Как называется все что существует во вселенной
lifesouldeath
lifesouldeathЖИЗНЬ ПОСЛЕ ЖИЗНИ
Все вокруг нас – энергия
Все вокруг нас – энергия. Квантовая физика говорит о том, что все во Вселенной сделано из одной и той же первоосновы. Ученые называют ее «энергия», богословы – «Богом», мистики – «Духом». Собственно говоря, квантовые физики – это и есть «мистики» XXI века, как говорит Джеймс Рэй – писатель и знаток многих культурных традиций. Сегодня современная наука совершает «революционные открытия», подтверждающие то, что они издавна говорили. Вообще надо заметить, что ее передний край все глубже уходит в эзотерику. «Когда ученые, наконец, покорят вершину горы, они застанут там спокойно сидящих мистиков, которые спросят их: «Где же вы так долго пропадали?».
Парацельс в свое время говорил: “То, что в одном веке считается мистикой, в другом веке становится научным знанием”.
— вся материя – это энергия, как физический итог нематериального процесса творения;
— энергию нельзя создать или разрушить;
— она является причиной и следствием самое себя;
— она присутствует повсюду;
— энергия находится в постоянном движении;
— она непрерывно трансформируется, переходя из одной формы в другую;
— энергию заставляет вибрировать Сознание;
— человек – тоже энергия в состоянии плотности, проявленная в форме, часть вселенского сознания.
Согласно современной физике все процессы во Вселенной имеют волновую природу и происходят с поглощением или выделением энергии, с ее обретением или потерей. Говоря языком метафизики, человек – поле духовной энергии, заключенное в бесконечно большее энергетическое поле Вселенной. Вселенная словно держит нас в своих объятиях, непрерывно снабжая нас своей силой. А ваша сила определяется тем количеством энергии, которое вы способны взять у этого бесконечного поля, накопить, сберечь, использовать, управлять и возобновлять. Именно способность управлять энергией, находящейся на наших физическом, эмоциональном, умственном и духовнм уровнях определяет степень нашей эффективности.
Всё, что существует вокруг нас – суть энергия, в различных своих состояниях. Частота ее вибрации определяет ее состояние и форму, в которой она проявляется в материальном мире. На “входе” в наш мозг – колебания, мозг же декодирует эти вибрации в картину реального мира. Все вокруг вибрирует на своем уровне реальности. Твердый предмет на самом деле состоит из колеблющихся элементарных частиц, создающих впечатление плотности. На самом деле материей мы называем “замедленную”, «сжатую» энергию, стабилизированную в форме, доступной нашему чувственному восприятию. Это и есть тот самый “физический мир”, воспринимаемый пятью нашими органами чувств. А нематериальный мир как источник, порождающий материю, и есть мир причин.
Академик Г.И. Шипов, заведующий лабораторией международного института теоретической и прикладной физики (г. Москва) говорит: “Все вокруг – это высокоорганизованная пустота”.
Современная наука знает, что вся энергия Вселенной распределяется следующим образом: – темная энергия/материя – 95%,
— обычное неизлучающее вещество – 4,5%,
— обычное излучающее вещество – 0,5%,
— электромагнитный спектр – 0,005%.
Мы же способны видеть лишь только ту часть так называемого «излучающего вещества», которая отражает электромагнитные волны. Темная энергия/материя не отражает свет, поэтому невидима, и ученые определяют ее как «неизвестно что», но ее можно определить по влиянию, которое она оказывает на «видимую» Вселенную. То, что называется «обычным веществом», можно наблюдать благодаря современным технологиям, но оно не до конца изучено. Но уже сейчас астрофизикам известно, что частицы темного вещества могут аннигилироваться, результате чего появляются гамма-излучение и пары вполне материальных частиц и античастиц – электроны и позитроны. Отсюда можно сделать вывод, что темная материя/энергия и есть тот «строительный материал», из которого создано все вокруг. Так энергия превращается в материю. На электромагнитные волны приходится лишь 0,005% от общей массы Вселенной, а человеческий глаз воспринимает (т.е. декодирует в реальность) и вовсе мизерную их часть – видимый свет. Люди практически слепы, поскольку наши глаза обрабатывают только узкий участок электромагнитного спектра, который и сам составляет лишь 0,005% известной энергии/материи!
