Multe sate din univers

Universum sunt universale

Numai în galaxia noastră Calea Lactee, oamenii de știință estimează că există aproximativ 300.000.000.000 de stele.

Există aproximativ 2.000.000.000.000 de galaxii în univers.

Acest lucru face 600.000.000.000.000.000.000.000 de stele.

Universul s-a dezvoltat dinamic de 13.500.000.000 de ani.

Dar mulți oameni de știință cred asta viata inteligentaîn tot universul, ca homo sapiens, au apărut accidental pe această planetă acum 30.000 de ani și s-au dovedit prin treceri aleatorii - oameni de știință .....

„Așadar, formularea primei sau slabe teoreme de incompletitudine Gödel: „Orice sistem formal de axiome conține presupuneri nerezolvate.” Dar Gödel nu s-a oprit aici, formulând și demonstrând cea de-a doua, sau puternica teoremă de incompletitudine Gödel: „Completitudinea logică ( sau incompletitudinea) oricărui sistem de axiome nu poate fi dovedită în cadrul acestui sistem. Pentru demonstrarea sau infirmarea lui, sunt necesare axiome suplimentare (întărirea sistemului).

Ar fi mai sigur să credem că teoremele lui Godel sunt abstracte și nu ne privesc pe noi, ci doar domenii ale unei logici matematice sublime, dar de fapt s-a dovedit că ele sunt direct legate de structura creierului uman. Matematicianul și fizicianul englez Roger Penrose (născut în 1931) a arătat că teoremele lui Gödel ar putea fi folosite pentru a demonstra diferențele fundamentale dintre creierul uman și un computer. Scopul raționamentului său este simplu. Calculatorul funcționează strict logic și nu este capabil să determine dacă afirmația A este adevărată sau falsă dacă depășește sfera axiomaticii, iar astfel de afirmații, conform teoremei lui Gödel, există inevitabil. O persoană, care se confruntă cu o astfel de afirmație logic nedemonstrabilă și irefutabilă A, este întotdeauna capabilă să-și determine adevărul sau falsitatea - pe baza experienței. Cel puțin în asta creier uman depășește un computer încătușat de circuite logice pure. Creierul uman este capabil să înțeleagă toată profunzimea adevărului conținută în teoremele lui Gödel, dar un computer nu poate niciodată. Prin urmare, creierul uman este orice altceva decât un computer.”

Descoperirea lui Gödel

În 1949, marele matematician și logician Kurt Gödel a descoperit o soluție și mai complexă a ecuațiilor lui Einstein. El a sugerat că universul se rotește ca întreg. Ca și în cazul cilindrului care se rotește al lui Van Stockum, totul este purtat de spațiu-timp, vâscos ca melasa. În universul lui Gödel, o persoană poate, în principiu, să călătorească între oricare două puncte din spațiu sau timp. Poți deveni participant la orice eveniment care a avut loc în orice perioadă de timp, indiferent de cât de departe se află

permanent. Datorită acțiunii gravitației, universul lui Gödel tinde să se prăbușească. Prin urmare, forța centrifugă de rotație trebuie să echilibreze forța gravitațională. Cu alte cuvinte, universul trebuie să se rotească cu o anumită viteză. Cu cât universul este mai mare, cu atât

cu cât tendința sa de a se prăbuși este mai mare și cu atât trebuie să se rotească mai repede pentru a o preveni.

De exemplu, un univers de dimensiunea noastră conform lui Gödel ar trebui să completeze o revoluție la fiecare 70 de miliarde de ani, iar raza minimă pentru călătoria în timp ar fi de 16 miliarde de ani lumină. Cu toate acestea, atunci când călătorești în timp în trecut, trebuie

deplasați-vă cu o viteză puțin mai mică decât viteza luminii.

Se știa, că soluțiile ecuațiilor lui Einstein depind în mare măsură de alegerea sistemului de coordonate. La analizarea acestora, se folosesc de obicei coordonatele sferice. În acest caz, aceste soluții îndeplinesc cerințele de simetrie sferică, ceea ce este destul de rezonabil - la urma urmei, atât Universul, cât și „particulele” sale constitutive, adică stelele, planetele, atomii, au forma unei bile. Asemenea argumente nu li se poate nega frumusețea.
Universul lui Godel a apărut dintr-o dată diferit - subțire, slab, ca un matematician însuși, amintind de un mistic și ascet medieval. A luat forma unui cilindru și, prin urmare, Gödel a recurs la ajutorul coordonatelor cilindrice, descriind universul.
Universul său, în general, semăna puțin cu ideile anterioare despre el. Așadar, Gödel a sugerat că nu numai toate obiectele din el se rotesc - aceste stele, planete, atomi - ci și Universul însuși.
Ce se întâmplă? Comportamentul tuturor elementelor universului în teoria lui Einstein – în spațiul nostru-timp – este descris prin linii cu patru dimensiuni, un fel de „longitudine-latitudine” a oricăror corpuri fizice care se află atât în ​​spațiu, cât și în timp. Potrivit lui Godel, din cauza rotației universului, aceste linii cu patru dimensiuni - „liniile lumii” - sunt îndoite atât de puternic încât se răsucesc într-o buclă. Dacă presupunem că încercăm să călătorim pe o linie atât de închisă, atunci, până la urmă, ne vom întâlni... pe noi înșine, revenind la trecutul nostru. Acesta nu este fantezie, acesta este un calcul matematic exact. Călătoria în depărtarea timpurilor trecute este posibilă de-a lungul „curbelor închise în timp”, așa cum a numit Gödel astfel de linii.
Aceste curbe sunt ca niște poduri peste apele agitate ale timpului. Ar fi ușor să treci prin apele învolburate ale râului, dacă nu ar fi podul ridicat peste el? La fel, există o singură cale de ieșire din apele timpului, o singură posibilitate de a le ocoli - această linie, acest „pod” care s-a ghemuit în trecut. Călcând pe acest „pod Mirabeau” – „întunericul coboară miezul nopții bate zilele trec și viața continuă” (G. Apollinaire) – te poți găsi acolo unde... „noaptea a lovit din nou, trecutul meu este din nou cu mine”. ."
Mii de drumuri ne conduc de la azi la mâine, mii de posibilități gata să fie realizate - și doar un drum înapoi. Cum să-l găsesc? Godel, ca și Dumnezeu, proclamă realul: „Dacă noi, plecăm într-o călătorie spre nava spatiala, zburăm în cerc, descriind o curbă cu o rază suficient de mare, apoi ne putem întoarce în orice colț al trecutului.

