani odlaze a život ide dalje" (G. Apollinaire) - možete se naći tamo gdje ... "noć je opet udarila, moja prošlost je opet sa mnom ."
Tisuće puteva vode nas iz našeg danas u sutra, tisuće mogućnosti spremnih za ostvarenje - a samo jedan put natrag. Kako ga pronaći? Godel, poput Boga, naviješta stvarno: "Ako mi, krećući na put u svemirski brod, letimo u krugu, opisujući krivulju dovoljno velikog radijusa, tada se možemo vratiti u bilo koji kutak prošlosti.
A ipak se okreće?
Magazin Time je 1999. godine, pridružujući se općoj halabuci oko ulaska čovječanstva u novo tisućljeće, anketirao stručnjake i sastavio popis 100 najvećih ljudi prošlog stoljeća. Kao najistaknutiji fizičar, ovaj popis uključio je, naravno, Alberta Einsteina. A najveći matematičar 20. stoljeća bio je austrijski logičar Kurt Gödel (1906.-1978.), čiji je slavni teorem o nepotpunosti promijenio temelje moderna znanostčak možda i radikalnije od Einsteinove opće teorije relativnosti.
Važno je napomenuti da su oba ova eminentna znanstvenika, u drugačije vrijeme prisiljeni napustiti Europu zbog nacizma i rata, našli su posao i utočište na istom mjestu – Princeton Institute for Advanced Study, gdje su im uredi bili nedaleko jedan od drugog. Štoviše, unatoč gotovo tridesetogodišnjoj razlici u godinama, fizika i matematika razvili su bliska prijateljstva. Koliko je visoko cijenio to prijateljstvo poznato je iz Gödelovih pisama majci. A da bi bilo jasno koliko Einstein poštuje svog mladog kolegu, dovoljno je prisjetiti se njegovih poznatih riječi da on (u poodmakloj dobi) svaki dan ide na institut uglavnom kako bi usput proćaskao s Gödelom natrag kući. Ova vrsta hodajućeg razgovora između dvojice znanstvenika bila je redovita i nastavila se sve do Einsteinove smrti 1955. godine.
Nitko osim samih prijatelja znanstvenika pouzdano ne zna o kojim su temama razgovarali tijekom ovih šetnji. Ali barem je jedna od neposrednih posljedica njihove bliske povezanosti vrlo dobro poznata. Iako je područje glavnog znanstveni interesi Godel je bio vrlo daleko od problema fizike, kasnih 1940-ih matematičar je svoju pozornost usmjerio na jednadžbe opća teorija Einsteinovu relativnost i uspio pronaći točno rješenje za njih. Ovo rješenje, nazvano “Gödelova metrika”, ima vrlo jednostavan, lijep i, reklo bi se, elegantan izgled (što je posebno cijenjeno u znanosti). Ali, ironično, upravo su te okolnosti bile krajnje zbunjujuće znanstveni svijet, jer bi jednostavno i lijepo rješenje - tako je sve uređeno u prirodi - s velikom vjerojatnošću trebalo biti najispravnije. Međutim, Gödelova elegantna metrika opisuje svemir prilično čudnim svojstvima. Sa stajališta moderne znanosti, u svakom slučaju.
Sada je uobičajeno reći da je rješenje koje je pronašao matematičar, nažalost, nerealno i nefizičko. Nerealno, jer Gödelova metrika opisuje stacionarni (tj. svemir koji zadržava volumen) koji rotira konstantnom brzinom različitom od nule. Dok astronomska promatranja, s jedne strane, uvjerljivo svjedoče o stalnom širenju svemira, as druge strane ne daju nepobitne dokaze u prilog rotacije svemira. Ovo se rješenje naziva nefizičkim iz razloga što Gödelov svemir dopušta postojanje trajektorija zatvorenih u petlje duž vremenske koordinate. Drugim riječima, kako je sam otkrivač striktno pokazao, ovdje se može vratiti u prošlost, iako vrlo daleku. A to narušava uzročno-posljedične odnose pojava i time proturječi temeljnim idejama fizičke znanosti o strukturi okolnog svijeta.
Svaki aspekt kritike Gödelovog rješenja zaslužuje pažljivo razmatranje. Tako, recimo, "nefizičke" divovske vremenske petlje podrazumijevaju beskonačan niz ciklusa postojanja svemira, gdje je i sam vlastiti uzrok. A to je, u biti, ideja koju su izražavali mislioci od davnina i grafički često ilustrirana slikama kozmosa u obliku ouroborosa - goleme zmije koja se uhvatila za vlastiti rep. Ili, ako pogledate malo drugačije, bljuvanje iz vlastitih usta... Ipak, trenutno je od najvećeg interesa pitanje rotacije svemira. Već zato, barem, što zapravo u činjenici rotacije nema ničeg nefizičkog. Dapače, posvuda - iz mikroskopskog svijeta elementarne čestice do planeta, zvijezda, galaksija i galaktičkih jata - objekti prirode su u stalnoj rotaciji. Međutim, sam svemir, prema sada dominantnim stajalištima u znanosti, ne rotira.