Реальность – это тот небольшой диапазон частот, который декодирует наш мозг. Это заставляет нас думать, что мы живем в ограниченном мире. Когда же мы по какой-то причине иначе декодируем воспринимаемые частоты, или расширяем привычный для нас диапазон восприятия, мы называем это чудом. Кстати, многие животные могут видеть больший диапазон частот, чем мы. Остается только гадать, а что же скрывается за завесой электромагнитного диапазона?… Бесконечное Сознание!
Нобелевский лауреат Макс Планк на церемонии вручения премии сказал: «Как человек, посвятивший всю свою жизнь самой здравомыслящей науке — изучению материи, могу сообщить вам результат всех моих исследований атома: материи как таковой нет! Всякое вещество существует лишь благодаря силе, которая вызывает колебания атомных частиц и поддерживает целостность микроскопической солнечной системы атома… Мы должны предполагать, что за этой силой кроется сознательный разум, являющийся матрицей всякой материи».
Гениальный Никола Тесла, чьи эксперименты намного опередили свое время и до сих пор не до конца поняты наукой, считал, что вся суть в двух понятиях – вибрация и резонанс. Тесла считал, что при свободном движении элементарного фотона, как энергетической волны, его можно найти с определенной вероятностью в любой точке бесконечного пространства Вселенной. Но, если включить генератор высокочастотных колебаний, которые будут резонировать с частотой данного фотона, он тут же локализуется в виде эфирного резонанса. Другими словами, энергетическая волна под воздействием Наблюдателя (а генератор тоже относится к понятию “наблюдатель”), проявляется как вполне материальная классическая частица. Наш мозг – тоже своего рода генератор управляющих сложномодулированных сигналов, способных входить в резонанс с окружающим нас энергетическим полем.
В свое время академик В.И. Вернадский, вслед за французскими учеными Леруа и Тейяром де Шарденом ввел новое понятие в науке – ноосфера. В 1925 году в статье “Автотрофность человечества” он писал: “В биосфере существует великая геологическая, быть может, космическая сила, планетное действие которой обычно не принимается во внимание в представлениях о космосе, представлениях научных или имеющих научную основу… Эта сила есть разум человека, устремленная и организованная воля его как существа общественного…»
Наша ДНК – это гигантская молекула, содержащая программный код, написанный на одном языке, – от бактерии до человека – и отвечает за хранение и передачу наследственной информации.
Группа ученых под руководством доктора биологических наук П. П. Гаряева, проводя эксперименты в лаборатории волновой генетики Института проблем управления РАН, получила уникальные результаты, которые позволили выйти на разработку теории волнового генома.
С точки зрения волновой генетики, ДНК работает не только на уровне вещества, но и на уровне электромагнитных и звуковых полей. Исследования привели к выводу, что гены могут существовать в виде электромагнитных полей вокруг хромосом и иметь голографическую структуру. Доказано, что наша ДНК, управляющая развитием организма, является приемо-передающей системой – антенной, воспринимающей управляющую информацию извне. Эта программная информация необходима для развития любого организма на Земле, она приходит к нам из космоса и находится в тех самых 98% ДНК, которые традиционная генетика называет «мусорной», не имея другого объяснения. Эта внешняя информация – суть программы, без которых невозможно нормальное развитие всего живого на Земле. Это план, чертеж и текстовые комментарии, необходимые для построения любого организма. Доказано также, что структура ДНК хорошо соотносится с речевыми характеристиками человеческого языка и по сути является текстом, прочитать который сейчас пытаются ученые. Этот язык жизни – наша наследственная информация – определяется последовательностью четырех различных типов нуклеотидов.
Вся Вселенная пронизана музыкой. Музыка – единый волновой язык мироздания. Ученые обнаружили: в окружающем мире «поет» все – от молекул и хромосом до галактик, а молекула ДНК и вовсе напоминает нотный стан.
