Безліч селищ у всесвіті

Universum are universal

Тільки в нашій галактиці Чумацький Шлях, за оцінками вчених, близько 300 000 000 000 зірок.

У Всесвіті нарахували близько 2 000 000 000 000 галактик.

Це виходить 600 000 000 000 000 000 000 000 зірок.

Всесвіт динамічно розвивається 13500000000 років.

Але багато вчених вважають, що розумне життяу всьому Всесвіті, у вигляді homo sapiens, Випадково зародилася на цій планеті 30 000 років тому і шляхом випадкових схрещувань вийшли вони - вчені.

"Отже, формулювання першої, чи слабкої теореми Геделя про неповноту: «Будь-яка формальна система аксіом містить невирішені припущення». Але на цьому Гёдель не зупинився, сформулювавши і довівши другу, чи сильну теорему Геделя про неповноту: «Логічна повнота (або неповнота) системи аксіом не може бути доведена в рамках цієї системи, для її доказу чи спростування потрібні додаткові аксіоми (посилення системи)».

Спокійніше було б думати, що теореми Геделя носять абстрактний характер і стосуються не нас, а лише областей піднесеної математичної логіки, проте фактично виявилося, що вони пов'язані з пристроєм людського мозку. Англійський математик і фізик Роджер Пенроуз (Roger Penrose, р. 1931) показав, що теореми Ґеделя можна використовуватиме докази наявності важливих відмінностей між людським мозком і комп'ютером. Сенс його міркування простий. Комп'ютер діє строго логічно і не здатний визначити, істинно чи хибно твердження А, якщо воно виходить за рамки аксіоматики, а такі твердження, згідно з теоремою Геделя, неминуче є. Людина ж, зіткнувшись з таким логічно недоведеним і незаперечним твердженням А, завжди здатна визначити його істинність чи хибність - виходячи з досвіду. Принаймні в цьому людський мозокперевершує комп'ютер, скований чистими логічними схемами. Людський мозок здатний зрозуміти всю глибину істини, укладеної в теоремах Ґеделя, а комп'ютерний – ніколи. Отже, людський мозок є будь-що, але не просто комп'ютер.

Відкриття Геделя

В 1949 великий математик і логік Курт Гедель виявив ще більш складне рішення рівнянь Ейнштейна. Він припустив, що Всесвіт обертається весь. Подібно до випадку з обертовим циліндром Ван Стокума, все захоплюється простором-часом, тягучим, немов патока. У всесвіті Геделя людина, в принципі, може подорожувати між двома будь-якими точками простору чи часу. Ви можете стати учасником будь-якої події, що відбулася в будь-який період часу, незалежно від того, наскільки далеко він відстоїть від на-

стоїть. Через дії гравітації всесвіт Геделя має тенденцію до колапсу. Тому відцентрова сила обертання має збалансувати гравітаційну силу. Іншими словами, Всесвіт повинен обертатися з певною швидкістю. Чим більший Всесвіт, тим

більша її тенденція до колапсу і тим швидше вона повинна обертатися для її запобігання.

Наприклад, Всесвіт нашого розміру по Геделю мав би здійснювати один повний оборот за 70 мільярдів років, а мінімальний радіус для подорожі в часі становив би 16 мільярдів світлових років. Однак подорожуючи в часі в минуле, ви повинні

рухатися зі швидкістю трохи нижче за швидкість світла.

Було відомо,що рішення ейнштейнівських рівнянь багато в чому залежить від вибору координатної системи. Аналізуючи їх зазвичай використовують сферичні координати. В такому випадку ці рішення задовольняють вимогам кульової симетрії, що цілком розумно - адже і Всесвіт, і складові її "частинки", тобто зірки, планети, атоми, мають форму кулі. Подібним аргументам не можна відмовити у своїй красі.
Всесвіт Геделя став несподівано інший - худорлявою, довготелесою, як сам математик, що нагадував середньовічного містика і аскета. Вона набула форми циліндра, а тому Гедель вдався до допомоги циліндричних координат, описуючи світобудову.
Його Всесвіт взагалі мало схожий на колишні уявлення про нього. Так, Гедель припустив, що обертаються не тільки всі об'єкти в ній – ці зірки, планети, атоми, – а й сам Всесвіт.
Що ж виходить? Поведінка всіх елементів світобудови в теорії Ейнштейна - у нашому просторі-часі - описується чотиривимірними лініями, свого роду "довготою-широтою" будь-яких фізичних тіл, що перебувають одночасно і в просторі, і в часі. За Геделем, через обертання Всесвіту ці чотиривимірні лінії - "світові лінії" - викривляються так сильно, що звиваються в петлю. Якщо припустити, що ми спробуємо здійснити подорож уздовж подібної замкнутої лінії, то зрештою зустрінемо... самих себе, повернувшись у своє минуле. Це – не фантастика, це – точний математичний розрахунок. Подорожі в далечінь минулих часів можливі вздовж "кривих, замкнутих у часі", як називав подібні лінії Гедель.
Ці криві - як мости, прокладені над бурхливими водами часу. Чи легко було б перетнути бурхливі води річки, якби не міст, зведений над нею? Так і з вод часу є єдиний вихід, одна можливість їх уникнути - ця лінія, цей "міст", що згорнувся в минуле. Ступивши на цей "міст Мірабо" - "темрява спускається опівночі б'є дні йдуть, а життя йде" (Г. Аполлінер) - можна опинитися там, де... "знов пробило час нічний, моє минуле знову зі мною".
Тисячі доріг ведуть нас із нашого сьогодні в день завтрашній, тисячі можливостей, готових здійснитися, – і лише одна дорога назад. Як його знайти? Гедель, як Бог, сповіщає дійсне: "Якщо ми, вирушаючи в дорогу на космічному кораблі, зробимо політ по колу, описав криву досить великого радіусу, то можна повернутися до будь-якого куточку минулого".