Și totuși ea se întoarce?

În 1999, Time Magazine, alăturându-se agitației generale cu privire la intrarea omenirii în noul mileniu, a chestionat experți și a întocmit o listă cu cei mai mari 100 de oameni ai secolului trecut. Fiind cel mai remarcabil fizician, această listă a inclus, desigur, Albert Einstein. Iar cel mai mare matematician al secolului al XX-lea a fost logicianul austriac Kurt Gödel (1906-1978), a cărui celebra teoremă de incompletitudine a transformat fundamentele. stiinta moderna chiar mai radical, poate, decât teoria generală a relativității a lui Einstein.

Este de remarcat faptul că ambii acești oameni de știință eminenti, în timp diferit forțați să părăsească Europa din cauza nazismului și a războiului, și-au găsit de lucru și adăpost în același loc - Institutul Princeton pentru Studii Avansate, unde birourile lor nu erau departe unul de celălalt. Mai mult, în ciuda diferenței de vârstă de aproape treizeci de ani, fizica și matematica au dezvoltat prietenii strânse. Din scrisorile lui Gödel către mama sa se știe cât de mult prețuia el această prietenie. Și pentru a clarifica măsura respectului lui Einstein pentru tânărul său coleg, este suficient să ne amintim cuvintele lui binecunoscute că el (fiind la o vârstă foarte înaintată) merge la institut în fiecare zi, în principal pentru a discuta cu Gödel pe drum. înapoi acasă. Acest tip de conversație pe jos între cei doi oameni de știință a fost obișnuit și a continuat până la moartea lui Einstein în 1955.

Nimeni, în afară de prietenii oameni de știință, nu știe cu siguranță ce subiecte au discutat în timpul acestor plimbări. Dar cel puțin una dintre consecințele imediate ale asocierii lor strânse este foarte bine cunoscută. Deși zona principală interese științifice Godel se afla foarte departe de problemele de fizică, la sfârșitul anilor 1940 matematicianul și-a îndreptat atenția asupra ecuațiilor teorie generală relativitatea lui Einstein și a reușit să găsească o soluție exactă pentru ele. Această soluție, numită „metrica Gödel”, are un aspect foarte simplu, frumos și, s-ar putea spune, elegant (care este deosebit de apreciat în știință). Dar, în mod ironic, aceste împrejurări au fost cele care au nedumerit extrem de mult lumea științifică, pentru că o soluție simplă și frumoasă - așa este aranjat totul în natură - cu o mare probabilitate ar trebui să fie cea mai corectă. Cu toate acestea, metrica elegantă a lui Gödel descrie universul cu proprietăți destul de ciudate. Din punctul de vedere al științei moderne, oricum.

Acum se obișnuiește să spunem că soluția găsită de un matematician este, din păcate, nerealistă și nefizică. Nerealist, deoarece metrica Gödel descrie un univers staționar (adică, care conservă volumul) care se rotește cu o viteză constantă diferită de zero. În timp ce observațiile astronomice, pe de o parte, mărturisesc în mod convingător expansiunea constantă a universului, iar pe de altă parte, ele nu oferă dovezi incontestabile în favoarea rotației universului. Această soluție este numită non-fizică pentru că universul lui Gödel admite existența traiectoriilor închise în bucle de-a lungul coordonatei timpului. Cu alte cuvinte, așa cum a arătat cu strictețe descoperitorul însuși, aici se poate reveni în trecut, deși unul foarte îndepărtat. Și aceasta încalcă relațiile cauză-efect ale fenomenelor și astfel contrazice ideile fundamentale ale științei fizice despre structura lumii înconjurătoare.

Fiecare aspect al criticii soluției lui Gödel merită o examinare atentă. Deci, să spunem, buclele de timp gigantice „non-fizice” implică o secvență nesfârșită de cicluri de existență a universului, unde el însuși este cauza proprie. Și aceasta, în esență, este o idee exprimată de gânditori din cele mai vechi timpuri și ilustrată grafic adesea prin imagini ale cosmosului sub forma unui ouroboros - un șarpe uriaș care și-a prins propria coadă. Sau, dacă priviți puțin diferit, vărsându-se din propria gură... Cu toate acestea, în acest moment, problema rotației universului este de cel mai mare interes. Deja pentru că, cel puțin, că de fapt în faptul de rotație nu există nimic nefizic. Mai degrabă, dimpotrivă, peste tot - din lumea microscopică particule elementare la planete, stele, galaxii și clustere galactice - obiectele naturii sunt în rotație constantă. Cu toate acestea, universul însuși, conform opiniilor dominante acum în știință, nu se rotește.