Биологи из Калифорнийского университета измерили колебания в хромосомах при помощи инфракрасного спектрометра и, преобразовав их в звуковой спектр, услышали… музыку. Так получился первый саундтрек ДНК, напоминающий медитативные мелодии Индии и Востока. «Поют» не только наша ДНК и наши органы. Как выяснилось в результате изучения молекулярной структуры белков растений, они тоже издают уникальные мелодические звуки, которые заложены в их генетическом коде.
Ученые сравнивают Солнце с духовым музыкальным инструментом – огромным органом, а выбросы с поверхности светила – протуберанцы – с его трубами, издающими и усиливающими звуки. Их волны распространяются со скоростью десятков километров в секунду, длительность каждой ноты составляет 60 минут. «Трубят» и другие космические объекты, возможно – разумные, так считает профессор Владимир Лефевр. «Все разумные существа, какую бы форму они ни имели, используют единый язык для всей Вселенной – музыку, – говорит он. – Одно время я изучал космический объект SS433. Он состоит из двух звезд: гигантской и необычно маленькой. Природу второй астрофизикам до сих пор определить не удается. Одни относят ее к нейтронным звездам, другие – к черным дырам. Маленькая звезда вытягивает из голубой звезды-гиганта вещество, «питается» им, а «излишки» выбрасывает в двух противоположных направлениях в виде тонких струй газа». Проанализировав спектральные линии объекта, ученый получил удивительный результат. Оказалось, что в определенные моменты они соответствуют мелодии из 9 нот: «до – ми – фа – соль – соль – ля – си – до – ре». «В космическом пространстве могут существовать «эфирные существа», считает Лефевр, состоящие из окружающей плазмы, а мелодия – средство передачи какой-то эмоции, то ли координирующей деятельность собственного организма, то ли предназначенной для собратьев по разуму».
Американские исследователи, занимающиеся проблемами защиты и сохранения информации на случай ядерной или иной глобальной катастрофы, решили, по сути, обратную задачу. Их целью было создание принципиально нового типа памяти на основе исключительно живучих микроорганизмов, способных хорошо переносить высокие температуры, обезвоживание и большие дозы радиации. В ДНК таких «сверхбактерий» им удалось «зашить» текст песни It’s a Small World («Это маленький мир»). Поразительно, но внедренная мелодия передавалась по наследству – воспроизводилась в генетическом коде потомства. Как показали эксперименты, песня зафиксировалась в генотипе и без изменений передавалась более чем в ста поколениях.
Астрономия
Лучшие условия по продуктам Тинькофф по этой ссылке
Дарим 500 ₽ на баланс сим-карты и 1000 ₽ при сохранении номера
. 500 руб. на счет при заказе сим-карты по этой ссылке
Лучшие условия по продуктам
ТИНЬКОФФ по данной ссылке
План урока:
Структура Вселенной и ее размеры
На протяжении многих тысячелетий человечество считало, что Вселенная вечна и неизменна. Данная теория господствовала во всем в мире вплоть до начала ХХ столетия. Колоссальный переворот в науке о космическом пространстве произошел в 20-е годы прошлого века, благодаря таким ученым как Эйнштейн, Фридман и Хаббл. Именно они выдвинули предположения и доказали, что Вселенная – это целая система, которая живет своей жизнью и способна изменяться во времени, то есть расширяться или сжиматься.
В структуре Вселенной выделяют несколько уровней организации, каждый из которых отличается масштабом объектов:
Практически все космические тела в необъятной Вселенной формируют группы. Звезды группируются парами или входят в звездные скопления. В таких скоплениях могут содержаться десятки или даже сотни таких светил. Исключением считается Солнце, так как у него нет «двойника».
Скопление галактик в Персее Источник
Все структуры Вселенной являются уникальными и таинственными. Человечество уже гораздо лучше понимает, как устроено космическое пространство. Но с каждым новым открытием у ученых появляются и новые вопросы, ответы на которое порой не так легко найти.