Istina, ne može se reći da je ova činjenica strogo utemeljena u teoriji i uvjerljivo dokazana eksperimentima. Samo što u svijetu bez rotacije znanstvenici, reklo bi se, žive ugodnije. Prvo, svi su se već složili da bi prema teoriji relativnosti svemir trebao izgledati svugdje jednako, bez obzira gdje se promatrač nalazi. A iz ideje o rotaciji svemira slijedi da se smjer duž osi takve rotacije pokazuje u određenom smislu "posebnim" i drugačijim od ostalih. Ako, drugo, govorimo o eksperimentima i astronomskim opažanjima, onda ovdje, kako se obično vjeruje, nema uvjerljivih dokaza za rotaciju svemira. Ali, ovo, međutim, ovisno o tome kako izgledate.
Godine 1982. mladi engleski astrofizičar, Paul Birch sa Sveučilišta u Manchesteru, otkrio je u najviši stupanj asimetrična raspodjela za kutove rotacije polarizacije zračenja iz jednog i pol, približno stotine izvangalaktičkih radio izvora. Nakon analize neovisno dobivenih skupova podataka od različitih istraživača, Birch je pokazao da svi pokazuju isti obrazac - na sjevernoj hemisferi nebeske sfere polarizacijski vektor radioemisije usmjeren je uglavnom u jednom smjeru, a na južnoj hemisferi u suprotnom. smjer.
Birch je u istom radu iznio i odgovarajući zaključak - da bi najprirodnije objašnjenje promatranog fenomena bila rotacija svemira ... Tijekom godina koje su od tada prošle nitko nije uspio uvjerljivo opovrgnuti ovu nezgodnu pojavu. rezultat, koji je u suprotnosti s općeprihvaćenim stajalištima u kozmologiji. No, istraživač koji je tako izazovnim otkrićem započeo svoj put u veliku znanost, nažalost nije uspio ostvariti daljnju karijeru u svijetu znanstvenika.
Desetljeće i pol nakon Burchove objave, u proljeće 1997., pojavio se vrlo sukladan rad Borgea Nodlanda i Johna Ralstona, dvojice istraživača s američkih sveučilišta Rochester i Kansas. Nodland i Ralston proučavali su podatke o rotaciji polarizacijske ravnine valova takozvanog sinkrotronskog zračenja iz 160 galaksija i također pronašli izvanrednu ovisnost za polarizacijske kutove. Pokazalo se da kut rotacije varira ovisno o smjeru u kojem se promatra - kao da svemir ima neku vrstu posebne osi.
Naime, pokazalo se da veličina rotacije polarizacije valova iz promatrane galaksije izravno ovisi o kosinusu kuta između smjera prema ovoj galaksiji i osi koja prolazi kroz ekvatorijalno zviježđe Orla, planet Zemlju i ekvator. zviježđe Sekstant. Pokazalo se da je otkrivena anomalija ponovno ozbiljno potkopala važne fizikalne koncepte o izotropnosti svemira (trebala bi biti ista za promatranja u svim smjerovima) i homogenosti svemira (trebala bi biti ista na svim mjestima). Iz očitih razloga, "os anizotropije" svemira, koju su otkrili Nodland i Ralston, zauzela je mjesto u znanosti uz Birchov rezultat - među zabavnim, ali ne vrijednim posebne pažnje, zgodama.
Međutim, kako se u kozmologiji prikupljaju sve točniji opažački podaci, to se u njima sve jasnije pojavljuju nezgodne osi anizotropije. Štoviše, te osi, u pravilu, na neki zagonetan način teže proći kroz Zemlju, kao da je to poseban referentni okvir. Tako među brojnim misterijama koje donose podaci satelita WMAP, koji bilježi anizotropiju pozadinskog mikrovalnog zračenja svemira, istaknuto mjesto zauzima problem nenasumične orijentacije niskofrekventnih modova titranja.
Prema teoriji, niži modovi, kao i svi ostali, moraju biti nasumično orijentirani u prostoru. No umjesto toga, WMAP karta pokazuje da njihov položaj jasno gravitira prema ekvinocijima i prema smjeru putovanja. Sunčev sustav. Štoviše, prostorne osi ovih oscilacija leže blizu ravnine ekliptike, a dvije od njih su u ravnini Supergalaksije, koja ujedinjuje našu Galaksiju, susjednu joj zvjezdani sustavi i njihove zbirke. Procjenjuje se da je vjerojatnost slučajne podudarnosti ovih smjerova manja od 1/10000.