І все-таки вона крутиться?

У 1999 році журнал «Time Magazine», приєднавшись до спільної суєти з приводу вступу людства до нового міленіуму, опитав експертів і склав список зі 100 найбільших людей минулого століття. Як найбільш видатний фізик у цей список увійшов, ясна річ, Альберт Ейнштейн. А найбільшим математиком XX століття було визнано австрійський логік Курт Гедель (1906-1978), чия знаменита теорема про неповноту перетворила основи сучасної наукинавіть більше, мабуть, радикально, ніж ейнштейнівська загальна теорія відносності.

Примітно, що обидва ці видатні вчені різний часвимушених через нацизм і війну залишити Європу, знайшли роботу і притулок в тому самому місці – Прінстонському Інституті передових досліджень, де їхні кабінети знаходилися неподалік один від одного. Більше того, незважаючи на майже тридцятирічну різницю у віці, фізика та математика пов'язали близькі дружні стосунки. З листів Геделя до матері відомо, наскільки високо він цінував цю дружбу. А щоб стала зрозумілою міра поваги Ейнштейна до свого молодого колеги, досить згадати його відомі слова про те, що він (перебуваючи в вельми вже похилому віці) щодня ходить в інститут в основному заради того, щоб поспілкуватися з Геделем на зворотному шляху додому. Такі піші прогулянки-бесіди двох вчених були регулярними і тривали аж до смерті Ейнштейна в 1955 році.

Ніхто, крім самих друзів-науковців, не знає напевно, що за теми вони обговорювали під час цих прогулянок. Але, принаймні, одне з безпосередніх наслідків їхнього близького спілкування відомо дуже добре. Хоча область головних наукових інтересівГеделя лежала дуже далеко від проблем фізики, наприкінці 1940-х років математик звернув увагу на рівняння загальної теоріївідносності Ейнштейна і зумів знайти їм точне рішення. Це рішення, яке отримало назву «метрика Геделя», має дуже простий, красивий і, можна сказати, елегантний вигляд (що особливо цінується в науці). Але, за іронією долі, саме ці обставини вкрай спантеличені науковий світ, Бо просте і красиве рішення - так вже все влаштовано в природі - з великою ймовірністю має бути і найбільш вірним. Проте елегантна метрика Геделя описує всесвіт із досить дивними властивостями. На думку сучасної науки, принаймні.

Зараз зазвичай прийнято говорити, що знайдене математиком рішення є, на жаль, нереалістичним та нефізичним. Нереалістичним, тому що метрика Геделя описує стаціонарний (тобто зберігає постійний обсяг) всесвіт, що обертається з постійною ненульовою швидкістю. Тоді як астрономічні спостереження, з одного боку, переконливо свідчать про постійному розширенні всесвіту, з другого боку – не дають безперечних свідчень на користь обертання всесвіту. Нефізичним ж це рішення називають тому, що всесвіт Геделя допускає існування замкнутих в петлі траєкторій по координаті часу. Інакше кажучи, як суворо показав сам першовідкривач, тут можна повернутися в минуле, хоч і дуже віддалене. А це порушує причинно-наслідкові зв'язки явищ і таким чином суперечить фундаментальним уявленням фізичної науки про будову навколишнього світу.

Будь-який з аспектів критики геделівського рішення заслуговує на уважний розгляд. Так, скажімо, «нефізичні» гігантські петлі часу мають на увазі нескінченну послідовність циклів існування всесвіту, де вона сама є власною причиною. А це, по суті, ідея, що висловлюється мислителями з часів давнини і графічно нерідко ілюструється зображеннями космосу у вигляді уробороса – величезного змія, що вхопив власний хвіст. Або, якщо дивитися трохи інакше, що вивергає себе самого з власної пащі... Однак зараз найбільший інтерес представляє питання про обертання всесвіту. Вже тому, хоч би що власне у факті обертання нічого нефізичного немає. Швидше навпаки, скрізь – від мікроскопічного світу елементарних частинокдо планет, зірок, галактик та галактичних кластерів – об'єкти природи перебувають у постійному обертанні. Тим не менш, сам всесвіт, згідно з домінуючими нині в науці поглядами, не обертається.