Adevărat, nu se poate spune că acest fapt este strict fundamentat în teorie și dovedit convingător prin experimente. Doar că, într-o lume fără rotație, oamenii de știință, s-ar putea spune, trăiesc mai confortabil. În primul rând, toată lumea a fost deja de acord că, conform teoriei relativității, universul ar trebui să arate la fel peste tot, indiferent de locul în care se află observatorul. Și din ideea de rotație a universului rezultă că direcția de-a lungul axei unei astfel de rotații se dovedește a fi într-un anumit sens „specială” și diferită de celelalte. Dacă, în al doilea rând, vorbim despre experimente și observații astronomice, atunci aici, așa cum se crede în mod obișnuit, nu există dovezi convingătoare pentru rotația universului. Dar, asta, totuși, în funcție de cum arăți.

În 1982, un tânăr astrofizician englez, Paul Birch de la Universitatea din Manchester, a descoperit în cel mai înalt grad distribuție asimetrică pentru unghiuri de rotație de polarizare a radiației de la unu și jumătate, aproximativ sute de surse radio extragalactice. După ce a analizat seturi de date obținute în mod independent de la diferiți cercetători, Birch a arătat că toate demonstrează același model - în emisfera nordică a sferei cerești, vectorul de polarizare al emisiei radio este direcționat în principal într-o direcție, iar în emisfera sudică în invers. direcţie.

În aceeași lucrare, Birch a făcut și concluzia corespunzătoare - că cea mai firească explicație pentru fenomenul observat ar fi rotația universului... De-a lungul anilor care au trecut de atunci, nimeni nu a fost capabil să infirme în mod convingător acest inconvenient. rezultat, care contrazice opiniile general acceptate în cosmologie. Cu toate acestea, cercetătorul, care și-a început călătoria în marea știință cu o descoperire atât de provocatoare, nu a reușit, din păcate, să facă o carieră în lumea oamenilor de știință.

La un deceniu și jumătate de la publicarea lui Burch, în primăvara lui 1997, a apărut o lucrare foarte consonantă a lui Borge Nodland și John Ralston, doi cercetători de la universitățile americane din Rochester și Kansas. Nodland și Ralston au studiat date despre rotația planului de polarizare al undelor așa-numitei radiații sincrotron din 160 de galaxii și au descoperit, de asemenea, o dependență remarcabilă pentru unghiurile de polarizare. S-a dovedit că unghiul de rotație variază în funcție de direcția în care se face observația - de parcă universul ar avea un fel de axă specială.

Și anume, s-a dovedit că mărimea rotației polarizării undelor din galaxia observată depinde direct de cosinusul unghiului dintre direcția către această galaxie și axa care trece prin constelația ecuatorială Vultur, planeta Pământ și ecuatorialul. constelația Sextant. S-a dovedit că anomalia descoperită a subminat din nou serios concepte fizice importante despre izotropia universului (ar trebui să fie aceeași pentru observațiile în toate direcțiile) și omogenitatea universului (ar trebui să fie aceeași în toate locurile). Din motive evidente, „axa de anizotropie” a universului, descoperită de Nodland și Ralston, a luat un loc în știință alături de rezultatul lui Birch – printre incidente amuzante, dar nu demne de o atenție specială.

Cu toate acestea, pe măsură ce în cosmologie sunt colectate date observaționale din ce în ce mai precise, în ele apar axele de anizotropie din ce în ce mai incomode. Mai mult decât atât, aceste axe, de regulă, se străduiesc într-un fel uluitor să treacă prin Pământ, ca și cum ar fi un cadru special de referință. Astfel, printre multele mistere aduse de datele satelitului WMAP, care înregistrează anizotropia radiației de fond cu microunde a universului, un loc proeminent îl ocupă problema orientării non-aleatorie a modurilor vibraționale de joasă frecvență.

Conform teoriei, modurile inferioare, ca toate celelalte, trebuie să fie orientate aleatoriu în spațiu. Dar, în schimb, harta WMAP arată că locația lor gravitează în mod clar spre echinocții și spre direcția de deplasare. sistem solar. Mai mult, axele spațiale ale acestor oscilații se află în apropierea planului eclipticii, iar două dintre ele se află în planul Supergalaxiei, care unește Galaxia noastră, învecinată cu aceasta. sisteme stelareși colecțiile lor. Se estimează că probabilitatea unei coincidențe aleatoare a acestor direcții este mai mică de 1/10000.

Cu alte cuvinte, toate acestea par extrem de ciudate și greu de explicat. Pentru că dacă continuăm să considerăm universul nemișcat, atunci sistemul nostru solar și planeta Pământ apar ca în centrul întregului spațiu exterior. Cu toate acestea, dacă ne întoarcem la conceptul lui Kurt Gödel, în care întregul univers se rotește ca o roată uriașă a ruletei, ciudateniile dispar de la sine. Căci într-un univers de acest fel, fiecare observator, oriunde s-ar afla, vede lucrurile de parcă s-ar afla în centrul rotației, iar întregul univers părea că se învârte în jurul lui. Vizual, acest efect este mai ușor de vizualizat dacă universul deschis-cilindr al modelului original al lui Gödel este transformat într-un tor. Apoi, după cum au arătat teoreticienii germani Istvan Oswat și Engelbert Schücking la începutul anilor 1960, nu există o singură axă în spațiul închis al universului-tor și toate elementele se rotesc unul în jurul celuilalt în rotația generală a inelului vortex.