Drugim riječima, sve ovo izgleda krajnje čudno i teško objašnjivo. Jer ako nastavimo smatrati da je svemir nepomičan, tada se naš Sunčev sustav i planet Zemlja pojavljuju kao da su u središtu svemira. No, okrenemo li se konceptu Kurta Gödela, gdje se cijeli svemir vrti poput golemog ruleta, neobičnosti nestaju same od sebe. Jer u svemiru ove vrste, svaki promatrač, gdje god se nalazio, vidi stvari kao da je u središtu rotacije, a cijeli svemir kao da se okreće oko njega. Vizualno, ovaj je efekt lakše vizualizirati ako se otvoreni svemir-cilindar Gödelovog originalnog modela transformira u torus. Zatim, kao što su njemački teoretičari Istvan Oswat i Engelbert Schücking pokazali početkom 1960-ih, ne postoji jedna os u zatvorenom prostoru svemira-torusa, te se svi elementi okreću jedni oko drugih u općoj rotaciji vrtložnog prstena.
Praznina Bootesa
Nazvana po svojoj blizini sazviježđu Čizma, ova praznina je također poznata kao Velika praznina. Otkrili su je 1981. godine Robert Kirshner i njegovi kolege, koji su bili šokirani kada su u svemiru pronašli naizgled praznu loptu. Nakon pomne analize, Kirchner i njegov tim uspjeli su detektirati samo 60 galaksija u ovoj regiji, u rasponu od nevjerojatnih 250-300 milijuna svjetlosnih godina.
Po svim zakonima, na ovom bi mjestu trebalo biti najmanje 10.000 galaksija. Za usporedbu, Mliječna staza ima 24 susjeda unutar 3 milijuna godina.
Tehnički, ta praznina ne bi trebala postojati, jer moderne teorije dopustiti postojanje samo mnogo manjih "praznih" prostora.
Z->Z^2+C
Kada proučavate temu fraktala, potrebno je uzeti u obzir nekoliko aspekata koje Mandelbrot nije iznio:
1) Fraktali izgrađeni korištenjem matematike i računalnog modeliranja su umjetni fraktali. Nemaju smisla ni sadržaja.
2) Fraktali su oblik. Odnosno, fraktali se pojavljuju na granici medija. Sam medij nije fraktal.
3) Fraktali su mjesto gdje ideje dolaze u kontakt s materijom. Pri konstruiranju fraktala živih bića ne uzimaju se u obzir takve kvalitete života kao što su instinkti, osjećaji, volja itd. Zato idealni fraktali ne postoje u živoj prirodi, svako živo biće ima određena odstupanja od idealnih oblika, asimetriju.
Jedno od glavnih pitanja koje ne izlazi iz ljudske svijesti oduvijek je bilo i jest pitanje: “kako je nastao Svemir?”. Naravno, jasan odgovor na ovo pitanje ne, i malo je vjerojatno da će se dobiti u bliskoj budućnosti, međutim, znanost radi u tom smjeru i formira određeni teorijski model nastanka našeg Svemira. Prije svega treba razmotriti glavna svojstva svemira, koja bi trebala biti opisana u okviru kozmološkog modela:
- Model mora uzeti u obzir uočene udaljenosti između objekata, kao i brzinu i smjer njihova kretanja. Takvi izračuni temelje se na Hubbleovom zakonu: cz =H0D, gdje z je crveni pomak objekta, D- udaljenost do ovog objekta, c je brzina svjetlosti.
- Starost svemira u modelu mora premašiti starost najstarijih objekata na svijetu.
- Model mora uzeti u obzir početno obilje elemenata.
- Model mora uzeti u obzir vidljivu .
- Model mora uzeti u obzir promatranu reliktnu pozadinu.
Razmotrimo ukratko općeprihvaćenu teoriju o podrijetlu i ranoj evoluciji svemira, koju podržava većina znanstvenika. Danas se teorija Velikog praska odnosi na kombinaciju modela vrućeg svemira i Velikog praska. I premda su ti pojmovi najprije postojali neovisno jedan o drugome, kao rezultat njihove kombinacije, bilo je moguće objasniti početnu kemijski sastav Svemir, kao i prisutnost kozmičkog mikrovalnog pozadinskog zračenja.
Prema toj teoriji, Svemir je nastao prije otprilike 13,77 milijardi godina iz nekog gustog zagrijanog objekta – što je teško opisati u okvirima moderne fizike. Problem kozmološka singularnost, između ostalog, i u tome što pri opisivanju većina fizikalne veličine, kao što gustoća i temperatura teže beskonačnosti. Istodobno, poznato je da bi pri beskonačnoj gustoći (mjera kaosa) trebala težiti nuli, što nikako nije kompatibilno s beskonačnom temperaturom.
- Prvih 10 -43 sekunde nakon Velikog praska nazivaju se fazom kvantnog kaosa. Priroda svemira u ovoj fazi postojanja ne može se opisati u okviru nama poznate fizike. Dolazi do dezintegracije kontinuiranog jedinstvenog prostor-vremena na kvante.