Не можна, щоправда, сказати, що цей факт суворо обгрунтований теоретично і переконливо доведений експериментами. Просто у світі без обертання вченим, можна сказати, живеться ніби комфортніше. По-перше, всі вже зійшлися на думці, що згідно з теорією відносності всесвіт має виглядати однаково незалежно від того, де знаходиться спостерігач. А з ідеї обертання всесвіту випливає, що напрямок уздовж осі такого обертання виявляється в певному сенсі «особливим» і відрізняється від інших. Якщо ж, по-друге, говорити про експерименти та астрономічні спостереження, то й тут, як прийнято вважати, немає переконливих доказів обертанню всесвіту. Але це, втім, дивлячись як шукати.

У 1982 році молодий англійський астрофізик Пол Берч із Манчестерського університету виявив у вищого ступеняасиметричний розподіл для кутів обертання поляризації випромінювання від півтора, приблизно, сотень позагалактичних радіоджерел. Проаналізувавши незалежно отримані набори даних від різних дослідників, Берч показав, що всі вони демонструють одну й ту саму закономірність – у північній півкулі небесної сфери вектор поляризації радіовипромінювання спрямований головним чином в один бік, а в південній півкулі у протилежний.

У цій же роботі Берч зробив і відповідний висновок - що найбільш природним поясненням для феномена, що спостерігається, було б обертання всесвіту ... За минулі з того часу роки ніхто не зумів переконливо спростувати цей незручний результат, що суперечить загальноприйнятим в космології поглядам. Однак досліднику, який почав свій шлях у велику науку з такого зухвалого відкриття, зробити подальшу кар'єру у світі вчених, на жаль, не вдалося.

Через півтора десятки років після публікації Берча, навесні 1997 з'явилася дуже співзвучна робота Борге Нодланда і Джона Ралстона, двох дослідників з американських університетів Рочестера і Канзасу. Нодланд та Ралстон вивчали дані про обертання площини поляризації хвиль так званого синхротронного випромінювання від 160 галактик і також виявили примітну залежність для кутів поляризації. Виявилося, що кут обертання змінюється залежно від напрямку, в якому проводиться спостереження – немовби у всесвіті виявилася якась особлива вісь.

А саме, виходило, що величина обертання поляризації хвиль від спостережуваної галактики безпосередньо залежить від косинуса кута між напрямком на цю галактику і віссю, що проходить через екваторіальний свід Орел, планету Земля і екваторіальне сузір'я Секстант. Виходило, що виявлена ​​аномалія знову серйозно підривала важливі фізичні концепції про ізотропність всесвіту (має бути однакова для спостережень у всіх напрямках) і гомогенності всесвіту (має бути однаковою у всіх місцях). З зрозумілих причин «вісь анізотропії» всесвіту, виявлена ​​Нодландом і Ралстоном, зайняла в науці місце по сусідству з результатом Берча - серед цікавих, але не заслуговують на особливу увагу казусів.

Однак, у міру того, як у космології набираються дедалі точніші дані спостережень, тим більше виразно в них проступають незручні осі анізотропії. Причому ці осі, як правило, якимось спантеличуючим чином норовлять проходити через Землю, немов саме вона є особливою системою відліку. Так, серед багатьох загадок, які принесли дані супутника WMAP, що реєструє анізотропію фонового мікрохвильового випромінювання всесвіту, чільне місце займає проблема з невипадковою орієнтацією низькочастотних коливальних мод.

Згідно з теорією, нижні моди, як і всі інші, повинні бути орієнтовані у просторі випадковим чином. Але натомість карта WMAP показує, що їхнє розташування явно тяжіє до точок рівнодення і до напрямку руху Сонячна система. Більше того, просторові осі цих коливань лежать поблизу площини екліптики, причому дві з них знаходяться в площині надгалактики, що об'єднує нашу Галактику, сусідні з нею. зіркові системита їх скупчення. Підраховано, що ймовірність випадкового збігу цих напрямків – менше ніж 1/10000.

Інакше кажучи, все це виглядає надзвичайно дивним та важкозрозумілим. Оскільки якщо продовжувати вважати всесвіт нерухомим, то наша сонячна система і планета Земля опиняються немов у центрі всього космічного простору. Однак, якщо звернутися до концепції Курта Геделя, де весь всесвіт обертається подібно до гігантської рулетки, дива зникають самі собою. Бо у всесвіті подібного роду кожен спостерігач, де б він не знаходився, бачить речі так, ніби він перебуває в центрі обертання, а весь всесвіт ніби обертається навколо нього. Візуально цей ефект уявити легше, якщо відкритий всесвіт-циліндр вихідної моделі Геделя перетворений на тор. Тоді, як показали на початку 1960-х років німецькі теоретики Іштван Осват і Енгельберт Шюкінг, в замкнутому просторі всесвіту немає ніякої виділеної осі, а всі елементи обертаються один навколо одного в загальному обертанні вихрового кільця.

Порожнеча Волопасу

Названа за свою близькість до сузір'я Волопаса ця порожнеча відома також як Велика Пустота. Вона була виявлена ​​в 1981 році Робертом Кіршнером та його колегами, які були шоковані, виявивши, здавалося б, шар порожнечі в космосі. Після пильного аналізу Кіршнер та його команда змогли виявити лише 60 галактик у цій галузі, що охоплює колосальні 250-300 мільйонів світлових років.

За всіма законами, тут має бути не менше 10 000 галактик. Для порівняння: Чумацький Шлях має 24 сусіди в межах 3 мільйонів років.