Golul de Bootes

Numit pentru apropierea sa de constelația Bootes, acest vid este cunoscut și sub numele de Marele Vid. A fost descoperită în 1981 de Robert Kirshner și colegii săi, care au fost șocați să găsească o minge aparent goală în spațiu. După o analiză atentă, Kirchner și echipa sa au reușit să detecteze doar 60 de galaxii în această regiune, cuprinzând 250-300 de milioane de ani lumină.

După toate legile, ar trebui să existe cel puțin 10.000 de galaxii în acest loc. Prin comparație, Calea Lactee are 24 de vecini în decurs de 3 milioane de ani.

Din punct de vedere tehnic, acest vid nu ar trebui să existe, deoarece teorii moderne permit existența doar a unor spații „vide” mult mai mici.

Z->Z^2+C

Când studiem subiectul fractalilor, este necesar să se țină cont de câteva aspecte pe care Mandelbrot nu le-a exprimat:

1) Fractalii construiti folosind matematica si modelarea computerizata sunt fractali artificiali. Nu au sens sau conținut.

2) Fractalii sunt o formă. Adică, fractalii apar la limita mediilor. Mediul în sine nu este un fractal.

3) Fractalii sunt locul unde ideile intră în contact cu materia. La construirea fractalilor ființelor vii nu sunt luate în considerare astfel de calități ale vieții precum instinctele, sentimentele, voința etc.. De aceea fractalii ideali nu există în natura vie, fiecare ființă vie având anumite abateri de la formele ideale, asimetrie.

Una dintre principalele întrebări care nu ies din conștiința umană a fost și este întotdeauna întrebarea: „cum a apărut Universul?”. Desigur, un răspuns clar la această întrebare nu, și este puțin probabil să fie obținut în viitorul apropiat, totuși, știința lucrează în această direcție și formează un anumit model teoretic al originii Universului nostru. În primul rând, ar trebui să luăm în considerare principalele proprietăți ale Universului, care ar trebui descrise în cadrul modelului cosmologic:

• Modelul trebuie să țină cont de distanțele observate între obiecte, precum și de viteza și direcția mișcării acestora. Astfel de calcule se bazează pe legea Hubble: cz =H0D, Unde z este deplasarea spre roșu a obiectului, D- distanta fata de acest obiect, c este viteza luminii.
• Vârsta Universului din model trebuie să depășească vârsta celor mai vechi obiecte din lume.
• Modelul trebuie să țină cont de abundența inițială de elemente.
• Modelul trebuie să ia în considerare observabilul .
• Modelul trebuie să țină cont de fundalul relictei observate.

Să luăm în considerare pe scurt teoria general acceptată a originii și evoluției timpurii a Universului, care este susținută de majoritatea oamenilor de știință. Astăzi, teoria Big Bang se referă la combinația dintre modelul universului fierbinte cu Big Bang. Și deși aceste concepte au existat mai întâi independent unul de celălalt, ca rezultat al combinației lor, a fost posibil să se explice compoziție chimică Univers, precum și prezența radiației cosmice de fond cu microunde.

Conform acestei teorii, Universul a apărut cu aproximativ 13,77 miliarde de ani în urmă dintr-un obiect dens încălzit - care este greu de descris în cadrul fizicii moderne. Problemă singularitate cosmologică, printre altele, în faptul că atunci când îl descriu, majoritatea mărimi fizice, precum densitatea și temperatura tind la infinit. În același timp, se știe că la densitatea infinită (măsura haosului) ar trebui să tinde spre zero, ceea ce nu este deloc compatibil cu temperatura infinită.

• • Primele 10 -43 de secunde după Big Bang sunt numite stadiul haosului cuantic. Natura universului în acest stadiu al existenței nu poate fi descrisă în cadrul fizicii cunoscute de noi. Există o dezintegrare a unui singur spațiu-timp continuu în cuante.

• Momentul Planck este momentul sfârșitului haosului cuantic, care cade pe 10 -43 de secunde. În acest moment, parametrii Universului erau egali, precum temperatura Planck (aproximativ 10 32 K). La vremea erei Planck, toate cele patru interacțiuni fundamentale (slab, puternic, electromagnetic și gravitațional) erau combinate într-o singură interacțiune. Nu se poate considera momentul Planck ca o anumită perioadă lungă, deoarece fizica modernă nu lucrează cu parametri mai mici decât cei Planck.
• Etapă. Următoarea etapă din istoria universului a fost etapa inflaționistă. În primul moment al inflației, interacțiunea gravitațională s-a separat de un singur câmp supersimetric (incluzând anterior câmpurile interacțiunilor fundamentale). În această perioadă, materia are o presiune negativă, ceea ce determină o creștere exponențială a energiei cinetice a Universului. Mai simplu spus, în această perioadă, Universul a început să se umfle foarte repede, iar spre final, energia câmpurilor fizice se transformă în energia particulelor obișnuite. La sfârșitul acestei etape, temperatura substanței și radiația crește semnificativ. Odată cu sfârșitul etapei de inflație, apare și o interacțiune puternică. Tot în acest moment apare.
• Etapa de dominanță a radiațiilor. Următoarea etapă în dezvoltarea Universului, care include mai multe etape. În această etapă, temperatura Universului începe să scadă, se formează quarcii, apoi hadronii și leptonii. În era nucleosintezei, formarea inițială elemente chimice, se sintetizează heliul. Cu toate acestea, radiațiile încă domină materia.
• Epoca dominației materiei. După 10.000 de ani, energia materiei depășește treptat energia radiațiilor și are loc separarea lor. Substanța începe să domine asupra radiației, apare un fundal relict. De asemenea, separarea materiei cu radiații a crescut semnificativ neomogenitățile inițiale în distribuția materiei, drept urmare au început să se formeze galaxii și supergalaxii. Legile Universului au ajuns la forma în care le observăm astăzi.

