სამყაროს ზომა. გაუთავებელი სივრცე. რამდენი სამყარო არსებობს? არის თუ არა სივრცეში შეზღუდვა?

იცოდით, რომ სამყაროს, რომელსაც ჩვენ ვაკვირდებით, აქვს საკმაოდ განსაზღვრული საზღვრები? ჩვენ მიჩვეული ვართ სამყაროს რაღაც უსასრულო და გაუგებართან ასოცირებას. თუმცა, თანამედროვე მეცნიერება, როდესაც ეკითხებიან სამყაროს "უსასრულობას", სულ სხვა პასუხს გვთავაზობს ასეთ "აშკარა" კითხვაზე.

თანამედროვე კონცეფციების თანახმად, დაკვირვებადი სამყაროს ზომა დაახლოებით 45,7 მილიარდი სინათლის წელია (ან 14,6 გიგაპარსეკი). მაგრამ რას ნიშნავს ეს რიცხვები?

პირველი კითხვა, რომელიც უჩნდება უბრალო ადამიანს, არის ის, თუ როგორ შეიძლება სამყარო არ იყოს უსასრულო? როგორც ჩანს, უდავოა, რომ კონტეინერს ყველაფერი, რაც ჩვენს ირგვლივ არსებობს, არ უნდა ჰქონდეს საზღვრები. თუ ეს საზღვრები არსებობს, რა არის ისინი?

ვთქვათ, რომელიმე ასტრონავტი აღწევს სამყაროს საზღვრებს. რას დაინახავს ის მის წინ? მყარი კედელი? სახანძრო ბარიერი? და რა დგას მის უკან - სიცარიელე? სხვა სამყარო? მაგრამ შეიძლება თუ არა სიცარიელე ან სხვა სამყარო ნიშნავს, რომ ჩვენ სამყაროს საზღვარზე ვართ? ყოველივე ამის შემდეგ, ეს არ ნიშნავს იმას, რომ იქ "არაფერია". სიცარიელე და სხვა სამყარო ასევე "რაღაცაა". მაგრამ სამყარო არის ის, რაც შეიცავს აბსოლუტურად ყველაფერს "რაღაცას".

ჩვენ მივდივართ აბსოლუტურ წინააღმდეგობაში. გამოდის, რომ სამყაროს საზღვარმა უნდა დაგვიმალოს ის, რაც არ უნდა არსებობდეს. ან სამყაროს საზღვრებმა უნდა შეაფერხოს "ყველაფერი" "რაღაცისგან", მაგრამ ეს "რაღაც" ასევე უნდა იყოს "ყველაფრის" ნაწილი. ზოგადად, სრული აბსურდი. მაშინ როგორ შეუძლიათ მეცნიერებს გამოაცხადონ ჩვენი სამყაროს შეზღუდული ზომა, მასა და ასაკიც კი? ეს მნიშვნელობები, მიუხედავად იმისა, რომ წარმოუდგენლად დიდია, მაინც სასრულია. კამათობს თუ არა მეცნიერება აშკარასთან? ამის გასაგებად, ჯერ მოდით მივყვეთ, როგორ მივიდნენ ადამიანები სამყაროს ჩვენს თანამედროვე გაგებამდე.

საზღვრების გაფართოება

უხსოვარი დროიდან ადამიანებს აინტერესებთ როგორია მათ გარშემო არსებული სამყარო. არ არის საჭირო სამი სვეტის მაგალითების მოყვანა და სამყაროს ახსნის წინაპრების სხვა მცდელობები. როგორც წესი, საბოლოოდ ყველაფერი იქამდე მივიდა, რომ ყველაფრის საფუძველი დედამიწის ზედაპირია. ჯერ კიდევ ანტიკურ და შუა საუკუნეებში, როდესაც ასტრონომებს ჰქონდათ ფართო ცოდნა პლანეტების მოძრაობის კანონების შესახებ "ფიქსირებული" ციური სფეროს გასწვრივ, დედამიწა რჩებოდა სამყაროს ცენტრად.

ბუნებრივია, ძველ საბერძნეთშიც კი იყვნენ ისეთები, ვინც თვლიდა, რომ დედამიწა მზის გარშემო ბრუნავს. იყვნენ ისეთებიც, რომლებიც საუბრობდნენ მრავალ სამყაროზე და სამყაროს უსასრულობაზე. მაგრამ ამ თეორიების კონსტრუქციული გამართლება წარმოიშვა მხოლოდ სამეცნიერო რევოლუციის მიჯნაზე.