Технічно ця порожнеча не повинна існувати, оскільки сучасні теоріїдопускають існування лише набагато менших «порожніх» просторів.

Z->Z^2+C

Вивчаючи тему фракталів, необхідно враховувати кілька аспектів, які Мандельброт не озвучив:

1) Фрактали побудовані за допомогою математики та комп'ютерного моделювання – це штучні фрактали. Сенсу та змісту вони не несуть.

2) Фрактали – це форма. Тобто фрактали виникають на межі середовищ. Саме середовище фрактал не є.

3) Фрактал - це місце дотику ідеї з матерією. При побудові фракталів живих істот не враховується такі якості життя як інстинкти, почуття, воля тощо. Саме тому ідеальних фракталів у живій природі не існує, кожна жива істота має ті чи інші відхилення від ідеальних форм, асиметрію.

Одним із основних питань, які не виходять зі свідомості людини, завжди було і є питання: «як з'явився Всесвіт?». Звичайно ж, однозначної відповіді на це питанняні, і навряд чи буде отримано незабаром, проте наука працює у цьому напрямі і формує якусь теоретичну модель зародження нашого Всесвіту. Насамперед слід розглянути основні властивості Всесвіту, які мають описуватися в рамках космологічної моделі:

• Модель повинна враховувати відстані між об'єктами, що спостерігаються, а також швидкість і напрямок їх руху. Подібні розрахунки ґрунтуються на законі Хаббла: cz =H 0D, де z- червоне усунення об'єкта, D- Відстань до цього об'єкта, c- швидкість світла.
• Вік Всесвіту в моделі повинен перевищувати вік найстаріших у світі об'єктів.
• Модель повинна враховувати початкову різноманітність елементів.
• Модель повинна враховувати спостерігається.
• Модель повинна враховувати реліктове тло, що спостерігається.

Розглянемо коротко загальновизнану теорію виникнення та ранньої еволюції Всесвіту, що підтримується більшістю вчених. Сьогодні під теорією Великого вибуху мають на увазі комбінацію моделі гарячого Всесвіту з Великим вибухом. І хоча дані концепції спочатку існували незалежно одна від одної, в результаті їх об'єднання вдалося пояснити початковий хімічний складВсесвіту, а також наявність реліктового випромінювання.

Згідно з цією теорією, Всесвіт виник близько 13,77 млрд років тому з деякого щільного розігрітого об'єкта, що погано піддається опису в рамках сучасної фізики. Проблема космологічної сингулярності, окрім усього іншого, в тому, що при її описі більшість фізичних величин, на кшталт щільності та температури, прагнуть до нескінченності. При цьому відомо, що при нескінченній щільності (міра хаосу) повинна прямувати до нуля, що ніяк не поєднується з нескінченною температурою.

• • Перші 10-43 секунди після Великого Вибуху називають етапом квантового хаосу. Природа світобудови цьому етапі існування не піддається опису у межах відомої нам фізики. Відбувається розпад безперервного єдиного простору-часу на кванти.

• Планківський момент – момент закінчення квантового хаосу, який випадає на 10-43 секунду. У цей час параметри Всесвіту дорівнювали , на кшталт планківської температури (близько 10 32 К). У момент планківської епохи всі чотири фундаментальні взаємодії (слабка, сильна, електромагнітна і гравітаційна) були об'єднаними в якусь одну взаємодію. Розглядати планківський момент як деякий тривалий період – неможливо, оскільки з параметрами менше планківських сучасна фізика не працює.
• Стадія. Наступною стадією історії Всесвіту стала інфляційна стадія. У перший момент інфляції від єдиного суперсиметричного поля (що раніше включає поля фундаментальних взаємодій) відокремилася гравітаційна взаємодія. У цей період речовина має негативний тиск, що викликає експоненційне зростання кінетичної енергії Всесвіту. Простіше кажучи, в цей період Всесвіт став дуже швидко роздмухуватися, а ближче до кінця енергія фізичних полів переходить в енергію звичайних частинок. Наприкінці цієї стадії значно підвищується температура речовини та випромінювання. Разом із закінченням стадії інфляції виділяється і сильна взаємодія. Також у цей момент виникає.
• Стадія радіаційного переважання. Наступна стадія розвитку Всесвіту, що включає кілька етапів. На цій стадії температура Всесвіту починає знижуватися, утворюються кварки, потім адрони та лептони. В епоху нуклеосинтезу відбувається утворення початкових хімічних елементівсинтезується гелій. Однак, випромінювання все ще переважає речовину.
• Епоха домінування речовини. Через 10 000 років енергія речовини поступово перевищує енергію випромінювання та відбувається їх поділу. Речовина починає домінувати над випромінюванням, виникає реліктове тло. Також поділ речовини з випромінюванням значно посилив початкові неоднорідності у розподілі речовини, у результаті почали утворюватися галактики і надгалактики. Закони Всесвіту дійшли того виду, в якому ми спостерігаємо їх сьогодні.

Вищеописана картина складена з кількох основних теорій і дає загальне уявленняпро формування Всесвіту на ранніх етапахїї існування.

Звідки з'явився Всесвіт?