Imaginea de mai sus este compusă din mai multe teorii fundamentale și oferă vedere generala despre formarea universului primele etape existența ei.

De unde a venit universul?

Dacă Universul provine dintr-o singularitate cosmologică, atunci de unde provine singularitatea? Nu este încă posibil să oferim un răspuns exact la această întrebare. Să luăm în considerare câteva modele cosmologice care afectează „nașterea Universului”.

Modele ciclice

Aceste modele se bazează pe afirmația că Universul a existat întotdeauna și în timp starea lui se schimbă doar, trecând de la expansiune la contracție și invers.

• Modelul Steinhardt-Turok. Acest model se bazează pe teoria corzilor (teoria M), deoarece folosește un astfel de obiect ca „brană”. Potrivit acestui model, Universul vizibil este situat în interiorul unei 3-brane, care periodic, la fiecare câteva trilioane de ani, se ciocnește cu o altă 3-brană, ceea ce provoacă un fel de Big Bang. În plus, 3-branele noastre începe să se îndepărteze de cealaltă și să se extindă. La un moment dat, ponderea energiei întunecate are prioritate, iar rata de expansiune a 3-branelor crește. Expansiunea colosală împrăștie materia și radiațiile într-o asemenea măsură încât lumea devine aproape omogenă și goală. În cele din urmă, cele 3 brane se ciocnesc din nou, făcându-le pe ale noastre să se întoarcă la faza inițială a ciclului său, re-creând „Universul” nostru.

• Teoria lui Loris Baum și Paul Frampton afirmă, de asemenea, că universul este ciclic. Potrivit teoriei lor, după Big Bang, acesta din urmă se va extinde din cauza energiei întunecate până se apropie de momentul „dezintegrarii” spațiu-timpului însuși - Big Rip. După cum știți, într-un „sistem închis, entropia nu scade” (a doua lege a termodinamicii). Din această afirmație rezultă că Universul nu poate reveni la starea inițială, deoarece în timpul unui astfel de proces entropia trebuie să scadă. Cu toate acestea, această problemă este rezolvată în cadrul acestei teorii. Conform teoriei lui Baum și Frampton, cu un moment înainte de Big Rip, Universul se desparte în multe „petice”, fiecare dintre ele având o valoare destul de mică a entropiei. Experimentând o serie de tranziții de fază, aceste „petice” ale fostului Univers dau naștere materiei și se dezvoltă similar Universului original. Aceste noi lumi nu interacționează între ele, deoarece zboară separat cu o viteză mai mare decât viteza luminii. Astfel, oamenii de știință au evitat și singularitatea cosmologică, care începe nașterea Universului conform majorității teoriilor cosmologice. Adică, în momentul sfârșitului ciclului său, Universul se rupe în multe alte lumi care nu interacționează, care vor deveni universuri noi.
• Cosmologie ciclică conformă - modelul ciclic al lui Roger Penrose și Vahagn Gurzadyan. Conform acestui model, Universul este capabil să treacă într-un nou ciclu fără a încălca a doua lege a termodinamicii. Această teorie se bazează pe presupunerea că găurile negre distrug informația absorbită, care într-un fel „legitim” scade entropia universului. Apoi fiecare astfel de ciclu de existență al Universului începe cu asemănarea Big Bang-ului și se termină cu o singularitate.

Alte modele pentru originea universului

Printre alte ipoteze care explică apariția Universului vizibil, următoarele două sunt cele mai populare:

• Teoria haotică a inflației este teoria lui Andrey Linde. Conform acestei teorii, există un câmp scalar, care este neuniform pe tot volumul său. Adică, în diferite regiuni ale universului, câmpul scalar are o semnificație diferită. Apoi, în zonele în care câmpul este slab, nu se întâmplă nimic, în timp ce zonele cu câmp puternic încep să se extindă (inflație) datorită energiei sale, formând astfel noi universuri. Un astfel de scenariu implică existența multor lumi care nu au apărut simultan și au propriul set de particule elementare și, în consecință, legile naturii.
• Teoria lui Lee Smolin sugerează că Big Bang-ul nu este începutul existenței Universului, ci este doar o tranziție de fază între cele două stări ale sale. Întrucât înainte de Big Bang, Universul exista sub forma unei singularități cosmologice, apropiată în natură de singularitatea unei găuri negre, Smolin sugerează că Universul ar fi putut apărea dintr-o gaură neagră.

Rezultate

În ciuda faptului că modelele ciclice și alte modele răspund la o serie de întrebări la care teoria Big Bang nu poate răspunde, inclusiv problema singularității cosmologice. Cu toate acestea, împreună cu teoria inflaționistă, Big Bang-ul explică mai pe deplin originea Universului și, de asemenea, converge cu multe observații.

Astăzi, cercetătorii continuă să studieze intens posibile scenarii pentru originea Universului, totuși, pentru a oferi un răspuns de necontestat la întrebarea „Cum a apărut Universul?” — este puțin probabil să se întâmple în viitorul apropiat. Există două motive pentru aceasta: demonstrarea directă a teoriilor cosmologice este practic imposibilă, doar indirectă; chiar și teoretic nu există nicio modalitate de a obține informații exacte despre lumea de dinainte de Big Bang. Din aceste două motive, oamenii de știință nu pot decât să propună ipoteze și să construiască modele cosmologice care vor descrie cel mai precis natura Universului pe care îl observăm.