მე-16 საუკუნეში პოლონელმა ასტრონომმა ნიკოლაუს კოპერნიკმა სამყაროს შესახებ ცოდნის პირველი მნიშვნელოვანი მიღწევა მოახდინა. მან მტკიცედ დაამტკიცა, რომ დედამიწა მზის გარშემო მოძრავი პლანეტებიდან მხოლოდ ერთია. ასეთმა სისტემამ მნიშვნელოვნად გაამარტივა ციურ სფეროში პლანეტების ასეთი რთული და რთული მოძრაობის ახსნა. სტაციონარული დედამიწის შემთხვევაში, ასტრონომებს უნდა შეექმნათ ყველანაირი ჭკვიანური თეორია პლანეტების ამ ქცევის ასახსნელად. მეორეს მხრივ, თუ დედამიწა მიიღება მოძრავად, მაშინ ასეთი რთული მოძრაობების ახსნა ბუნებრივია. ამრიგად, ასტრონომიაში დაიმკვიდრა ახალი პარადიგმა, სახელწოდებით "ჰელიოცენტრიზმი".

ბევრი მზე

თუმცა, ამის შემდეგაც კი, ასტრონომებმა განაგრძეს სამყაროს შეზღუდვა „ფიქსირებული ვარსკვლავების სფეროთი“. მე-19 საუკუნემდე მათ არ შეეძლოთ ვარსკვლავებამდე მანძილის შეფასება. რამდენიმე საუკუნის განმავლობაში ასტრონომები უშედეგოდ ცდილობდნენ დაედგინათ ვარსკვლავების პოზიციაში გადახრები დედამიწის ორბიტალურ მოძრაობასთან მიმართებაში (წლიური პარალაქსები). იმდროინდელი ინსტრუმენტები არ იძლეოდა ასეთი ზუსტი გაზომვების საშუალებას.

საბოლოოდ, 1837 წელს რუს-გერმანელმა ასტრონომმა ვასილი სტრუვემ გაზომა პარალაქსი. ამან აღნიშნა ახალი ნაბიჯი სივრცის მასშტაბის გაგებაში. ახლა მეცნიერებს შეუძლიათ უსაფრთხოდ თქვან, რომ ვარსკვლავები მზესთან შორეული მსგავსებაა. და ჩვენი მნათობი აღარ არის ყველაფრის ცენტრი, არამედ გაუთავებელი ვარსკვლავური გროვის თანაბარი „მკვიდრი“.

ასტრონომები კიდევ უფრო მიუახლოვდნენ სამყაროს მასშტაბის გაგებას, რადგან ვარსკვლავებამდე მანძილი მართლაც ამაზრზენი აღმოჩნდა. პლანეტების ორბიტების ზომაც კი უმნიშვნელო ჩანდა შედარებით. შემდეგ საჭირო იყო იმის გაგება, თუ როგორ არის კონცენტრირებული ვარსკვლავები.

მრავალი ირმის გზა

ცნობილი ფილოსოფოსი იმანუელ კანტი 1755 წელს ელოდა სამყაროს ფართომასშტაბიანი სტრუქტურის თანამედროვე გაგების საფუძვლებს. მან გამოთქვა ჰიპოთეზა, რომ ირმის ნახტომი არის უზარმაზარი მბრუნავი ვარსკვლავური გროვა. თავის მხრივ, დაკვირვებული ნისლეულებიდან ბევრი ასევე უფრო შორეული „რძიანი გზებია“ - გალაქტიკები. ამის მიუხედავად, მე-20 საუკუნემდე ასტრონომებს სჯეროდათ, რომ ყველა ნისლეული არის ვარსკვლავის წარმოქმნის წყარო და ირმის ნახტომის ნაწილია.

სიტუაცია შეიცვალა, როდესაც ასტრონომებმა ისწავლეს გალაქტიკებს შორის მანძილის გაზომვა . ამ ტიპის ვარსკვლავების აბსოლუტური სიკაშკაშე მკაცრად დამოკიდებულია მათი ცვალებადობის პერიოდზე. მათი აბსოლუტური სიკაშკაშის ხილულთან შედარებით, შესაძლებელია მათამდე მანძილის დადგენა მაღალი სიზუსტით. ეს მეთოდი მე-20 საუკუნის დასაწყისში შეიმუშავეს ეინარ ჰერცშრუნგმა და ჰარლოუ სკელპიმ. მისი წყალობით საბჭოთა ასტრონომმა ერნსტ ეპიკმა 1922 წელს დაადგინა მანძილი ანდრომედამდე, რომელიც აღმოჩნდა ირმის ნახტომის ზომაზე დიდი სიდიდის რიგი.