Якщо Всесвіт виник з космологічної сингулярності, то звідки взялася сама сингулярність? На це питання дати точну відповідь поки що неможливо. Розглянемо деякі космологічні моделі, що стосуються «народження Всесвіту».

Циклічні моделі

Дані моделі будуються на твердженні, що Всесвіт існував завжди і згодом лише змінюється його стан, переходячи від розширення до стиснення – і назад.

• Модель Стейнхардта-Турока. Ця модель будується теоретично струн (М-теорії), оскільки використовує такий об'єкт як «брана». Відповідно до цієї моделі видимий Всесвіт розташовується всередині 3-брані, яка періодично, раз на кілька трильйонів років, стикається з іншою 3-браною, що викликає подобу Великого Вибуху. Далі наша 3-брана починає віддалятися від іншої та розширюватися. У якийсь момент частка темної енергії одержує першість і швидкість розширення 3-брани зростає. Колосальне розширення розсіює речовину та випромінювання настільки, що світ стає майже однорідним та порожнім. Зрештою відбувається повторне зіткнення 3-бран, в результаті чого наша повертається до початкової фази свого циклу, знову зароджуючи наш «Всесвіт».

• Теорія Лоріса Баума і Пола Фремптона також говорить про циклічність Всесвіту. Згідно з їхньою теорією остання після Великого Вибуху розширюватиметься за рахунок темної енергії доти, доки не наблизиться до моменту «розпаду» самого простору-часу – Великий Розрив. Як відомо, у «замкнутій системі ентропія не зменшується» (другий початок термодинаміки). З цього твердження випливає, що Всесвіт не може повернутися до вихідного стану, тому що під час такого процесу ентропія повинна зменшуватися. Однак ця проблема вирішується в рамках цієї теорії. Відповідно до теорії Баума і Фремптона за мить до Великого Розриву Всесвіт розпадається на безліч «клаптів», кожен з яких має досить малим значенням ентропії. Випробовуючи ряд фазових переходів, дані «клапті» колишнього Всесвіту породжують матерію і розвиваються аналогічно початкового Всесвіту. Ці нові світи не взаємодіють один з одним, тому що розлітаються зі швидкістю більше за швидкість світла. Таким чином, вчені уникли і космологічної сингулярності, з якої починається народження Всесвіту відповідно до більшості космологічних теорій. Тобто в момент кінця свого циклу Всесвіт розпадається на безліч інших невзаємодіючих світів, які стануть новими всесвітами.
• Конформна циклічна космологія – циклічна модель Роджера Пенроуза та Ваагна Гурзадяна. Згідно з цією моделлю Всесвіт здатний перейти в новий цикл, не порушуючи другий початок термодинаміки. Ця теорія спирається на припущення, що чорні діри знищують поглинену інформацію, що якимось чином «законно» знижує ентропію Всесвіту. Тоді кожен такий цикл існування Всесвіту починається з подібності до Великого Вибуху і закінчується сингулярністю.

Інші моделі виникнення Всесвіту

Серед інших гіпотез, що пояснюють появу видимого Всесвіту, найбільш популярні дві наступні:

• Хаотична теорія інфляції – теорія Андрія Лінде. Згідно з цією теорією існує деяке скалярне поле, яке неоднорідне у всьому своєму обсязі. Тобто у різних галузях всесвіту скалярне поле має різне значення. Тоді в областях, де поле слабке – нічого не відбувається, тоді як області із сильним полем починають розширюватись (інфляція) за рахунок його енергії, утворюючи при цьому нові всесвіти. Такий сценарій має на увазі існування безлічі світів, що виникли неодночасно і мають свій набір елементарних частинок, а отже, і законів природи.
• Теорія Лі Смоліна – передбачає, що Великий Вибух перестав бути початком існування Всесвіту, а – лише фазовим переходом між двома її станами. Так як до Великого Вибуху Всесвіт існував у формі космологічної сингулярності, близької за своєю природою до сингулярності чорної діри, Смолін припускає, що Всесвіт міг виникнути з чорної діри.

Підсумки

Незважаючи на те, що циклічні та інші моделі відповідають на низку питань, відповіді на які не може дати теорія Великого Вибуху, у тому числі проблема космологічної сингулярності. Все ж таки в комплекті з інфляційною теорією Великий Вибух цілісніше пояснює виникнення Всесвіту, а також сходиться з безліччю спостережень.

Сьогодні дослідники продовжують інтенсивно вивчати можливі сценарії зародження Всесвіту, проте дати незаперечну відповідь на запитання «Як з'явився Всесвіт?». — навряд чи вдасться найближчим часом. На це є дві причини: прямий доказ космологічних теорій практично неможливий, лише непрямий; навіть теоретично немає можливості отримати точну інформацію про світ до Великого Вибуху. З цих двох причин вченим залишається лише висувати гіпотези і будувати космологічні моделі, які максимально правильно описуватимуть природу Всесвіту, який ми спостерігаємо.

Група вчених з університету Мічігану (США) на чолі з Майклом Лонго, досліджуючи напрямки обертання 15 872 спіральних галактик, Дійшла висновку, що наш Всесвіт може з моменту народження обертатися навколо своєї осі, як дзиґа. Крім того, дослідження американців фактично спростовують гіпотезу про те, що Всесвіт ізотропний і симетричний.