Un grup de oameni de știință de la Universitatea din Michigan (SUA), condus de Michael Longo, explorează direcția de rotație de 15.872 galaxii spirale, a ajuns la concluzia că Universul nostru se poate roti în jurul axei sale din momentul nașterii, ca un vârf. În plus, studiile americane resping de fapt ipoteza că Universul este izotrop și simetric.

Cercetarea a fost realizată ca parte a proiectului Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Inițial, oamenii de știință au încercat să găsească dovezi că universul are proprietățile simetriei oglinzii. În acest caz, au motivat ei, numărul de galaxii care se rotesc în sensul acelor de ceasornic și cele care „se răsucesc” în sens opus ar fi același.

Cu toate acestea, s-a dovedit că în direcția polului nord al Căii Lactee printre galaxiile spirale predomină rotația în sens invers acelor de ceasornic, adică sunt orientate spre dreapta. Această tendință este vizibilă chiar și la o distanță de peste 600 de milioane de ani lumină.

Desigur, toate acestea par foarte condiționate: la urma urmei, dacă observatorul este de cealaltă parte, atunci i se va părea că galaxia se mișcă în direcția opusă. Dar, cu toate acestea, conceptul de direcție de rotație este destul de aplicabil proiecțiilor vizibile ale galaxiilor pe sfera cerească.

„Ruperea de simetrie este mică, doar aproximativ șapte procente, dar probabilitatea ca acesta să fie un astfel de accident cosmic este undeva în jur de unu la un milion”, a comentat Michael Longo, liderul echipei de cercetare. „Rezultatele obținute de noi sunt foarte importante. , deoarece par să contrazică aproape universal ideea că dacă luați o scară suficient de mare, atunci universul va fi izotrop, adică nu va avea o direcție pronunțată.

Experții spun că un univers simetric și izotrop trebuie să fi apărut dintr-o explozie cu simetrie sferică. O astfel de explozie trebuia să semene ca o minge de baschet. Totuși, dacă la naștere Universul s-ar fi rotit în jurul axei sale într-o anumită direcție, atunci galaxiile ar fi păstrat această direcție de rotație. Dar, din moment ce se învârt în directii diferite, prin urmare, Big Bang-ul a avut o direcție versatilă. Cu toate acestea, cel mai probabil, Universul continuă să se rotească. „Universul se poate învârti acum. Rezultatul nostru sugerează că este”, a spus Longo.

Apropo, acum câțiva ani americanul sonda spațială, care a măsurat temperatura radiațiilor în diferite părți ale galaxiilor, a descoperit în spațiu o regiune liniară misterioasă care pătrunde în Univers. S-a dovedit că această linie este „creasta” în jurul căreia se formează modelul spațial al universului. Această descoperire a adus ajustări semnificative ideilor care existau până de curând despre evoluția Universului.

De exemplu, conform teoriei relativității, după Big Bang, Universul s-a dezvoltat haotic. Cu toate acestea, măsurătorile temperaturii radiației relicve indică faptul că o anumită ordine sistematică este vizibilă în structura sa. În acest caz, întreaga structură a universului se formează în jurul regiunii radiațiilor liniare, așa-numita „axa răului”, așa cum au numit-o cercetătorii.

Anterior, Michael Longo și-a asumat deja o orientare „dreapta” a universului. Dar apoi calculele lui au provocat critici ascuțite din partea colegilor. În special, mulți au subliniat că oamenii, atunci când analizează orice imagine, acordă în mod inconștient prioritate părții drepte, deoarece majoritatea dintre noi suntem dreptaci.

Cu toate acestea, folosind metode probabilistice speciale, Longo a reușit să corecteze erorile și să obțină rezultate similare celor anterioare. Adevărat, încă nu a fost obținut un răspuns inteligibil la întrebarea de ce există mai multe galaxii „corecte”.

Cu toate acestea, principiul asimetriei este tipic pentru majoritatea obiectelor din univers. Dacă te uiți cu atenție, chiar și corpul uman nu este simetric: există întotdeauna diferențe mai mult sau mai puțin vizibile între partea dreaptă și cea stângă, ca să nu mai vorbim de locație. organe interne: în stânga - inima, în dreapta - ficatul și așa mai departe. Se poate presupune că același principiu este observat în alte sfere ale universului.

Intoarcere la stanga

Mai recent, era obișnuit să presupunem că Universul este omogen în toate direcțiile. Oriunde te uiți, arată cam la fel. Iar energia și materia sunt distribuite mai mult sau mai puțin uniform în spațiu. În anii 90 ai secolului trecut, a devenit clar că Universul se extinde și cu accelerare.

Acum există motive să credem că Universul, cel mai probabil, se rotește și el în jurul axei sale. Cel puțin datele care mărturisesc un astfel de fenomen uimitor au fost obținute de fizicianul Michael Longo de la Universitatea din Michigan.

Ca parte a Sloan Digital Sky Survey (SDSS), Michigan a studiat imaginile a peste 15 mii de galaxii spirale, determinând în ce fel sunt răsucite - în sensul acelor de ceasornic sau în sens invers acelor de ceasornic, dreapta sau stânga. Cercetătorii căutau simetria în oglindă în univers, presupunând că ar trebui să existe un număr egal de galaxii din dreapta și din stânga. S-a dovedit că cele din stânga - cele care se rotesc în sens invers acelor de ceasornic - sunt mult mai multe.

Grupul lui Longo a analizat aproximativ 1,2 miliarde de ani lumină - anomalia, adică asimetria, a persistat.

Urmașii lui Longo Universitatea de Tehnologie Lawrence (Lawrence Technological University) cu ajutorul unui program special de calculator a examinat deja 250 de mii de galaxii spirale, aruncând o privire până la 3,4 miliarde de ani lumină. Și au găsit, de asemenea, mai multe galaxii stângi decât cele drepte.