Изучая размеры Вселенной, астрономы могут говорить только о ее видимой части, которую научно называют Метагалактикой. Чем больше сведений и знаний ученые получают о ней, тем больше становятся ее границы, причем они расширяются абсолютно во всех направлениях. Это говорит о сферической форме Вселенной.
Математическая модель Вселенной Источник
Мир галактик
Итак, как уже было отмечено, галактика – это одна из главнейших структур в составе Вселенной. Образование галактических систем является естественным процессом, на который уходит много времени. Все началось с появления протоскоплений – облаков, состоящих из газа и пыли, из которых образуются звездные скопления. Динамические процессы в них способствовали выделению галактических групп. Известно, что галактики могут иметь различные формы. Это объясняется отличием первостепенных условий их формирования.
Абсолютно в каждой галактической системе выделяют два поколения звезд. Первое – гелиево-водородные объекты, в составе которых также содержится незначительное количество тяжелых металлов. Иными словами – это самые старые звезды. К другому поколению относят объекты, обогащенные тяжелыми металлами. Такие звезды формируются из межзвездного газа.
Процесс образования звезды из газопылевого облака Источник
Мир галактик настолько велик, что ученые до сих пор затрудняются ответить, сколько же таких структур существует во Вселенной. Принято считать, что их около 100 млрд., а в пространстве они располагаются неравномерно. Практически 95% из них сливаются в группы, образуя скопления и сверхскопления галактик. В каждом таком скоплении имеется главная эллиптическая или спиралевидная галактика. Ее гравитационные силы настолько мощные, что она притягивает к себе остальных «спутников», тем самым разрушая их поле гравитации.
В космическом пространстве наблюдается постоянное перемещение и взаимодействие галактических систем между собой. Иногда происходит их столкновение и тогда одна галактика поглощает другую, а в космос выбрасывается огромное количество энергии. Бывает, что галактики проходят рядом друг с другом и только слегка меняют свою структуру.
Скопления и сверхскопления галактик
Скопление галактик в Волосах Вероники
Скопление галактик в Деве
Сверхскопления – структура, в состав которой входят скопления галактик и несколько отдельных галактических систем. Как правило, в одном сверхскоплении их насчитывается от 2 до 20, располагаются они в галактических нитях, или же в узлах их пересечения.
Размеры сверхскоплений галактик во Вселенной достигают сотен млн. световых лет. Это настолько много, что объекты не способны удерживаться между собой гравитационными силами. Самые известные сверхскопления:
Квазары
В масштабах всей Вселенной квазары являются самыми интересными и таинственными объектами. Их яркое сияние способно затмить целые галактические системы. Само слово «квазар» переводится как «радиоисточник, похожий на звезду». Астрономы предполагают, что квазары – это активные ядра галактики. Такие виды галактических систем не входят в традиционную классификацию.
По другой версии, квазары представляют собой огромные черные дыры, которые активно поглощают все, что находится в округе. По мере приближения к ним вещества, его скорость растет, а само вещество разогревается. Магнитное поле черной дыры собирает мельчайшие частички в пучки, которые в дальнейшем разлетается от ее полюсов. Третья версия гласит, что квазары – это начальная стадия жизни галактики, то есть человечество видит их фактическое формирование. Какая из этих теорий является максимально правдивой никому не известно, но каждая из них имеет право на существование.
Мощность излучения квазара просто огромна. Она в сотни раз превышает мощность излучения всех звезд в одной галактике. Сложно представить, что объект отдален от человека на несколько миллиардов световых лет, но при этом его можно увидеть в обычный телескоп. За одну единицу времени квазар производи в 10 триллионов раз больше энергии, чем Солнце. А его размер можно сравнить с размером Солнечной системы.
Расстояние до квазаров исчисляются миллиардами световых лет. Для них характерно красное смещение, то есть эти объекты удаляются от Земли. Причем скорость этого удаления достигает фантастических показателей. Ученые предполагают, что скорость квазара 3С196- 200 тыс. км/с (это 2/3 скорости света), а расстояние с ним составляет 12 млрд. световых лет. Для сравнения максимальная скорость движения галактических систем всего несколько десятков тыс. км/с.