Дослідження велися у рамках проекту Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Спочатку вчені намагалися знайти докази того, що Всесвіт має властивості дзеркальної симетрії. У такому разі, міркували вони, кількість галактик, які обертаються за годинниковою стрілкою, і тих, що "закручені" у протилежному напрямку, була б однаковою.

Однак виявилося, що до північного полюса Чумацького шляху серед спіральних галактик переважає обертання проти годинникової стрілки, тобто вони орієнтовані в праву сторону. Ця тенденція проглядається навіть на відстані понад 600 мільйонів світлових років.

Звичайно, все це здається досить умовним: адже якщо спостерігач буде з іншого боку, то йому здаватиметься, що галактика рухається у протилежному напрямку. Проте поняття напряму обертання цілком застосовне до видимих ​​проекцій галактик на небесну сферу.

"Порушення симетрії невелике, всього близько семи відсотків, але ймовірність того, що це така космічна випадковість - десь близько однієї мільйонної, - прокоментував керівник дослідницької групи Майкл Лонго. - Отримані нами результати дуже важливі, оскільки вони, схоже, суперечать практично загальному уявлення про те, що якщо взяти досить великий масштаб, то Всесвіт буде ізотропним, тобто не матиме вираженого напряму.

Фахівці кажуть, що симетричний та ізотропний Всесвіт повинен був виникнути із сферично-симетричного вибуху. Такий вибух формою мав нагадувати баскетбольний м'яч. Однак, якби при народженні Всесвіт обертався навколо своєї осі у певному напрямку, то галактики зберегли б цей напрямок обертання. Але, якщо вони обертаються в різних напрямкахОтже, і Великий вибух мав різносторонню спрямованість. Проте, найімовірніше, Всесвіт досі продовжує обертатися. "Всесвіт цілком може обертатися і зараз. Наш результат передбачає, що так воно і є", - заявив Лонго.

До речі, кілька років тому американський космічний зонд, Що займався вимірами температури радіаційного випромінювання в різних частинах галактик, виявив у космосі загадкову лінійну область, яка наскрізь пронизує Всесвіт. З'ясувалося, що саме ця лінія є "хребтом", навколо якого формується просторова модель світобудови. Це відкриття внесло значні корективи в існували донедавна уявлення про еволюцію Всесвіту.

Наприклад, як стверджує теорія відносності, після Великого вибуху Всесвіт розвивався хаотично. Проте виміри температури реліктового випромінювання свідчать, що у її будові проглядається певна планомірна впорядкованість. При цьому вся структура Всесвіту формується навколо галузі лінійної радіації, так званої "осі зла", як назвали її дослідники.

Раніше Майкл Лонго вже припускав "правосторонню" орієнтацію Всесвіту. Але тоді його викладки викликали різку критику колег. Зокрема, багато хто вказував на те, що люди, аналізуючи будь-яке зображення, несвідомо віддають пріоритет правій стороні, оскільки більшість із нас є правшами.

Однак, використовуючи спеціальні ймовірнісні методи, Лонго вдалося виправити похибки і отримати результати, схожі на попередні. Щоправда, зрозуміла відповідь на запитання, чому саме "правих" галактик більше, поки так і не було отримано.

Втім, принцип асиметрії характерний більшості об'єктів у Всесвіті. Якщо розібратися, то навіть людське тіло не симетричне: завжди існують більш менш помітні відмінності між його правою і лівою сторонами, не кажучи вже про розташування внутрішніх органів: зліва - серце, праворуч - печінка і так далі. Можна припускати, що той самий принцип дотримується і в інших сферах світобудови.

Лівий поворот

Ще зовсім недавно прийнято було вважати: Всесвіт у всіх напрямках однорідний. Куди не кинь погляд – виглядає приблизно однаково. А енергія і матерія більш-менш поступово розподілені у просторі. У 90-х роках минулого століття з'ясувалося, що Всесвіт розширюється, причому з прискоренням.

Нині є підстави вважати, що Всесвіт, швидше за все, ще й обертається навколо своєї осі. Принаймні дані, що свідчать про такий дивовижний феномен, отримав фізик Майкл Лонго з університету Мічігану.

У рамках проекту Sloan Digital Sky Survey (SDSS) мічиганці вивчили зображення понад 15 тисяч спіральних галактик, визначаючи, в який бік вони закручені – за годинниковою стрілкою чи проти, праворуч чи ліворуч. Дослідники шукали дзеркальну симетрію у Всесвіті, припускаючи, що правих та лівих галактик має бути порівну. Виявилося, що лівих - тих, що обертаються проти годинникової стрілки, - набагато більше.

Група Лонго заглянула приблизно на 1,2 мільярди світлових років - аномалія, тобто асиметрія, зберігалася.

Послідовники Лонго з Технологічного університетуЛоуренса (Lawrence Technological University) за допомогою спеціальної комп'ютерної програми оглянули вже 250 тисяч спіральних галактик, кинувши погляд на 3,4 мільярда світлових років. І теж виявили більше лівих галактик, аніж правих.

