Почему Наша Вселенная Расширяется?

Почему Наша Вселенная Расширяется
Экспериментально расширение Вселенной подтверждается выполнением закона Хаббла, а также уменьшением светимости экстремально удалённых «стандартных свеч» (сверхновых типа Ia). Согласно теории Большого взрыва, Вселенная расширяется из начального сверхплотного и сверхгорячего состояния.

Чем объясняется ускоренное расширение Вселенной?

-> 22 Марта 2005 21:03 22 Мар 2005 21:03 | Как сообщает New Scientist , новая теория позволяет объяснить феномен ускоренного расширения Вселенной без привлечения гипотезы о наличии таинственной «темной энергии». Причиной ускорения могут являться гигантские волны пространства-времени, масштаб которых превышает размер видимой части Вселенной. Долгое время после открытия Эдвином Хабблом ( Edwin Hubble) в 1929 г. расширения Вселенной считалось, что оно всегда происходит по линейному закону. Однако в 1998 г. наблюдения удаленных сверхновых типа Iа после уточнения расстояний до них показали, что расширение Вселенной происходит с ускорением. Теоретическое объяснение этого явления возможно или путем введения положительной космологической постоянной в теории общей относительности Эйнштейна , или за счет предположения о наличии субстанции неизвестной природы («темной энергии» или «квинтэссенции»), изначально присущей пространству как таковому и дающей максимальный вклад в современную плотность энергии Вселенной (около 70%). Если принять последнюю гипотезу, остальные 25% Вселенной составляет еще одна таинственная форма вещества — «темная материя», и только 5% остается для знакомых нам со школьной скамьи протонов , электронов, нейтронов, нейтрино , кварков, из которых, как нам казалось раньше, и состоит Вселенная. В последнее время появились многочисленные сообщения об интерпретации новых наблюдений именно с этой точки зрения. Однако в работе интернационального коллектива физиков из США , Канады и Италии , направленной в журнал Physical Review Letters , предлагается оригинальное решение этой загадки, снимающее необходимость в гипотезах о таинственных свойствах материи вообще. «Я согласен, что гипотезы такого рода чрезвычайно привлекательны для человеческого воображения, — говорит один из авторов статьи Антонио Риотто (Antonio Riotto) из итальянского Национального института ядерной физики . — Но учтите, что даже самые современные теоретические разработки физики, как, например, теория суперсимметрии или струнная теория квантовой гравитации, не способны объяснить наличие этой „темной энергии » в тех количествах, которые бы соответствовали наблюдениям. Несовместимость этого требования с общепринятыми законами природы породила массу сопутствующих экзотических гипотез о существовании новых сил, новых измерений пространства-времени, новых сверхлегких элементарных частиц. Мы же не вводим никаких новых сущностей во Вселенную и предлагаем объяснение в рамках одного из вариантов стандартной теории Большого Взрыва — а именно инфляционной (раздувающейся) модели Вселенной, предложенной еще в 1981 году». Стандартная космологическая модель хорошо описывает всю совокупность данных наблюдений, однако некоторые свойства современной Вселенной оставляет без объяснения — например, отсутствие крупномасштабной неоднородности и изотропию Вселенной, или её характерную структуру в виде галактик и их скоплений. Модель инфляционной Вселенной позволяет избежать этих недостатков. Она предполагает, что на раннем этапе Вселенная расширялась не по степенному, а по экспоненциальному закону.

Кто доказал что Вселенная расширяется?

Фото: ТАСС/Олег Иванов Скорость расширения Вселенной в одни периоды времени растет, а в другие эпохи она падает, говорится в исследовании американских астрофизиков. Это уже происходило как минимум семь раз, считают ученые. В 1929 году астроном Эдвин Хаббл доказал, что наша Вселенная постепенно расширяется, наблюдая за движением далеких от нас галактик.

В конце 1990-х астрофизики обнаружили, что она расширяется не с постоянной скоростью, а с ускорением. Как отмечают Лоуренс Мид и Гарри Рингермахер из университета Южного Миссисипи в Геттисбурге (США), сегодня мало кто сомневается, однако среди космологов идут ожесточенные споры — когда началось это ускорение.

Дело в том, что Вселенная, как показывают сдвиги в спектре очень далеких сверхновых первого типа, начала расширяться далеко не сразу, передает МИА «Россия сегодня» . После изначального бурного расширения в первые мгновения после Большого Взрыва Вселенная сжималась, а не расширялась.

