Астрономам відомо, що Всесвіт не лише розширюється, а й робить це дедалі швидше. Ці висновки базуються на відкриттях вченого Едвіна Габбла, який у 1929 році своїми спостереженнями підтвердив, що швидкість розширення зростає. Щоб краще зрозуміти розширення Всесвіту, можна уявити, як галактики віддаляються одна від одної. Спрощено це можна проілюструвати так: коли ви випікаєте хліб або кекси, тісто розширюється у формі, заповнюючи її простір. Так само розширюється і Всесвіт, однак він не має форми для випікання — він розширюється в самого себе.
Ця ідея може здаватися парадоксальною, адже Всесвіт — це все, що існує. Немає «форми», що обмежує його в розмірах, лише саме «тісто» — простір, матерія та енергія. Навіть професорам фізики та астрономії важко повністю осмислити це явище, оскільки воно не має аналогів у нашому повсякденному житті.
Загадка темної енергії
Всесвіт виник приблизно 13,8 млрд років тому з Великого вибуху — процесу, коли надщільна і гаряча точка почала стрімко розширюватися. На початкових етапах відбулася фаза інфляції, під час якої кожна точка простору швидко збільшувалася. Потім утворилися матерія, світло і, зрештою, зорі та галактики, які ми спостерігаємо сьогодні.
Олександр Фрідман ще у 1922 році математично довів можливість розширення Всесвіту, а Габбл своїми спостереженнями підтвердив, що це дійсно відбувається. Проте залишається загадкою, яка сила долає гравітацію, що прагне зупинити розширення. Вчені називають цю силу темною енергією, адже її не вдалося безпосередньо виміряти чи побачити. Згідно з моделями, темна енергія становить близько 68% усієї енергії Всесвіту, тоді як звичайна матерія — лише 5%.
Темна енергія спричиняє прискорене розширення Всесвіту, яке вчені часто зображають у вигляді інфографіки «воронки розширення». Уявіть вузький кінець воронки, що представляє початок часу, і її широку частину, яка символізує сучасний стан Всесвіту.
Невирішені проблеми сучасної фізики
Інша загадка полягає у спробі поєднати квантову механіку, що описує поведінку матерії на малих масштабах, із гравітацією, яка діє на великих. У квантовому світі енергія дискретна, а об’єкти можуть зникати й з’являтися, подібно до хвиль. У класичному світі, яким ми звикли його бачити, об’єкти поводяться передбачувано й мають безперервну енергію. Об’єднати ці дві теорії досі не вдалося.
Одним із можливих рішень є теорія мультивсесвітів, яка припускає існування безлічі всесвітів із різними фізичними законами. Це може пояснити, як квантові та гравітаційні явища можуть співіснувати. Інші теорії, такі як теорія струн чи петльова квантова гравітація, також намагаються розв’язати ці проблеми.
Попри ці складнощі, розширення Всесвіту триває. З часом галактики стають дедалі віддаленішими, і Чумацький Шлях поступово втрачає зв’язок із більшістю інших галактик. Майбутнє Всесвіту залишається таємницею, яку вчені лише починають розгадувати.
Раніше ми повідомляли про те, як епоха розширення Всесвіту добігає кінця.
За матеріалами Science Alert