- Planckov trenutak je trenutak kraja kvantnog kaosa, koji pada na 10 -43 sekunde. U tom su trenutku parametri svemira bili jednaki, poput Planckove temperature (oko 10 32 K). U vrijeme Planckove ere sve četiri temeljne interakcije (slaba, jaka, elektromagnetska i gravitacijska) spojene su u jednu interakciju. Planckov trenutak nije moguće smatrati određenim dugim razdobljem, budući da moderna fizika ne radi s parametrima manjim od Planckovih.
- Pozornica. Sljedeća faza u povijesti svemira bila je inflacijska faza. U prvom trenutku inflacije, gravitacijska interakcija se odvojila od jednog supersimetričnog polja (prethodno uključujući polja fundamentalnih interakcija). U tom razdoblju materija ima negativan tlak, što uzrokuje eksponencijalni porast kinetičke energije Svemira. Jednostavno, u tom razdoblju Svemir je počeo vrlo brzo bujati, a pred kraj se energija fizičkih polja pretvara u energiju običnih čestica. Na kraju ove faze, temperatura tvari i zračenja značajno raste. Zajedno s završetkom faze inflacije javlja se i snažna interakcija. Također u ovom trenutku nastaje.
- Stadij dominacije zračenja. Sljedeća faza u razvoju Svemira, koja uključuje nekoliko faza. U ovoj fazi počinje se smanjivati temperatura Svemira, stvaraju se kvarkovi, zatim hadroni i leptoni. U eri nukleosinteze, formiranje početnih kemijski elementi, sintetizira se helij. Međutim, zračenje još uvijek dominira materijom.
- Era dominacije materije. Nakon 10.000 godina energija materije postupno prelazi energiju zračenja i dolazi do njihovog razdvajanja. Tvar počinje dominirati nad zračenjem, pojavljuje se reliktna pozadina. Također, odvajanje materije zračenjem značajno je povećalo početne nehomogenosti u distribuciji materije, uslijed čega su počele nastajati galaksije i supergalaksije. Zakoni svemira došli su do oblika u kojem ih danas promatramo.
Gornja slika sastavljena je od nekoliko temeljnih teorija i daje opći pogled o nastanku svemira rani stadiji njeno postojanje.
Odakle je došao svemir?
Ako je Svemir nastao iz kozmološke singularnosti, odakle je onda došla singularnost? Točan odgovor na ovo pitanje još nije moguće dati. Razmotrimo neke kozmološke modele koji utječu na "rađanje Svemira".
Ciklični modeli
Ovi se modeli temelje na tvrdnji da je Svemir oduvijek postojao i samo mijenja svoje stanje tijekom vremena, krećući se od širenja do skupljanja i obrnuto.
- Steinhardt-Turok model. Ovaj se model temelji na teoriji struna (M-teorija), budući da koristi takav objekt kao "branu". Prema ovom modelu, vidljivi Svemir nalazi se unutar 3-brane, koja se povremeno, svakih nekoliko trilijuna godina, sudara s drugom 3-branom, što uzrokuje svojevrsni Big Bang. Nadalje, naša 3-brana počinje se udaljavati od druge i širiti. U nekom trenutku udio tamne energije preuzima primat i brzina širenja 3-brane raste. Kolosalno širenje raspršuje materiju i zračenje do te mjere da svijet postaje gotovo homogen i prazan. Na kraju se 3-brane ponovno sudaraju, uzrokujući da se naša vrati u početnu fazu svog ciklusa, ponovno stvarajući naš "Svemir".
- Teorija Lorisa Bauma i Paula Framptona također tvrdi da je svemir cikličan. Prema njihovoj teoriji, nakon Velikog praska, potonji će se širiti zbog tamne energije sve dok se ne približi trenutku "raspada" samog prostor-vremena - Big Rip. Kao što znate, u "zatvorenom sustavu entropija se ne smanjuje" (drugi zakon termodinamike). Iz ove tvrdnje proizlazi da se Svemir ne može vratiti u svoje prvobitno stanje, jer se tijekom takvog procesa entropija mora smanjiti. Međutim, ovaj problem se rješava u okviru ove teorije. Prema teoriji Bauma i Framptona, u trenutku prije Big Rip-a, Svemir se raspada na mnogo "krpa", od kojih svaka ima prilično malu vrijednost entropije. Doživljavajući niz faznih prijelaza, ti "krpe" bivšeg Svemira stvaraju materiju i razvijaju se slično izvornom Svemiru. Ti novi svjetovi ne djeluju jedni na druge, jer se razlijeću brzinom većom od brzine svjetlosti. Tako su znanstvenici izbjegli i kozmološku singularnost, kojom prema većini kozmoloških teorija počinje rađanje Svemira. Odnosno, u trenutku završetka svog ciklusa, Svemir se raspada na mnoge druge svjetove koji nisu u interakciji, a koji će postati novi svemiri.