  • Через 4-5 миллиардов лет благодаря существованию таинственной темной энергии, о свойствах которой ученые пока ничего не знают, мироздание начало расширяться.
  • Мид и Рингермахер попытались определить относительно точное время начала этого ускорения, наблюдая за взрывами сверхновых и движением скоплений темной материи в древних галактиках, существовавших на рубеже между эпохами сжатия и расширения.

Когда они составили карты размеров Вселенной для тех эпох, в которых существовали эти галактики, заметили, что значения ускорения для каждой из них были весьма своеобразными. Они увидели синусоиду, волны которой постепенно затухали по мере приближения к современной эпохе.

  • Ученые называют это «волной Вселенной».
  • По расчетам Мида и Рингермахера, ускорение Вселенной периодически замедлялось и ускорялось не один, а как минимум семь подобных циклов со времени Большого Взрыва, то есть за 13,8 миллиарда лет.
  • Как признают физики, пока их выкладки остаются красивой теорией, которую еще следует подтвердить.

Для этого они планируют использовать данные, собранные орбитальным телескопом «Планк».

Как остановить расширение Вселенной?

Обзор — Если Вселенная конечна в пространстве, и скорость расширения не превышает скорость убегания , то совместное гравитационное притяжение всей её материи в конце концов остановит расширение Вселенной и заставит её сжиматься. Вследствие возрастания энтропии картина сжатия будет сильно отличаться от обращённого во времени расширения.

  • В то время как ранняя Вселенная была очень однородной, сжимающаяся Вселенная будет разбиваться на отдельные изолированные группы.
  • В конце концов, вся материя коллапсирует в чёрные дыры , которые затем будут срастаться, создавая в результате единую чёрную дыру — сингулярность Большого сжатия.
  • Постоянная Хаббла определяет текущее состояние расширения Вселенной, сила гравитации зависит от плотности и давления материи во Вселенной, а их соотношение задаётся критической плотностью Вселенной.
Читайте также:  В Чем Основной Вопрос Философии?

Если плотность Вселенной больше критической, то гравитационные силы остановят расширение Вселенной, и она начнёт сжиматься. Если же плотность Вселенной меньше критической, Вселенная будет продолжать расширяться, и сил гравитации будет недостаточно, чтобы остановить это расширение.

  1. Этот сценарий развития приведёт к результату, известному как « Большое замерзание », когда Вселенная остывает по мере расширения и достигает состояния энтропии .
  2. Некоторые теории говорят, что Вселенная может сжаться до состояния, с которого она началась, а затем произойдёт новый Большой Взрыв , и такие циклы сжатия-расширения будут продолжаться вечно , насколько понятие «вечно» вообще применимо за пределами пространственно-временного континуума.

Последние экспериментальные свидетельства (а именно наблюдение дальних сверхновых как объектов стандартной светимости (подробнее см. Шкала расстояний в астрономии ), а также тщательное изучение реликтового излучения ) приводят к выводу, что расширение Вселенной не замедляется гравитацией, а наоборот, ускоряется.

Как долго будет расширятся Вселенная?

Расширение закончится скоро по космическим меркам — Модель эволюции Вселенной, созданная учеными, показала, что ускоренное расширение Вселенной может завершиться через 65 млн лет, а через 100 млн лет она вообще перестанет расширяться. После этого, может наступить период медленного сжатия, который будет длиться несколько миллиардов лет. Модель эволюции Вселенной, созданная учеными, показала, что ускоренное расширение Вселенной может завершиться через 65 млн лет, а через 100 млн лет она вообще перестанет расширяться Фото: Live Science

Что находится за пределами нашей Вселенной?

Сегодняшние телескопы позволяют астрономам заглянуть на 13,75 миллиарда лет в прошлое. Считается, что именно такой возраст нашей Вселенной. Но что находится за пределами наших наблюдений? wikimedia Согласно теории Большого взрыва, наша Вселенная родилась примерно 13,75 миллиарда лет назад и с тех пор смогла расшириться из невероятно плотной «точки» до сегодняшних размеров. Считается, что Вселенная расширялась со скоростью света. Руководствуясь этим фактом и положениями теории относительности ученые пришли к принятому сегодня значению возраста Вселенной.

  • РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ Известно, что наше пространство постоянно расширяется и самый дальний его край соответствует времени начала Большого взрыва.
  • На сегодня самая далекая область, что ученые могут видеть — это поверхность последнего рассеяния.
  • Именно оттуда приходят фотоны реликтового излучения, которое возникло почти сразу после Большого взрыва.