ედვინ ჰაბლმა განაგრძო Epic-ის ინიციატივა. სხვა გალაქტიკებში ცეფეიდების სიკაშკაშის გაზომვით, მან გაზომა მათი მანძილი და შეადარა მათ სპექტრის წითელ გადაადგილებას. ასე რომ, 1929 წელს მან შეიმუშავა თავისი ცნობილი კანონი. მისმა ნაშრომმა საბოლოოდ უარყო დამკვიდრებული შეხედულება, რომ ირმის ნახტომი არის სამყაროს კიდე. ახლა ის იყო ერთ-ერთი მრავალი გალაქტიკიდან, რომელიც ოდესღაც მის ნაწილად ითვლებოდა. კანტის ჰიპოთეზა დადასტურდა მისი შემუშავებიდან თითქმის ორი საუკუნის შემდეგ.

შემდგომში, ჰაბლის მიერ აღმოჩენილმა კავშირმა დამკვირვებლისგან გალაქტიკის მანძილს შორის მისი მოცილების სიჩქარესთან შედარებით, შესაძლებელი გახადა სამყაროს ფართომასშტაბიანი სტრუქტურის სრული სურათის დახატვა. აღმოჩნდა, რომ გალაქტიკები მისი მხოლოდ უმნიშვნელო ნაწილი იყო. ისინი უკავშირდებიან მტევანებად, კლასტერები სუპერკლასტერებად. თავის მხრივ, სუპერკლასტერები ქმნიან სამყაროში ცნობილ უდიდეს სტრუქტურებს - ძაფებსა და კედლებს. ეს სტრუქტურები, უზარმაზარი სუპერვოიდების მიმდებარედ (), წარმოადგენს ამჟამად ცნობილი სამყაროს ფართომასშტაბიან სტრუქტურას.

მოჩვენებითი უსასრულობა

ზემოაღნიშნულიდან გამომდინარეობს, რომ სულ რაღაც რამდენიმე საუკუნეში მეცნიერება თანდათან გადავიდა გეოცენტრიზმიდან სამყაროს თანამედროვე გაგებამდე. თუმცა, ეს არ პასუხობს იმას, თუ რატომ ვზღუდავთ დღეს სამყაროს. ყოველივე ამის შემდეგ, აქამდე ჩვენ ვსაუბრობდით მხოლოდ სივრცის მასშტაბებზე და არა მის ბუნებაზე.

პირველი, ვინც გადაწყვიტა სამყაროს უსასრულობის გამართლება იყო ისააკ ნიუტონი. მას შემდეგ რაც აღმოაჩინა უნივერსალური მიზიდულობის კანონი, მას სჯეროდა, რომ თუ სივრცე სასრული იქნებოდა, მისი ყველა სხეული ადრე თუ გვიან გაერთიანდებოდა ერთ მთლიანობაში. მანამდე თუ ვინმე გამოთქვამდა სამყაროს უსასრულობის იდეას, ეს მხოლოდ ფილოსოფიურ ჭრილში იყო. ყოველგვარი მეცნიერული საფუძვლის გარეშე. ამის მაგალითია ჯორდანო ბრუნო. სხვათა შორის, კანტის მსგავსად, ის მრავალი საუკუნით უსწრებდა მეცნიერებას. მან პირველმა განაცხადა, რომ ვარსკვლავები შორეული მზეებია და მათ გარშემო პლანეტებიც ბრუნავენ.

როგორც ჩანს, უსასრულობის ფაქტი საკმაოდ გამართლებული და აშკარაა, მაგრამ მე-20 საუკუნის მეცნიერების გარდამტეხმა მომენტებმა შეარყია ეს „ჭეშმარიტება“.

სტაციონარული სამყარო

პირველი მნიშვნელოვანი ნაბიჯი სამყაროს თანამედროვე მოდელის შემუშავებისკენ გადადგა ალბერტ აინშტაინმა. ცნობილმა ფიზიკოსმა 1917 წელს წარმოადგინა სტაციონარული სამყაროს მოდელი. ეს მოდელი ეფუძნებოდა ფარდობითობის ზოგად თეორიას, რომელიც მან ერთი წლით ადრე შეიმუშავა. მისი მოდელის მიხედვით, სამყარო უსასრულოა დროში და სასრული სივრცეში. მაგრამ, როგორც უკვე აღვნიშნეთ, ნიუტონის თანახმად, სასრული ზომის სამყარო უნდა დაიშალოს. ამისათვის აინშტაინმა შემოიტანა კოსმოლოგიური მუდმივი, რომელიც ანაზღაურებდა შორეული ობიექტების გრავიტაციულ მიზიდულობას.