- Konformna ciklička kozmologija – ciklički model Rogera Penrosea i Vahagna Gurzadyana. Prema ovom modelu, Svemir je u stanju krenuti u novi ciklus bez kršenja drugog zakona termodinamike. Ova teorija temelji se na pretpostavci da crne rupe uništavaju apsorbirane informacije, čime se na neki način "legitimno" smanjuje entropija svemira. Tada svaki takav ciklus postojanja Svemira počinje sličnošću Velikog praska i završava singularitetom.
Drugi modeli za podrijetlo svemira
Među ostalim hipotezama koje objašnjavaju izgled vidljivog svemira, sljedeće dvije su najpopularnije:
- Kaotična teorija inflacije je teorija Andreya Lindea. Prema ovoj teoriji, postoji neko skalarno polje, koje je neuniformno po svom volumenu. To jest, u različitim regijama svemira, skalarno polje ima različito značenje. Tada se u područjima gdje je polje slabo ne događa ništa, dok se područja s jakim poljem počinju širiti (inflacija) zahvaljujući njegovoj energiji, tvoreći tako nove svemire. Takav scenarij implicira postojanje mnogih svjetova koji nisu nastali istovremeno i imaju svoj skup elementarnih čestica, a time i zakone prirode.
- Teorija Leeja Smolina sugerira da Veliki prasak nije početak postojanja Svemira, već samo fazni prijelaz između njegova dva stanja. Budući da je prije Velikog praska svemir postojao u obliku kozmološke singularnosti, po prirodi bliske singularnosti crne rupe, Smolin sugerira da je svemir mogao nastati iz crne rupe.
Rezultati
Unatoč tome što ciklički i drugi modeli odgovaraju na niz pitanja na koja teorija Velikog praska ne može odgovoriti, uključujući i problem kozmološke singularnosti. Ipak, zajedno s inflacijskom teorijom, Veliki prasak potpunije objašnjava podrijetlo Svemira, a također konvergira s mnogim opažanjima.
Istraživači danas nastavljaju intenzivno proučavati moguće scenarije nastanka Svemira, ali kako bi dali neoboriv odgovor na pitanje “Kako je nastao Svemir?” — malo je vjerojatno da će se dogoditi u bliskoj budućnosti. Za to postoje dva razloga: izravan dokaz kozmoloških teorija praktički je nemoguć, samo neizravan; čak ni teoretski ne postoji način da se dobije točna informacija o svijetu prije Velikog praska. Iz ova dva razloga znanstvenici mogu samo iznositi hipoteze i graditi kozmološke modele koji će najtočnije opisati prirodu Svemira koji promatramo.
Grupa znanstvenika sa Sveučilišta u Michiganu (SAD), predvođena Michaelom Longom, istražujući smjer rotacije 15.872 spiralne galaksije, došao je do zaključka da se naš Svemir može okretati oko svoje osi od trenutka rođenja, poput vrha. Osim toga, američke studije zapravo pobijaju hipotezu da je Svemir izotropan i simetričan.
Istraživanje je provedeno u sklopu projekta Sloan Digital Sky Survey (SDSS). U početku su znanstvenici pokušavali pronaći dokaze da svemir ima svojstva zrcalne simetrije. U ovom slučaju, zaključili su, broj galaksija koje se okreću u smjeru kazaljke na satu i onih koje se "uvijaju" u suprotnom smjeru bio bi isti.
Međutim, pokazalo se da u smjeru sjevernog pola Mliječne staze među spiralnim galaksijama prevladava rotacija u smjeru suprotnom od kazaljke na satu, odnosno da su orijentirane udesno. Ovaj trend vidljiv je čak i na udaljenosti većoj od 600 milijuna svjetlosnih godina.
Naravno, sve se to čini vrlo uvjetno: uostalom, ako je promatrač s druge strane, tada će mu se činiti da se galaksija kreće u suprotnom smjeru. No, ipak, koncept smjera rotacije sasvim je primjenjiv na vidljive projekcije galaksija na nebesku sferu.
"Rušenje simetrije je malo, samo oko sedam posto, ali vjerojatnost da se radi o takvoj kozmičkoj nesreći je negdje oko jedan prema milijun", komentirao je Michael Longo, voditelj istraživačkog tima. "Rezultati koje smo dobili vrlo su važni , budući da se čini da proturječe gotovo univerzalnoj ideji da će svemir, ako uzmete dovoljno veliko mjerilo, biti izotropan, to jest neće imati izražen smjer.