Поверхность последнего рассеяния отражает момент, когда Вселенная стала прозрачной для излучения. За этой областью располагается то, что пока не подвластно изучению нашими приборами. Мы не можем увидеть той области, что расположена за поверхностью последнего рассеяния из-за того, что она непрозрачна для излучения.

  1. А ведь именно свет позволяет нам видеть отдаленные объекты и судить об их свойствах.
  2. РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ Несмотря на то, что нельзя увидеть то, что происходит за поверхностью последнего рассеяния, астрономы могут судить о пространстве за ней.
  3. Для этого они наблюдают, какое влияние она оказывает на существующие астрофизические объекты.

Более того, согласно современной теории Лямбда-CDM, галактики удаляются друг от друга с ускорением. И чем дальше галактика, тем быстрее она удаляется от нас. Это значит, что в какой-то момент скорость удаления галактик превысит световую и мы перестанем их видеть.

В чем суть теории Большого взрыва?

Большо́й взрыв — общепринятая космологическая модель, описывающая раннее развитие Вселенной, а именно — начало расширения Вселенной, перед которым Вселенная находилась в сингулярном состоянии.

Кто создал Вселенную?

Вселе́нная — не имеющее строгого определения понятие в астрономии и философии . Оно делится на две принципиально отличающиеся сущности: умозрительную (философскую) и материальную , доступную наблюдениям в настоящее время или в обозримом будущем. Если автор различает эти сущности, то, следуя традиции, первую называют Вселенной, а вторую — астрономической Вселенной или Метагалактикой (в последнее время этот термин практически вышел из употребления).

  • В историческом плане для обозначения «всего пространства» использовались различные слова, включая эквиваленты и варианты из различных языков, такие как « космос », «мир» , «небесная сфера».
  • Использовался также термин «макрокосмос» , хотя он предназначен для определения систем большого масштаба, включая их подсистемы и части.

Аналогично, слово « микрокосмос » используется для обозначения систем малого масштаба. Любое исследование или наблюдение, будь то наблюдение физика за тем, как раскалывается ядро атома, ребёнка за кошкой или астронома, ведущего наблюдения за отдалённой галактикой , — всё это наблюдение за Вселенной, вернее, за отдельными её частями.

Эти части служат предметом изучения отдельных наук, а Вселенной в максимально больших масштабах, и даже Вселенной как единым целым занимаются астрономия и космология ; при этом под Вселенной понимается или область мира, охваченная наблюдениями и космическими экспериментами, или объект космологических экстраполяций — физическая Вселенная как целое .

Предметом статьи являются знания о наблюдаемой Вселенной как о едином целом: наблюдения , их теоретическая интерпретация Перейти к разделу «#Теоретические модели»

Если ускорение будет нарастать, то, начиная с определённого момента, сила, расширяющая Вселенную, сначала превысит гравитационные силы , удерживающие галактики в скоплениях. За ними распадутся галактики и звёздные скопления . И, наконец, последними распадутся наиболее тесно связанные звёздные системы .

  1. Спустя некоторое время электромагнитные силы не смогут удерживать от распада планеты и более мелкие объекты.
  2. Мир вновь будет существовать в виде отдельных атомов .
  3. На следующем этапе распадутся и отдельные атомы.
  4. Что последует за этим, точно сказать невозможно: на этом этапе перестаёт работать современная физика.

Вышеописанный сценарий — это сценарий Большого разрыва . Существует и противоположный сценарий — Большое сжатие . Если расширение Вселенной замедляется, то в будущем оно прекратится и начнётся сжатие. Эволюция и облик Вселенной будут определяться космологическими эпохами до того момента, пока её радиус не станет в пять раз меньше современного.

Куда увеличивается Вселенная?

Нет никакого центра расширения, нет ничего за пределами пространства, куда расширялась бы Вселенная ; расширение испытывает сама ткань Вселенной, везде и постоянно.

Где находится центр нашей Вселенной?

Если и есть, то не в нашем пространстве На этот вопрос можно дать три ответа — последовательно все более точных и сложных. Первый: центра у Вселенной нет, поскольку ни одна ее точка не выделена по сравнению с другими. Второй: центром можно считать любую точку Вселенной.

От любой точки галактики разбегаются одинаково — тем быстрее, чем дальше находятся. Третий: центр Вселенной лежит вне ее пространства. Это можно понять на двумерной аналогии. При надувании воздушного шарика нарисованные на нем галактики разбегаются друг от друга, совсем как настоящие. Одновременно они удаляются и от центра.

Но этот центр лежит не на оболочке: ползущий по ней муравей (аналог звездолета) никогда в центр шарика не попадет. Можно сказать, что центр Вселенной находится в ее прошлом, когда все пространство было стянуто в точку, от которой берет начало и время.