Ruperea de simetrie este mică, doar aproximativ șapte procente, dar probabilitatea ca acesta să fie un astfel de accident cosmic este undeva în jur de o milioneme, a spus Michael Longo. - Rezultatele noastre contrazic ideea aproape universală că Universul este omogen și simetric la o scară suficient de mare.

Oamenii de știință cred că Universul ar fi fost simetric și omogen - izotrop, în termeni științifici, dacă ar fi apărut dintr-un Big Bang simetric sferic. Și dacă nu este așa, atunci ceva a rupt simetria în timpul Originii. Cel mai probabil, o rotație inițială - în sens invers acelor de ceasornic, care a însoțit Big Bang-ul. Galaxiile spirale l-au păstrat.

Universul se poate învârti acum, spune Longo. „Rezultatul nostru sugerează că acesta este probabil cazul.

Unde este exact axa universului? Unde ajunge? Despre ce se rotește universul? Și în ce mediu? Fizicienilor și astronomilor le este greu să răspundă la aceste întrebări.

Conform unor date, axa cerească este înclinată cu 25 de grade la stânga direcției de polul Nord al Calei Lactee, conform altora este înclinată cu 60 de grade spre dreapta.

Oamenii de știință intenționează să examineze alte 10 miliarde de galaxii, ale căror imagini vor fi obținute cu ajutorul așa-numitului Large Synoptic Survey Telescope, echipat cu trei oglinzi (8, 3 și 5 metri în diametru) și o cameră de 3200 gigapixeli (200 mii). fotografii pe an). Munca lui va începe în 2020 în Chile. Se pare că înainte de axa nu poate fi tratată.

Și lumea noastră a început brusc să încetinească

Conform rezultatelor studiilor publicate recent în Astrophysical Journal Supplement, sistemul solar se mișcă din ce în ce mai lent. În ultimii 15 ani, viteza sa în spațiul interstelar a scăzut cu peste 10% - de la 26,3 kilometri pe secundă la 22,8. La astfel de concluzii au ajuns oamenii de știință ai unei mari echipe internaționale, comparând datele obținute de la sateliți.

S-a schimbat și direcția de mișcare. În 1993, instrumentele instalate pe aparatul Ulise au arătat că zburăm prin Univers dintr-un punct cu coordonatele ecliptice de 75,2 grade latitudine nordică și 5,2 grade longitudine vestică. Acum „punctul de plecare” s-a mutat la 79,2 grade latitudine nordică la aceeași longitudine. Astfel de date au fost transmise în 2010 de satelitul IBEX (Interstellar Boundary Explorer), lansat în 2008.

Care este motivul fenomenului, oamenii de știință nu știu. Și nu înțeleg dacă e bine.

- Care este motivul unei astfel de încetiniri a mișcării Soarelui în mediul interstelar, rămâne de înțeles, - a spus Vladislav Izmodenov, șeful laboratorului Institutului cercetare spatiala Academia RusăȘtiințe (RAS) implicate în analiza datelor cu IBEX. - Mai multe grupuri științifice lucrează acum la asta, inclusiv a noastră.

Sistemul solar este situat într-unul dintre brațele Căii Lactee - o galaxie spirală. Poate că rotația sa a încetinit în raport cu centrul galactic? Sau ne-am găsit într-o regiune cu alt mediu interstelar? Și încetinirea are legătură cu asta? Nu este clar... De asemenea, nu există încă un răspuns la întrebarea dacă scăderea vitezei și schimbarea direcției de mișcare a Sistemului Solar vor afecta procesele terestre. De exemplu, clima.

ȘI ÎN ACEST MOMENT

Geamănul Calea Lactee găsit

Telescopul spațial Hubble a transmis Pământului o fotografie a galaxiei NGC 1073, situată în constelația Cetus. Oamenii de știință asigură că este o copie exactă a noastră. Aceasta este Calea Lactee. Aceeași spirală. Observând geamănul din lateral, astronomii speră să înțeleagă mai bine procesele care au loc în original. Poate că se vor ocupa de fenomenul încetinirii.
Într-o galaxie atât de asemănătoare cu a noastră, cineva trebuie să trăiască. Dar este puțin probabil să se vadă. NGC 1073 se află la aproximativ 55 de milioane de ani lumină de noi.

OPINIE AUTORITĂ

Astrofizicianul Martin RIS:„Nu vom înțelege niciodată cum funcționează universul”

În Marea Britanie, Royal Society of London este în esență academia națională de științe. Așa că fostul său președinte, astrofizicianul Martin Rees, astronom cu jumătate de normă regală, s-a îndoit de abilitățile intelectuale civilizatie umana. Nu își face iluzii cu privire la perspectiva de a răspunde la întrebări despre formarea universului. De exemplu, nu înțelegem acest lucru, precum și legile universului ... Și ipoteze, de exemplu, despre Marea explozie, care se presupune că a dat naștere lumii din jurul nostru, sau că multe altele pot exista în paralel cu Universul nostru, vor rămâne presupuneri nedovedite.

Fără îndoială, există explicații pentru toate, - spune Lordul Rhys, - dar nu există asemenea genii care să le poată înțelege. Mintea umană este limitată. Și și-a atins limita.
Potrivit astrofizicianului, suntem la fel de departe de a înțelege microstructura vidului precum peștii din acvariu, care nu sunt complet conștienți de modul în care funcționează mediul în care trăiesc.