Stručnjaci kažu da je simetričan i izotropan svemir morao nastati iz sferno simetrične eksplozije. Takva eksplozija trebala je oblikom nalikovati košarkaškoj lopti. Međutim, ako se pri rođenju Svemir okretao oko svoje osi u određenom smjeru, tada bi galaksije zadržale taj smjer rotacije. Ali, budući da se vrte u različitih smjerova, dakle, Big Bang je imao svestran smjer. Ipak, najvjerojatnije se svemir i dalje rotira. "Možda se svemir sad vrti. Naši rezultati sugeriraju da se okreće", rekao je Longo.
Usput, prije nekoliko godina američki svemirska sonda, koji je mjerio temperaturu zračenja u različitim dijelovima galaksija, otkrio je u svemiru tajanstveno linearno područje koje prožima Svemir skroz naskroz. Pokazalo se da je upravo ta linija "greben" oko kojeg se formira prostorni model svemira. Ovo je otkriće napravilo značajne prilagodbe idejama koje su donedavno postojale o evoluciji svemira.
Na primjer, prema teoriji relativnosti, nakon Velikog praska, Svemir se razvijao kaotično. Međutim, mjerenja temperature reliktnog zračenja pokazuju da je u njegovoj strukturi vidljiv određeni sustavni red. U ovom slučaju, cjelokupna struktura Svemira formirana je oko područja linearnog zračenja, takozvane "osovine zla", kako su je nazvali istraživači.
Prethodno je Michael Longo već pretpostavio "desnu" orijentaciju svemira. No tada su njegovi izračuni izazvali oštre kritike kolega. Konkretno, mnogi su istaknuli da ljudi, analizirajući bilo koju sliku, nesvjesno daju prednost desnoj strani, jer većina nas je dešnjak.
No, koristeći posebne probabilističke metode, Longo je uspio ispraviti pogreške i dobiti rezultate slične prethodnima. Istina, još uvijek nije dobiven razumljiv odgovor na pitanje zašto postoji više "pravih" galaksija.
Međutim, princip asimetrije tipičan je za većinu objekata u svemiru. Ako bolje pogledate, čak ni ljudsko tijelo nije simetrično: uvijek postoje više ili manje uočljive razlike između njegove desne i lijeve strane, a da ne spominjemo položaj unutarnji organi: lijevo - srce, desno - jetra, i tako dalje. Može se pretpostaviti da se isti princip promatra iu drugim sferama svemira.
Lijevo skretanjeNedavno je bilo uobičajeno pretpostaviti da je svemir homogen u svim smjerovima. Gdje god pogledate, izgleda otprilike isto. A energija i materija su više-manje ravnomjerno raspoređene u prostoru. Devedesetih godina prošlog stoljeća postalo je jasno da se Svemir širi, i to ubrzano.
Sada postoji razlog za vjerovanje da se svemir, najvjerojatnije, također okreće oko svoje osi. Barem do podataka koji svjedoče o tako nevjerojatnom fenomenu došao je fizičar Michael Longo sa Sveučilišta u Michiganu.
U sklopu Sloan Digital Sky Survey (SDSS), Michigan je proučavao slike više od 15 tisuća spiralnih galaksija, određujući na koji su način uvijene - u smjeru kazaljke na satu ili suprotno od kazaljke na satu, desno ili lijevo. Istraživači su tražili zrcalnu simetriju u svemiru, pretpostavljajući da bi trebao postojati jednak broj desnih i lijevih galaksija. Pokazalo se da je lijevih - onih koji se okreću suprotno od kazaljke na satu - puno više.
Longova grupa promatrala je oko 1,2 milijarde svjetlosnih godina - anomalija, odnosno asimetrija, ostala je prisutna.
Sljedbenici Longa Tehnološko sveučilište Tehnološko sveučilište Lawrence je uz pomoć posebnog računalnog programa već ispitalo 250.000 spiralnih galaksija, udaljenih čak 3,4 milijarde svjetlosnih godina. Također su pronašli više lijevih nego desnih galaksija.
Rušenje simetrije je malo, samo oko sedam posto, ali vjerojatnost da se radi o takvoj kozmičkoj nesreći je negdje oko milijunti dio, rekao je Michael Longo. - Naši rezultati proturječe gotovo univerzalnoj ideji da je Svemir na dovoljno velikoj razini homogen i simetričan.
Znanstvenici vjeruju da bi Svemir bio simetričan i homogen - izotropan, znanstveno rečeno, da je nastao iz sferno simetričnog Velikog praska. A ako nije tako, onda je nešto narušilo simetriju tijekom Postanka. Najvjerojatnije neka početna rotacija - u smjeru suprotnom od kazaljke na satu, koja je pratila Veliki prasak. Spiralne galaksije su ga zadržale.
Svemir se možda sada okreće, kaže Longo. “Naš rezultat sugerira da je to vjerojatno slučaj.
Gdje je točno os svemira? Gdje završava? Oko čega se svemir okreće? I u kakvom okruženju? Fizičari i astronomi teško daju odgovor na ova pitanja.