Порушення симетрії невелике, всього близько семи відсотків, але ймовірність того, що це така космічна випадковість, десь близько мільйонної, - заявив Майкл Лонго. - Отримані нами результати суперечать практично загальному уявленню про те, що Всесвіт у досить великому масштабі однорідний і симетричний.

Вчені вважають: симетричною і однорідною - ізотропною, висловлюючись науковою мовою, Всесвіт вийшов би, якби виник із сферично-симетричного Великого вибуху. А якщо вона не така, то щось порушило симетрію під час Зародження. Швидше за все, якесь початкове обертання - проти годинникової стрілки, яке супроводжувало Великий вибух. Спіральні галактики зберегли його.

Всесвіт цілком може обертатися і зараз, – каже Лонго. - Наш результат передбачає, що так воно, найімовірніше, і є.

Де точно проходить вісь Всесвіту? Куди упирається? Щодо Всесвіту обертається? І в якому середовищі? Фізики та астрономи не можуть відповісти на ці питання.

За одними даними, небесна вісь нахилена на 25 градусів вліво від напрямку на північний полюсЧумацького Шляху, за іншими - нахилена на 60 градусів праворуч.

У планах вчених - оглянути ще 10 мільярдів галактик, знімки яких будуть отримані за допомогою так званого Великого синоптичного оглядового телескопа (Large Synoptic Survey Telescope), оснащеного трьома дзеркалами (8, 3 та 5 метрів у діаметрі) та 3200-гігапіксельною камерою фотографій на рік). Його робота розпочнеться у 2020 році у Чилі. Схоже, раніше з віссю не розібратися.

А наш світ раптом почав гальмувати

Якщо вірити результатам досліджень, опублікованих нещодавно в журналі Astrophysical Journal Supplement, Сонячна система рухається все повільніше і повільніше. За останні 15 років її швидкість у міжзоряному просторі знизилася більш ніж на 10 відсотків – з 26,3 кілометра на секунду до 22,8. Таких висновків дійшли вчені великого міжнародного колективу, порівнюючи дані, отримані з супутників.

Змінився напрям руху. У 1993 році прилади, встановлені на апараті «Улісс», показали: ми летіли по Всесвіту з точки з еліптичними координатами 75,2 градуси північної широти та 5,2 градуси західної довготи. Тепер «відправна точка» змістилася до 79,2 градуса північної широти при тій же довготі. Такі дані у 2010 році передав супутник IBEX (Interstellar Boundary Explorer), запущений у 2008 році.

У чому причина феномену вчені не знають. І не розуміють, чи до добра він.

- З чим пов'язане таке уповільнення руху Сонця в міжзоряному середовищі, ще треба зрозуміти, - заявив Владислав Ізмоденов, завідувач лабораторії Інституту космічних досліджень Російської академіїнаук (РАН), що бере участь у аналізі даних із IBEX. - Над цим зараз працюють кілька наукових груп, у тому числі й наша.

Сонячна система знаходиться в одному з рукавів Чумацького Шляху – спіральної галактики. Можливо, сповільнилося її обертання щодо галактичного центру? Чи ми опинилися в районі з якимось іншим міжзоряним середовищем? І уповільнення пов'язане із цим? Незрозуміло... Так само як немає відповіді на питання, чи вплинуть зниження швидкості та зміна напрямку руху Сонячної системи на земні процеси. Наприклад, на клімат.

А В ЦЕЙ ЧАС

Знайдено двійник Чумацького Шляху

Космічний телескоп "Хаббл" передав на Землю фото галактики NGC 1073, розташованої у сузір'ї Китаю. Вчені запевняють, що вона – точна копія нашої. Тобто Чумацького Шляху. Така сама спіральна. Спостерігаючи за двійником, астрономи розраховують краще зрозуміти процеси, що відбуваються в оригіналі. Можливо, розберуться і з феноменом уповільнення.
У галактиці, схожій на нашу, напевно хтось живе. Але побачитися навряд чи вдасться. Від нас до NGC 1073 близько 55 мільйонів світлових років.

АВТОРИТЕТНА ДУМКА

Астрофізик Мартін РІС:«Ми ніколи не зрозуміємо, як влаштовано світобудову»

У Великій Британії Лондонське королівське суспільство - це, по суті, національна академія наук. Так ось її екс-президент астрофізик Мартін Ріс, за сумісництвом королівський астроном, засумнівався в інтелектуальних здібностях людської цивілізації. Він не має ілюзій щодо перспективи відповісти на запитання щодо освіти Всесвіту. Мовляв, не зрозуміти нам цього, як і закони світобудови... А гіпотези, наприклад, про Великому вибуху, що нібито породило навколишній світ, або про те, що паралельно з нашого Всесвіту може існувати безліч інших, так і залишаться недоведеними припущеннями.

Безперечно, пояснення є всьому, - каже лорд Рис, - але немає таких геніїв, які змогли б їх зрозуміти. Людський розум обмежений. І він досяг своєї межі.
На думку астрофізика, ми настільки ж далекі від розуміння мікроструктури вакууму, як і риби в акваріумі, яким абсолютно невтямки, як влаштоване середовище, в якому вони живуть.

