Астрономам известно, что Вселенная не только расширяется, но и делает это все быстрее. Эти выводы базируются на открытиях ученого Эдвина Хаббла, который в 1929 году своими наблюдениями подтвердил, что скорость расширения растет. Чтобы лучше понять расширение Вселенной, можно представить, как галактики удаляются друг от друга. Упрощенно это можно проиллюстрировать так: когда вы выпекаете хлеб или кексы, тесто расширяется в форме, заполняя ее пространство. Так же расширяется и Вселенная, однако она не имеет формы для выпекания — она расширяется в саму себя.
Эта идея может казаться парадоксальной, ведь Вселенная — это все, что существует. Нет «формы», ограничивающей ее в размерах, только само «тесто» — пространство, материя и энергия. Даже профессорам физики и астрономии трудно полностью осмыслить это явление, поскольку оно не имеет аналогов в нашей повседневной жизни.
Загадка темной энергии
Вселенная возникла примерно 13,8 млрд лет назад из Большого взрыва — процесса, когда сверхплотная и горячая точка начала стремительно расширяться. На начальных этапах произошла фаза инфляции, во время которой каждая точка пространства быстро увеличивалась. Затем образовались материя, свет и, наконец, звезды и галактики, которые мы наблюдаем сегодня.
Александр Фридман еще в 1922 году математически доказал возможность расширения Вселенной, а Хаббл своими наблюдениями подтвердил, что это действительно происходит. Однако остается загадкой, какая сила преодолевает гравитацию, стремящуюся остановить расширение. Ученые называют эту силу темной энергией, ведь ее не удалось непосредственно измерить или увидеть. Согласно моделям, темная энергия составляет около 68% всей энергии Вселенной, тогда как обычная материя – лишь 5%.
Темная энергия вызывает ускоренное расширение Вселенной, которое ученые часто изображают в виде инфографики «воронки расширения». Представьте узкий конец воронки, представляющий начало времени, и ее широкую часть, символизирующую современное состояние Вселенной.
Нерешенные проблемы современной физики
Другая загадка заключается в попытке совместить квантовую механику, описывающую поведение материи на малых масштабах, с гравитацией, которая действует на больших. В квантовом мире энергия дискретна, а объекты могут исчезать и появляться, подобно волнам. В классическом мире, каким мы привыкли его видеть, объекты ведут себя предсказуемо и имеют непрерывную энергию. Объединить эти две теории до сих пор не удалось.
Одним из возможных решений является теория мультивселенных, которая предполагает существование множества вселенных с различными физическими законами. Это может объяснить, как квантовые и гравитационные явления могут сосуществовать. Другие теории, такие как теория струн или петлевая квантовая гравитация, также пытаются решить эти проблемы.
Несмотря на эти сложности, расширение Вселенной продолжается. Со временем галактики становятся все более отдаленными, и Млечный Путь постепенно теряет связь с большинством других галактик. Будущее Вселенной остается тайной, которую ученые только начинают разгадывать.
Ранее мы сообщали о том, как эпоха расширения Вселенной подходит к концу.
По материалам Science Alert