Prema nekim podacima, nebeska os je nagnuta 25 stupnjeva ulijevo od pravca za Sjeverni pol Mliječne staze, prema drugima je nagnuta 60 stupnjeva udesno.
Znanstvenici planiraju istražiti još 10 milijardi galaksija, čije će slike biti dobivene pomoću takozvanog Large Synoptic Survey Telescope, opremljenog s tri zrcala (promjera 8, 3 i 5 metara) i kamerom od 3200 gigapiksela (200 tisuća fotografija godišnje). Njegov rad započet će 2020. u Čileu. Čini se da se prije osi ne može riješiti.
I naš je svijet odjednom počeo usporavati
Prema rezultatima studija objavljenim nedavno u časopisu Astrophysical Journal Supplement, Sunčev se sustav kreće sve sporije. Tijekom proteklih 15 godina njegova se brzina u međuzvjezdanom prostoru smanjila za više od 10 posto – s 26,3 kilometra u sekundi na 22,8. Do takvih zaključaka došli su znanstvenici velikog međunarodnog tima, uspoređujući podatke dobivene sa satelita.
Promijenio se i smjer kretanja. Godine 1993. instrumenti instalirani na aparatu Ulysses pokazali su da letimo kroz svemir iz točke s ekliptičkim koordinatama od 75,2 stupnja sjeverne zemljopisne širine i 5,2 stupnja zapadne dužine. Sada se "početna točka" pomaknula na 79,2 stupnja sjeverne zemljopisne širine na istoj zemljopisnoj dužini. Takve je podatke 2010. godine odašiljao satelit IBEX (Interstellar Boundary Explorer), lansiran 2008. godine.
Što je razlog fenomena, znanstvenici ne znaju. I ne razumiju je li to dobro.
- Koji je razlog za takvo usporavanje kretanja Sunca u međuzvjezdanom mediju, ostaje da se shvati - rekao je Vladislav Izmodenov, voditelj laboratorija Instituta istraživanja svemira Ruska akademija Sciences (RAS) uključen u analizu podataka s IBEX-om. - Na tome sada radi nekoliko znanstvenih grupa, uključujući i našu.
Sunčev sustav nalazi se u jednom od krakova Mliječnog puta – spiralne galaksije. Možda se njegova rotacija usporila u odnosu na galaktičko središte? Ili smo se našli u regiji s nekim drugim međuzvjezdanim medijem? I usporavanje je povezano s ovim? Nije jasno... Kao što još nema odgovora na pitanje hoće li smanjenje brzine i promjena smjera gibanja Sunčevog sustava utjecati na zemaljske procese. Na primjer, klima.
I U OVO VRIJEME
Pronađen blizanac Mliječne staze
Svemirski teleskop Hubble poslao je na Zemlju fotografiju galaksije NGC 1073, koja se nalazi u zviježđu Kit. Znanstvenici uvjeravaju da je točna kopija naše. To je Mliječni put. Ista spirala. Promatrajući blizanku sa strane, astronomi se nadaju da će bolje razumjeti procese koji se odvijaju u originalu. Možda će se pozabaviti fenomenom usporavanja.
U galaksiji tako sličnoj našoj, netko mora živjeti. Ali malo je vjerojatno da će se vidjeti. NGC 1073 je oko 55 milijuna svjetlosnih godina od nas.
AUTORITIVNO MIŠLJENJE
Astrofizičar Martin RIS:“Nikada nećemo razumjeti kako svemir funkcionira”
U Ujedinjenom Kraljevstvu, Londonsko kraljevsko društvo je u biti nacionalna akademija znanosti. Stoga je njezin bivši predsjednik, astrofizičar Martin Rees, povremeno kraljevski astronom, sumnjao u intelektualne sposobnosti ljudska civilizacija. On nema iluzija o mogućnosti davanja odgovora na pitanja o nastanku svemira. Kao, mi to ne razumijemo, kao ni zakone svemira ... I hipoteze, na primjer, o veliki prasak, koji je navodno stvorio svijet oko nas, ili da mnogi drugi mogu postojati paralelno s našim Svemirom, ostat će nedokazane pretpostavke.
Bez sumnje, za sve postoje objašnjenja, - kaže Lord Rhys, - ali nema takvih genija koji bi ih razumjeli. Ljudski um je ograničen. I došao je do svoje granice.
Od razumijevanja mikrostrukture vakuuma, smatra astrofizičar, daleko smo koliko i ribe u akvariju koje uopće nisu svjesne kako funkcionira okoliš u kojem žive.
Ja, na primjer, imam razloga sumnjati da svemir ima ćelijsku strukturu, nastavlja Lord Rhys. - A svaka njegova stanica trilijune trilijuna puta manja je od atoma. Ali to ne možemo dokazati ili opovrgnuti niti razumjeti kako takva konstrukcija funkcionira.