У мене, наприклад, є підстави підозрювати, що простір має комірчасту структуру, - продовжує лорд Рис. - І кожен його осередок у трильйони трильйонів разів менший за атом. Але довести чи спростувати це чи зрозуміти, як така конструкція працює, ми не можемо.

Завдання занадто складне, позамежне для людського розуму. Як теорія відносності Ейнштейна для мавпи.

У результаті лорд робить висновок: мовляв, вірю, що Єдина теорія, яка пояснює пристрій світобудови, в принципі існує. Але щоб створити її, ніякого людського розуму не вистачить. Більше того, всі претенденти на подібне авторство, напевно, помиляться.

МОСКВА, 29 серпня - РІА Новини. У центрі Чумацького Шляху існує гігантська "яма", заповнена розпеченим газом, яка виникла приблизно 6 мільйонів років тому, коли чорна дірка в центрі нашої Галактики постійно "пережовувала" і "випльовувала" величезні маси матерії, йдеться в статті, прийнятій до публікації в Astrophysical Journal.

"Ми грали в космічні хованки, намагаючись зрозуміти, куди зникла як мінімум половина маси видимої матерії в Чумацькому Шляху. Для цього ми звернулися до архівних даних, зібраних телескопом XMM-Newton, і зрозуміли, що ця маса нікуди не сховалася і що вона є розпечений газ, що пронизує майже всю галактику. Цей "туман" поглинає рентгенівське проміння", - розповідає Фабриціо Нікастро (Fabrizio Nicastro) з Гарвард-Смітсонівського астрофізичного центру в Кембриджі (США).

Як пояснюють вчені, сьогодні більшість астрономів вважає, що в центрі всіх галактик мешкають надмасивні чорні дірки - об'єкти масою в мільйони і мільярди Сонців, які безперервно захоплюють і поглинають матерію, частина якої "пережовується" чорною діркою і викидається у вигляді джетів - тонких пучків плазми. розігнаною до навколосвітніх швидкостей.

У Чумацькому Шляху та в ряді інших галактик ця чорна дірка знаходиться в "сплячці", і джети у неї відсутні. Вчені досить довгий час намагаються зрозуміти, коли вона "заснула" і наскільки активною вона була в минулому, і як ця активність впливала на життя зірок у центрі Галактики та на її околицях.

Нікастро і його колеги несподівано знайшли відповідь на це питання, намагаючись вирішити іншу стару космічну загадку - питання того, куди поділася "недостатня" матерія Галактики. Справа в тому, що астрономи вже кілька десятиліть намагаються зрозуміти, чому маса видимої матерії - зірок, планет, пилу, хмар газу та інших структур - приблизно в 2,5-5 разів менша, ніж передбачають розрахунки, засновані на швидкості руху зірок навколо центру Чумацького Шляху.

Телескоп "Фермі" виявив гігантські бульбашки над центром галактики"Бульбашки" простягаються вгору і вниз майже на половину видимого неба - від сузір'я Діви до сузір'я Журавля, на 50 градусів на північ і на південь, мають ширину близько 40 градусів і вік у мільйони років.

Щодо нещодавно спостереження за іншими галактиками, проведені за допомогою рентгенівської обсерваторії "Чандра" та гамма-телескопа "Фермі", показали, що ця "зникла маса" може ховатися за межами галактики у вигляді "вух" - гігантських хмар розпеченого газу над і під Чумацьким. Шляхом, які не видно в жодному іншому діапазоні випромінювання, крім рентгену та гамма-променів.

Команда Нікастро перевірила, чи це так насправді, використовуючи дані, зібрані європейським рентгенівським телескопом XMM-Newton. Орієнтуючись на лінії кисню в рентгенівському спектрі міжзоряного середовища, що "видають" присутність гарячого газу, автори статті обчислили його масу та щільність у різних куточках галактики.

Виявилося, що в центрі Чумацького Шляху присутня гігантська "бульбашка" з розрідженого гарячого газу, що простяглася на відстань приблизно в 20 тисяч світлових років від її центру. Маси цього газу та інших скупчень гарячої матерії над та під галактикою, за словами астрономів, якраз вистачає для того, щоб покрити різницю між спостереженнями та розрахунками.

Вчені розкрили секрет поганого апетиту чорних дірок у центрах галактикАстрофізики з університету штату Массачусетс в Амхерсті простежили за джерелами рентгенівського випромінюванняна околицях чорної діри Sgr A* в центрі Чумацького Шляху.

Його "батьком", мабуть, була надмасивна чорна діра Sgr A* в центрі нашої Галактики - якщо вона була активна в минулому, то вона викидала величезні маси гарячого газу, що рухаються зі швидкістю приблизно тисячу кілометрів на секунду. Ці викиди "очистили" ті частини Чумацького Шляху, через які вони пролітали, від серйозних скупчень холодної і більш помітної для нас матерії.

Ця бульбашка, як показують розрахунки вчених та спостереження за молодими зірками на околицях центру Галактики, сформувалася приблизно 6 мільйонів років тому, коли чорна діра "з'їла" всі свої запаси матерії і пішла в "спячку" після 8 мільйонів років "обжерливості". Так само, як вважають астрофізики, може припинятися робота далеких від нас квазарів, активних надмасивних чорних у далеких галактиках.