Как Вселенная может расширяться если она бесконечна?

В ней увеличиваются все расстояния Вселенная безгранична, но она необязательно бесконечна. У воздушного шарика, например, нет краев (границ), но площадь его конечна. Когда шарик надувают, растут и его площадь, и размеры всех рисунков на его поверхности.

Какой размер у Вселенной?

Размер — Размер наблюдаемой Вселенной из-за нестационарности её пространства-времени — расширения Вселенной — зависит от того, какое определение расстояния принять. Сопутствующее расстояние до самого удалённого наблюдаемого объекта — поверхности последнего рассеяния реликтового излучения — составляет около 14 миллиардов парсеков или 14 гигапарсеков ( 46 миллиардов или 4,6⋅10 10 световых лет) во всех направлениях.

Таким образом, наблюдаемая Вселенная представляет собой шар диаметром около 93 миллиардов световых лет и центром в Солнечной системе (месте пребывания наблюдателя) . Объём Вселенной примерно равен 3,5⋅10 80 м 3 или 350 квинвигинтиллионов м³, что примерно равняется 8,2⋅10 180 планковских объёмов . Следует отметить, что свет, испущенный самыми удалёнными наблюдаемыми объектами вскоре после Большого взрыва, прошёл до нас лишь 13,8 млрд световых лет, что значительно меньше, чем сопутствующее расстояние 46 млрд св.

лет (равное текущему собственному расстоянию ) до этих объектов, ввиду расширения Вселенной. Кажущееся сверхсветовое расширение горизонта частиц Вселенной не противоречит теории относительности, так как эта скорость не может быть использована для сверхсветовой передачи информации и не является скоростью движения в инерциальной системе отсчёта какого-либо наблюдателя .

Самый удалённый от Земли наблюдаемый объект (известный на 2016 год), не считая реликтового излучения , — галактика, получившая обозначение GN-z11 . Она имеет красное смещение z = 11,1 , свет шёл от галактики 13,4 миллиарда лет , то есть она сформировалась менее чем через 400 миллионов лет после Большого взрыва .

Вследствие расширения Вселенной, сопутствующее расстояние до галактики составляет около 32 миллиардов световых лет . GN-z11 в 25 раз меньше Млечного Пути по размеру и в 100 раз меньше по массе звёзд. Наблюдаемая скорость звездообразования оценочно в 20 раз превышает современную для Млечного Пути.

Что быстрее всего во Вселенной?

Учительская газета, №24 UG от 15 июня 2021. Читать номер Считается, что самая большая скорость во Вселенной – это скорость света, она составляет около 300 тысяч километров в секунду. Однако совсем недавно физики из Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса в Калифорнии и Университета Рочестера в Нью-Йорке смогли доказать, что и эту скорость можно превысить. Скоростью света именуют абсолютную величину скорости распространения электромагнитных волн в вакууме. Она является одной из фундаментальных физических постоянных и на данный момент считается равной 299792458 метров в секунду, или 1079252848,8 километра в час.

  1. Согласно теории относительности Эйнштейна этот параметр не зависит от выбора инерциальной системы отсчета.
  2. То есть скорость света в вакууме является одинаковой во всех системах координат, движущихся прямолинейно и равномерно по отношению друг к другу.
  3. Из этого следует, что скорость любого сигнала или элементарной частицы не может превышать скорости света.
Читайте также:  Что Такое Метод Полевых Исследований?

Если бы она не являлась постоянной величиной, то был бы нарушен принцип причинности и сигналы из будущего могли бы доходить в прошлое. Теоретически мы могли бы получать электронные сообщения, которые еще не написаны Можно пофантазировать и насчет машины времени.

  • Хотя в принципе некоторые объекты способны передвигаться и со скоростью большей, чем свет, их нельзя использовать для переноса информации.
  • Скажем, солнечный зайчик может двигаться по стене со сверхсветовой скоростью, но, если вы попытаетесь при его помощи с такой же скоростью перенести информацию от одной точки стены к другой, вам это никак не удастся.

Так что нельзя было бы применить это свойство солнечного зайчика для создания сверхбыстрых компьютеров, например. Ученые во всем мире уже давно экспериментируют в лабораториях с изменением скорости световых импульсов, как замедлением их, так и ускорением.

  1. При этом в предыдущих опытах использовались самые разные материалы, например холодные атомные газы, светопреломляющие кристаллы и оптические волокна.
  2. Не дремлют и разработчики космических аппаратов.
  3. Надежды здесь возлагаются в основном на использование в космических двигателях антиматерии.
  4. По мнению исследователей, более 20% Вселенной составляет загадочная темная материя, которая не пропускает электромагнитного излучения и которую невозможно увидеть.