Zadatak je pretežak, previsok za ljudski um. Kao Einsteinova teorija relativnosti za majmuna.
Kao rezultat toga, lord zaključuje: kažu, vjerujem da Jedinstvena teorija koja objašnjava strukturu svemira načelno postoji. Ali za njegovo stvaranje nije dovoljan ljudski um. Štoviše, svi podnositelji zahtjeva za takvo autorstvo sigurno će pogriješiti.
MOSKVA, 29. kolovoza - RIA Novosti. U središtu Mliječne staze nalazi se ogromna "jama" ispunjena vrućim plinom koja je nastala prije otprilike 6 milijuna godina kada je crna rupa u središtu naše Galaksije neprestano "žvakala" i "izbacivala" ogromne mase materije , prema radu prihvaćenom za objavljivanje u Astrophysical Journalu.
"Igrali smo se skrivača u svemiru, pokušavajući otkriti gdje je nestala barem polovica mase vidljive materije u Mliječnoj stazi. Da bismo to učinili, okrenuli smo se arhivskim podacima koje je prikupio teleskop XMM-Newton i shvatili da je ta masa nije bilo gdje skriveno i što je to vrući plin koji prožima gotovo cijelu galaksiju. Ova "magla" apsorbira X-zrake", kaže Fabrizio Nicastro (Fabrizio Nicastro) iz Harvard-Smithsonian centra za astrofiziku u Cambridgeu (SAD).
Kako objašnjavaju znanstvenici, danas većina astronoma vjeruje da u središtu svih galaksija žive supermasivne crne rupe - objekti teški milijune i milijarde Sunaca, neprestano hvataju i upijaju materiju, od kojih crna rupa neke "žvače" i izbacuje u obliku mlaznica - tankih snopova plazme, ubrzanih do brzina blizu svjetlosti.
U Mliječnoj stazi iu nizu drugih galaksija, ova crna rupa je u "hibernaciji" i nema mlaznice. Znanstvenici već dosta dugo pokušavaju shvatiti kada je "zaspala" i koliko je bila aktivna u prošlosti te kako je ta aktivnost utjecala na život zvijezda u središtu Galaksije i na njezinim periferijama.
Nicastro i njegovi kolege neočekivano su pronašli odgovor na ovo pitanje, pokušavajući riješiti još jednu staru kozmičku zagonetku - pitanje gdje je nestala "nestala" materija Galaksije. Činjenica je da astronomi već nekoliko desetljeća pokušavaju shvatiti zašto je masa vidljive tvari - zvijezda, planeta, prašine, oblaka plina i drugih struktura - oko 2,5-5 puta manja od proračuna temeljenih na brzini kretanja zvijezda oko Zemlje. centar predvidjeti Mliječni put.
Relativno nedavno, promatranja drugih galaksija, provedena pomoću Chandra X-ray opservatorija i Fermi gama-teleskopa, pokazala su da se ta "masa koja nedostaje" možda skriva izvan galaksije u obliku "ušiju" - divovskih oblaka vruće plin iznad i ispod Mliječnog A puta koji nije vidljiv ni u jednom drugom rasponu zračenja, osim rendgenskih i gama zraka.
Nicastrov tim testirao je je li to doista tako koristeći podatke prikupljene europskim rendgenskim teleskopom XMM-Newton. Fokusirajući se na linije kisika u rendgenskom spektru međuzvjezdanog medija, "odajući" prisutnost vrućeg plina, autori članka izračunali su njegovu masu i gustoću u različitim dijelovima galaksije.
Ispostavilo se da u središtu Mliječne staze postoji divovski "mjehurić" razrijeđenog vrućeg plina koji se proteže na udaljenosti od oko 20.000 svjetlosnih godina od središta. Mase ovog plina i drugih nakupina vruće tvari iznad i ispod galaksije, prema astronomima, taman su dovoljne da pokriju razliku između promatranja i izračuna.
Čini se da je njegov "roditelj" bila supermasivna crna rupa Sgr A* u središtu naše Galaksije - ako je bila aktivna u prošlosti, izbacivala je ogromne mase vrućeg plina koji se kretao brzinom od oko tisuću kilometara u sekundi. Ta su izbacivanja "očistila" one dijelove Mliječne staze kroz koje su letjela od bilo kakvih ozbiljnijih nakupina hladne i nama uočljivije tvari.
Taj je mjehurić, kako pokazuju izračuni znanstvenika i promatranja mladih zvijezda u blizini središta Galaksije, nastao prije oko 6 milijuna godina, kada je crna rupa "pojela" sve svoje zalihe materije i ušla u "hibernaciju" nakon 8 milijuna godina "proždrljivosti". Slično, prema astrofizičarima, rad udaljenih kvazara, aktivnih supermasivnih crnaca u dalekim galaksijama, mogao bi prestati raditi.