Еще одна интересная особенность квазаров – их переменность. Они постоянно меняют свою светимость, что совершенно нехарактерно для галактик. Был зафиксирован случай, когда блеск объекта за один час сменился 25 раз. Исходя из последних наблюдений, выяснилось, что многие квазары находятся около центров огромных эллиптических галактик.
Самый первый квазар был открыт в 1960 г благодаря Мэтью Сэндиджу. Он получил название 3с273. В современном мире квазары во Вселенной определяют по красному смещению их спектра. Если обнаружено такое смещение и при этом объект выделяет огромное количество энергии, его смело начинают именовать квазаром. Сейчас в космическом пространстве их обнаружено около 2-х тысяч. Эти космические объекты изучаются с помощью телескопа Хаббла. Расстояние между Землей и ближайшим квазаром составляет 800 млн. световых лет.
Вид квазара в телескопе Источник
Понятие темной энергии
В астрономии понятие темное энергии включает в себя энергию (существующую в теории), которая была введена в математическую модель Вселенной, чтобы объяснить ее расширение с ускорением. Ученые предполагают, что эта энергия не способна собираться в сгустки (в отличие от темной материи), а равномерно распределяется по всем просторам Вселенной. Темная энергия присутствует в галактиках, в галактических скоплениях, а также за их пределами. Интересным является тот факт, что она действует против гравитационных сил, то есть испытывает антигравитацию.
С помощью современных астрономических технологий ученые способны не только измерить скорость расширения Вселенной, но и проанализировать, как этот процесс изменялся со временем. Дело в том, что ускорение расширения Вселенной только растет, что позволяет говорить об антигравитационных силах. Если бы в космическом пространстве гравитация была стандартной, то со временем отдаление галактик друг от друга замедлялось бы.
Астрономы предполагают, что темной энергией может выступать вакуум. Его плотность не изменяется во время расширения Вселенной, что может означать его отрицательное давление. Также есть мнение, что темная энергия – это сверхслабое поле, которое пронизывает все пространство Вселенной, научно его называют «квинтэссенция».
К сожалению, на сегодняшний день не существует возможности в земных условиях экспериментально исследовать темную энергию. Но это не означает, что в будущем человечество не сможет объяснить природу данного явления или выяснить другие причины, способствующие такому быстрому ускорению расширения Вселенной.
Космологический ликбез. Что такое Вселенная
2MASS Redshift Survey (2MRS)
Мы в соавторстве с Валерием Рубаковым работаем над книгой с рабочим названием «Острые углы космологии». Она будет во многом полемической: рассмотрим основные темы, о которых спорят и судачат, и вопросы, ответы на которые пока еще не знают. Но для начала — ликбез. Это первая глава будущей книги.
Разные люди понимают под словом «Вселенная» совершенно разные вещи. Например, «всё сущее». Но надо бы сузить понятие, доопределить его до чего-то конкретного. Большинство космологов, вероятно, согласится с тем, что Вселенная — это пространство со всем содержимым, в котором мы находимся и которое теоретически можно покрыть непрерывной гладкой координатной сеткой, или мысленной сетью наблюдателей, каждый из которых видит соседей.
Вселенная имеет четыре измерения — три одинаковых (пространство) и четвертое — радикально отличающееся от этих трех (время).
Это Вселенная с большой буквы, но для понимания Мироздания нам потребуется вселенная с маленькой буквы. Это то же самое, только надо исключить оттуда нас и убрать конкретное число измерений. Получим некое другое пространство, в котором нас нет, пространство с другим содержимым и, возможно, с другими свойствами, включая число и характер измерений. Это будет просто другая вселенная, которую мы никогда не сможем наблюдать, можем только сказать, что ничто не запрещает существование ее и ей подобных. И еще есть некоторые наводящие соображения, по которым такие вселенные должны быть, причем в неограниченном количестве, в том числе непохожие на нашу.