Однако ее следы обнаружить все-таки можно по наличию позитронов – античастиц, входящих в состав космических лучей. Как полагают физики, темная материя состоит из вимпов – слабо взаимодействующих между собой тяжелых частиц.

Где кончается галактика?

Масса и размер — Галактики не имеют чётких границ. Нельзя точно сказать, где кончается галактика и начинается межгалактическое пространство . К примеру, если в оптическом диапазоне галактика имеет один размер, то определяемый по радионаблюдениям межзвёздного газа радиус галактики может оказаться в десятки раз больше.

От размера зависит и измеряемая масса галактики. Обычно под размером галактики понимают фотометрический размер изофоты 25-й звёздной величины с квадратной угловой секунды в фильтре B . Стандартное обозначение такого размера — D 25 . Масса дисковых галактик оценивается по кривой вращения в рамках некой модели.

Выбор оптимальной модели галактики опирается как на форму кривой вращения, так и на общие представления о структуре галактики. Для грубых оценок массы эллиптических галактик необходимо знать дисперсию скоростей звёзд в зависимости от расстояния от центра и радиальное распределение плотности . , где D — расстояние в мегапарсеках, поток выражен в янских . Оценка массы молекулярного газа весьма сложна, так как спектр самой распространённой молекулы H 2 не имеет линий, возбуждаемых в холодном газе. Поэтому исходными данными являются интенсивности спектральных линий молекулы CO ( I CO ).

Что будет если исчезнут все звезды?

Один из подписчиков прислал мне следующий вопрос: Если жизненный цикл звёзды, черной дыры и прочих массивных объектов конечен, то что ждёт вселенную, когда последний такой объект закончит свой жизненный цикл? Или следуя постулату что ничего бесследно не исчезает, вселенная вечна и никогда не исчезнет? Звёзды живут за счёт переработки лёгких атомов в более тяжёлые. Источник: Hubble/ESA Так, будет продолжаться пока, все атомы водорода во вселенной не будут переработаны в ходе жизненного цикла звёзд в атомы железа (Fe). После этого новые звёзды перестанут рождаться, вселенная погрузится во тьму и в ней останутся только планеты, чёрные дыры и остывшие ядра звёзд. Тепловая смерть Вселенной. Источник: spacegid. com Наступит эпоха чёрных дыр, они будут поглощать оставшееся вещество, но со временем оно закончится, и ещё через примерно 17 септдециллиардов (10¹⁰⁵) лет все чёрные дыры испарятся в последний раз озарив Вселенную светом. Большой разрыв. Источник: spacegid. com Однако исследования последних лет показывают, что большой разрыв произойдёт гораздо раньше, чем Вселенная дойдёт до тепловой смерти. При нём все объекты во Вселенной будут разорваны на субатомные частицы и растянуты на бесконечно большое расстояние.

Как Вселенная может расширяться если она бесконечна?

В ней увеличиваются все расстояния Вселенная безгранична, но она необязательно бесконечна. У воздушного шарика, например, нет краев (границ), но площадь его конечна. Когда шарик надувают, растут и его площадь, и размеры всех рисунков на его поверхности.

Как называется процесс расширения Вселенной?

Название и скорость процесса — Далекие от физики и космологии люди даже не догадываются, как ученые кратко называют расширение Вселенной. Это инфляция. Название произошло от слов «раздувать». Процесс начался сразу после Большого взрыва и идет с постоянным изменением параметров.

Куда и во что расширяется Вселенная?

Куда расширяется вселенная? — Теперь возникает следующий вопрос – куда же расширяется вселенная? Ответ на него донельзя прозаичен – никуда. Все дело в том, что вселенная бесконечна и не имеет границ. Более того вселенная всегда была бесконечна, даже в момент Большого Взрыва. Краткая история вселенной от большого взрыва до наших дней. Источник: wikipedia. org Расширение вселенной таким образом является внутренним процессом, а не внешним. Во вселенной увеличиваются расстояния между объектами, но сама вселенная, как была так и остается бесконечной. Вселенной не нужно никакое внешнее пространство в которое она бы расширялась.

В чем суть закона Хаббла?

Хаббла закон — Астрономический словарь Санько Н.Ф. Из этого закона следует, что расстояние между двумя объектами во Вселенной прямо пропорционально скорости их взаимного удаления — разбегания. Коэффициент пропорциональности называется постоянной Хаббла.