Eu unul, am motive să bănuiesc că spațiul are o structură celulară, continuă Lord Rhys. - Și fiecare dintre celulele sale este de trilioane de trilioane de ori mai mică decât un atom. Dar nu putem dovedi sau infirma acest lucru sau să înțelegem cum funcționează o astfel de construcție.

Sarcina este prea dificilă, prohibitivă pentru mintea umană. La fel ca teoria relativității a lui Einstein pentru o maimuță.

Drept urmare, domnul conchide: ei spun, eu cred că Teoria Unificată care explică structura universului există în principiu. Dar pentru a o crea, nicio minte umană nu este suficientă. Mai mult, toți solicitanții pentru o astfel de calitate de autor se vor înșela cu siguranță.

MOSCOVA, 29 august - RIA Novosti. În centrul Căii Lactee, există o „groapă” uriașă plină cu gaz fierbinte care a apărut acum aproximativ 6 milioane de ani, când gaura neagră din centrul galaxiei noastre „mesteca” și „scuipa” în mod constant mase uriașe de materie. , conform unei lucrări acceptate pentru publicare în Astrophysical Journal.

"Ne-am jucat de-a v-ați ascunselea în spațiu, încercând să ne dăm seama unde a dispărut cel puțin jumătate din masa de materie vizibilă din Calea Lactee. Pentru a face acest lucru, am apelat la datele de arhivă colectate de telescopul XMM-Newton și am realizat că această masă nu a fost ascuns nicăieri și ce este gazul fierbinte care pătrunde aproape în întreaga galaxie. Această „ceață” absoarbe razele X”, spune Fabrizio Nicastro (Fabrizio Nicastro) de la Centrul Harvard-Smithsonian pentru Astrofizică din Cambridge (SUA).

După cum explică oamenii de știință, astăzi majoritatea astronomilor cred că găurile negre supermasive trăiesc în centrul tuturor galaxiilor - obiecte care cântăresc milioane și miliarde de sori, care captează și absorb continuu materie, dintre care unele sunt „mestecate” de o gaură neagră și ejectate sub formă de jeturi - fascicule subțiri de plasmă, accelerate la viteze aproape de lumină.

În Calea Lactee și într-un număr de alte galaxii, această gaură neagră este în „hibernare” și nu are jeturi. Oamenii de știință au încercat de destul de mult timp să înțeleagă când „a adormit” și cât de activă a fost în trecut și cum a influențat această activitate viața stelelor din centrul Galaxiei și de la periferia acesteia.

Nicastro și colegii săi au găsit pe neașteptate răspunsul la această întrebare, încercând să rezolve o altă veche ghicitoare cosmică - întrebarea unde a ajuns materia „lipsă” a Galaxiei. Cert este că astronomii încearcă de câteva decenii să înțeleagă de ce masa materiei vizibile - stele, planete, praf, nori de gaz și alte structuri - este de aproximativ 2,5-5 ori mai mică decât calculele bazate pe viteza stelelor din jurul centru prezice.Calea Lactee.

Telescopul Fermi a descoperit bule gigantice deasupra centrului galaxiei„Bulele” se întind în sus și în jos aproape jumătate din cerul vizibil - de la constelația Fecioarei până la constelația Macara, la 50 de grade nord și sud, au aproximativ 40 de grade lățime și au milioane de ani.

Relativ recent, observațiile altor galaxii, efectuate folosind observatorul de raze X Chandra și telescopul cu raze gamma Fermi, au arătat că această „masă lipsă” se poate ascunde în afara galaxiei sub formă de „urechi” - nori giganți de fierbinte. gaz deasupra și dedesubtul Lăptoasei O cale care nu este vizibilă în niciun alt domeniu de radiație, cu excepția razelor X și razelor gamma.

Echipa lui Nicastro a testat dacă acesta a fost într-adevăr cazul folosind datele colectate de telescopul european cu raze X XMM-Newton. Concentrându-se pe liniile de oxigen din spectrul de raze X al mediului interstelar, „eliberând” prezența gazului fierbinte, autorii articolului i-au calculat masa și densitatea în diferite părți ale galaxiei.

S-a dovedit că în centrul Căii Lactee există o „bulă” gigantică de gaz fierbinte rarefiat, care se întinde pe o distanță de aproximativ 20.000 de ani lumină de centrul ei. Masele acestui gaz și alte acumulări de materie fierbinte deasupra și dedesubtul galaxiei, potrivit astronomilor, sunt suficient pentru a acoperi diferența dintre observații și calcule.

Oamenii de știință au dezvăluit secretul apetitului slab al găurilor negre din centrele galaxiilorAstrofizicienii de la Universitatea din Massachusetts din Amherst au urmărit sursele radiații cu raze Xîn vecinătatea găurii negre Sgr A* din centrul Căii Lactee.

„Părintele” său pare să fi fost gaura neagră supermasivă Sgr A* din centrul galaxiei noastre – dacă a fost activă în trecut, a ejectat mase uriașe de gaz fierbinte care se mișcă cu aproximativ o mie de kilometri pe secundă. Aceste ejecții au „curățat” acele părți ale Căii Lactee prin care zburau din orice acumulări serioase de frig și materie mai vizibilă pentru noi.

Această bulă, așa cum arată calculele și observațiile oamenilor de știință ale stelelor tinere din vecinătatea centrului galaxiei, s-a format acum aproximativ 6 milioane de ani, când o gaură neagră și-a „mâncat” toate rezervele de materie și a intrat în „hibernare” după 8 milioane de ani de „lacomie”. În mod similar, conform astrofizicienilor, munca quasarilor îndepărtați, negrii activi supermasivi în galaxii îndepărtate, ar putea să nu mai funcționeze.