Геометрия Вселенной
Какова геометрия Вселенной? Легче всего представить себе бесконечное вечное пространство, в котором работают аксиомы Евклида, — так Вселенную и представляли себе до третьей декады ХХ века. Но это не обязательно так. Представим себе двумерное пространство — это легко. Например, бесконечную плоскость, где также справедливы аксиомы Евклида. Это будет двумерный аналог бесконечного евклидова трехмерного пространства. Но можно легко представить и иной вариант — сферу. Это замкнутое конечное пространство, где параллельные прямые пересекаются, а сумма углов треугольника больше 180°. Такое пространство называется римановым, его кривизна положительна.
Представим себе, что эта сфера — целый мир, вселенная с маленькой буквы. По сфере распространяется свет — по геодезическим линиям, т. е. по кратчайшему расстоянию между точками. На сфере существуют двумерные материальные объекты и даже созданные из них разумные существа. Эта вселенная не имеет краев, но она конечна — пространство замкнуто. Если вселенная стационарна, т. е. ее размер и форма не меняется со временем, то в ней можно совершить кругосветное путешествие — отправиться по прямой и вернуться с обратной стороны. В этом случае яркие объекты можно увидеть с двух противоположных сторон, подобно тому, как ударная волна от мощнейшего взрыва приходит дважды, обогнув земной шар в противоположных направлениях.
Мы, живущие в трех измерениях, видим сферу со стороны, видим, что она выпуклая и замкнутая. А могут ли микроскопические двумерные существа, живущие на этой сфере и не имеющие выхода за ее пределы, убедиться, что она не плоская? Еще как! Например, построить большой треугольник и измерить сумму углов. Если она больше 180° — то кривизна положительна, геометрия риманова, и можно говорить о том, что их вселенная замкнута (в предположении, что кривизна везде одинакова). А если сумма равна 180° или меньше, значит, кривизна нулевая или отрицательная, геометрия евклидова или Лобачевского, вселенная бесконечна. Причем даже не обязательно «строить» треугольник — достаточно измерить угловой размер объекта с известным линейным размером и известным расстоянием до него.
В нашем примере предполагается, что есть дополнительное третье измерение, иначе мы бы не могли смотреть на сферу со стороны. Но может ли его не быть вовсе? Конечно, может! Существование такой двумерной вселенной без всяких дополнительных измерений не противоречит никаким принципам. А может ли быть так, что измерений все-таки три, а вселенная — просто вложенный в них двумерный пузырь, из которого нельзя или очень трудно выпрыгнуть в третье измерение — физика не позволяет? Тоже может быть — это называется «мир на бране». Теоретики рассматривают возможность, что наша Вселенная — тоже мир на бране, но проверить, так ли это, мы пока не можем.
Теперь следующий, более трудный, но важный шаг: пусть наша сфера будет трехмерной — трехмерное замкнутое пространство. Это вообразить гораздо сложнее, поскольку мы не можем представить себе четвертое измерение, помогающее взглянуть извне на трехмерную сферу. Теперь мы сами — те микроскопические существа, заключенные в замкнутом пространстве. Если наша вселенная стационарна (радиус сферы не меняется со временем), мы можем совершить кругосветное путешествие, отправившись в любом направлении и вернувшись с противоположного. Мы будем видеть яркие объекты с двух противоположных сторон неба (такие объекты безуспешно искались). И если сфера совсем идеальная, то взгляд, брошенный человеком в любом направлении, упрется в его же затылок, правда, его изображение будет исчезающе тусклым из-за колоссального увеличения.
До сих пор мы говорили о вселенной как о замкнутой сфере идеальной формы. Это не обязательно так. Сфера может быть покрыта мелкой рябью, может иметь глобальные деформации (что усложняет кругосветное путешествие). Теоретически вселенная может даже иметь другую топологию, например тороидальную. Но все-таки нам важно, чтобы вселенная была замкнутой и конечной. Теоретически можно описать и бесконечную вселенную, но тогда встает тяжелый вопрос: как она могла появиться? Этот вопрос можно просто проигнорировать, но с конечной вселенной намного проще: вопрос о ее появлении (и размножении) не то, чтобы решен, но просматривается в общих чертах.
А может ли вселенная иметь форму чемодана? То есть быть пространством не замкнутым, а ограниченным какими-то стенками? Теоретически — да. Например, есть такое понятие, как «доменные стенки», разделяющие пространства с разными законами физики. Тогда за стенкой лежит другая смежная вселенная (домен) и скорее всего стенка движется — один домен пожирает другой, но это уже за пределами темы этой книги, и возвращаться к доменным стенкам мы не будем.
Вариантов геометрии вселенных огромное множество, но мы должны остановиться на самом простом, который к тому же и самый естественный: однородная изотропная сфера. Однородная означает, что условия в каждой точке одинаковы, изотропная — нет выделенных направлений. В случае нашей Вселенной — сфера трехмерная. Для демонстрации будем использовать идеальную двумерную сферу в трехмерном пространстве. Мы приходим к тому, что называется пространственно ноль-мерной задачей: ото всех пространственных координат ничего не зависит, независимой переменной остается только время. Решение задачи будет описывать только размер (радиус кривизны, масштаб) Вселенной — его изменение со временем.
Кинематика Вселенной
Выше мы для наглядности рассматривали стационарную вселенную. На самом деле так не бывает. Устроить стационарную вселенную очень трудно — нужна точная подгонка параметров, об этом будет сказано ниже. Реальные вселенные либо расширяются, либо сжимаются. Нам интереснее первый вариант, поскольку наша Вселенная расширяется.
Кругосветное путешествие нам не светит: никто, ограниченный скоростью света, не сможет обогнать расширение Вселенной, поскольку оно может быть сверхсветовым, а в нашей Вселенной — точно сверхсветовое. Это не ошибка — удаленные области Вселенной действительно разлетаются со скоростями выше световой. Как ни крамольно это звучит. Чтобы объяснить этот парадокс, нужно сначала разобраться в том, что значит «расширение» и «удаленные области разлетаются». Эти слова подразумевают, что во вселенной в каждой точке существует некоторая выделенная система отсчета.
В нашей модели вселенной в виде двумерной поверхности замкнутой сферы расширение можно смоделировать, например, надувая эту сферу, если она резиновая. Там выделенная система отсчета очевидна — это материал сферы. Пусть резина везде одинаковая и можно нанести на нее точки и наблюдать, как они удаляются друг от друга при надувании. А в реальной физической Вселенной вроде бы нет материала, выделяющего систему отсчета. В пространстве действует специальная теория относительности, отрицающая существование выделенных систем. Ну да, есть малоподвижные звезды и галактики, но это лишь факт биографии нашей Вселенной, в специальной теории относительности они не задают систему отсчета. А в общей теории относительности, оказывается, задают.
Выделенной системы отсчета нет только в пустом плоском пространстве. А если пространство не пустое? Значит, появляется система, где суммарный импульс вещества равен нулю (назовем ее «система объемного покоя»). Эта система — факт биографии вселенной, но общая теория относительности вынуждена с этим фактом считаться — для этой системы уравнения общей теории относительности выглядят несравненно проще, и их решения интерпретируются однозначно: сжимается или расширяется само пространство. Если вселенная однородна и изотропна, ее эволюция определяется изменением одной переменной. Это так называемый масштабный фактор a. Если пространство кривое, то в качестве естественного масштабного фактора можно взять радиус кривизны. Если пространство настолько плоское, что его кривизна лежит за пределами обнаружимости, тогда удобней использовать безразмерный масштабный фактор: расстояние между двумя точками пространства относительно расстояния между ними же в фиксированный момент времени. То есть берем расстояние между точками A и B в определенный момент времени (например, сейчас в нашей Вселенной), обозначаем его ao и смотрим, как меняется расстояние a(t) между этими точками со временем. Для удобства убираем конкретное расстояние между конкретными точками, работая с безразмерным соотношением, общим для всей однородной вселенной, a(t)/ao, где t — время. Тогда относительный темп расширения вселенной будет ȧ/a, где ȧ — производная a(t) по времени — это ни что иное, как постоянная Хаббла, H. В странных единицах, к которым все привыкли, постоянная Хаббла для нашей Вселенной в настоящий момент примерно равна 67 км/с на мегапарсек. Если обратить внимание на то, что расстояние входит как в числитель, так и в знаменатель, можно его сократить, выразив мегапарсек в километрах. Получим 2,2 · 10 −18 с −1 (обратная величина — порядка возраста Вселенной, что не случайно). Скорость, с которой точки А и В удаляются друг от друга, равна S · Н, где S — расстояние между точками в данный момент. Если S = c/H
1,4 · 10 28 см, то точка В удаляется от точки А со скоростью света.
Что такое горизонт вселенной? По идее, это расстояние между точками А и В (под расстоянием понимаем сумму длин малых отрезков, измеренных в сопутствующей системе отсчета по пути от А к В), когда нечто произошедшее в одной точке может повлиять на происходящее в другой точке, но не дальше. Но здесь, в отличие от ситуации с черной дырой, которая тоже имеет горизонт, возникает важный вопрос «когда?». Когда произошло и когда повлияло. Есть два определения горизонта:
Горизонт нашей Вселенной в настоящий момент находится в 46 млрд световых лет от нас при возрасте Вселенной 13,8 млрд лет. Ничего удивительного: точка В в молодой Вселенной убегала от нашей точки А гораздо быстрей света. Более того, фотон, испущенный из точки В в сторону А, тоже удалялся от точки А быстрей света. Ситуацию приблизительно иллюстрирует рисунок внизу.
Не будет большой ошибки, если мы выберем точку В не в момент Большого взрыва, а чуть позже — в момент рекомбинации. От момента Большого взрыва до нас не дошло ничего, кроме нейтрино и гравитационных волн, а от момента рекомбинации дошло реликтовое излучение, у нас есть прекрасная карта Вселенной возраста 380 тыс. лет. И мы видим там зародыши будущей крупномасштабной структуры — будущие войды и вероятные будущие сверхскопления. Сейчас всё это улетело на 46 млрд световых лет, но у нас есть хотя бы приблизительная информация о том, что там сейчас находится. В этом и есть смысл горизонта.
Дело в том, что природа космологического красного смещения другая — это именно расширение пространства. Волна электромагнитного поля, пересекающая пространство, растягивается вместе с ним. Если за время пролета вселенная растянулась в a раз, то и длина волны увеличится в a раз, а ее частота и энергия в a раз упадет. Наша Вселенная с момента рекомбинации растянулась примерно в тысячу раз, соответственно энергия фотонов и температура реликтового излучения в тысячу раз уменьшилась. Кстати, если рассмотреть покраснение фотонов как череду небольших доплеровских смещений в расширяющемся пространстве, разбив его траекторию на небольшие шаги, мы получим тот же самый результат.
Горизонт в расширяющейся вселенной. Пунктиром показаны траектории точек, изначально находящихся на разных расстояниях от точки A, в которой находимся мы. Горизонт определяется точкой B, от которой световой луч, испущенный в нашу сторону в самом начале расширения Вселенной, пришел к нам сейчас. Расстояние до горизонта равно расстоянию, на которое точка B ушла от нас к настоящему времени. Мы не знаем, что происходит сейчас в точке B, но если взять за начало эпоху рекомбинации, которая отображена в карте реликтового излучения, можем примерно восстановить, где там пустоты и сверхскопления. На рисунке не учтено современное ускоренное расширение Вселенной из-за темной энергии. Для стационарной вселенной луч света в этих координатах был бы представлен прямой линией, идущей под углом 45°
Можно продемонстрировать растягивание электромагнитной волны вместе с расширением вселенной и более строго, но это потребует введения дополнительных понятий и формул. Частицы, летящие со скоростью, близкой к скорости света, тоже теряют свою энергию как Е = Ео · ao/a(t), а нерелятивистские частицы таким же образом теряют скорость относительно системы покоя.
А как же специальная теория относительности? Она никуда не делась, просто надо помнить, что преобразования Лоренца применимы для плоского (евклидова) стационарного пространства. А в расширяющемся пространстве они тоже применимы, но имеют локальный характер: все преобразования скоростей и другие релятивистские эффекты сохраняют свой вид для событий, относительно близких в пространстве.