რაც არ უნდა პარადოქსულად ჟღერდეს, აინშტაინი არ ზღუდავდა სამყაროს სასრულობას. მისი აზრით, სამყარო არის ჰიპერსფეროს დახურული გარსი. ანალოგია არის ჩვეულებრივი სამგანზომილებიანი სფეროს ზედაპირი, მაგალითად, გლობუსი ან დედამიწა. რაც არ უნდა იმოგზაუროს მოგზაურმა დედამიწაზე, ის ვერასოდეს მიაღწევს მის ზღვარს. თუმცა, ეს არ ნიშნავს იმას, რომ დედამიწა უსასრულოა. მოგზაური უბრალოდ დაბრუნდება იმ ადგილას, საიდანაც მან დაიწყო მოგზაურობა.

ჰიპერსფეროს ზედაპირზე

ანალოგიურად, კოსმოსურ მოხეტიალეს, რომელიც გადის აინშტაინის სამყაროს ვარსკვლავური ხომალდით, შეუძლია დაბრუნდეს დედამიწაზე. მხოლოდ ამჯერად მოხეტიალე გადავა არა სფეროს ორგანზომილებიანი ზედაპირის გასწვრივ, არამედ ჰიპერსფეროს სამგანზომილებიანი ზედაპირის გასწვრივ. ეს ნიშნავს, რომ სამყაროს აქვს სასრული მოცულობა და, შესაბამისად, ვარსკვლავების სასრული რაოდენობა და მასა. თუმცა, სამყაროს არც საზღვრები აქვს და არც ცენტრი.

აინშტაინი ამ დასკვნამდე მივიდა სივრცის, დროისა და გრავიტაციის შეერთებით თავის ცნობილ თეორიაში. მანამდე ეს ცნებები ცალკე ითვლებოდა, რის გამოც სამყაროს სივრცე წმინდა ევკლიდური იყო. აინშტაინმა დაამტკიცა, რომ გრავიტაცია თავისთავად არის სივრცე-დროის გამრუდება. ამან რადიკალურად შეცვალა ადრეული იდეები სამყაროს ბუნების შესახებ, რომელიც დაფუძნებულია კლასიკურ ნიუტონის მექანიკაზე და ევკლიდეს გეომეტრიაზე.

გაფართოებული სამყარო

თვით „ახალი სამყაროს“ აღმომჩენიც კი არ იყო უცხო ილუზიებისთვის. მიუხედავად იმისა, რომ აინშტაინმა შეზღუდა სამყარო სივრცეში, ის განაგრძობდა მას სტატიკურად თვლიდა. მისი მოდელის მიხედვით, სამყარო იყო და რჩება მარადიული და მისი ზომა ყოველთვის იგივე რჩება. 1922 წელს საბჭოთა ფიზიკოსმა ალექსანდრე ფრიდმანმა მნიშვნელოვნად გააფართოვა ეს მოდელი. მისი გამოთვლებით, სამყარო საერთოდ არ არის სტატიკური. მას შეუძლია დროთა განმავლობაში გაფართოება ან შეკუმშვა. აღსანიშნავია, რომ ფრიდმანი ასეთ მოდელამდე მივიდა იმავე ფარდობითობის თეორიაზე დაყრდნობით. მან მოახერხა ამ თეორიის უფრო სწორად გამოყენება, კოსმოლოგიური მუდმივის გვერდის ავლით.

ალბერტ აინშტაინმა დაუყოვნებლივ არ მიიღო ეს "შესწორება". ეს ახალი მოდელი დაეხმარა ადრე ნახსენებ ჰაბლის აღმოჩენას. გალაქტიკების რეცესია უდავოდ დაამტკიცა სამყაროს გაფართოების ფაქტი. ამიტომ აინშტაინს უნდა ეღიარებინა თავისი შეცდომა. ახლა სამყაროს ჰქონდა გარკვეული ასაკი, რომელიც მკაცრად არის დამოკიდებული ჰაბლის მუდმივზე, რომელიც ახასიათებს მისი გაფართოების სიჩქარეს.

კოსმოლოგიის შემდგომი განვითარება

როდესაც მეცნიერები ცდილობდნენ ამ საკითხის გადაჭრას, აღმოაჩინეს სამყაროს მრავალი სხვა მნიშვნელოვანი კომპონენტი და შეიქმნა მისი სხვადასხვა მოდელები. ასე რომ, 1948 წელს ჯორჯ გამოვმა შემოიტანა "ცხელი სამყაროს" ჰიპოთეზა, რომელიც მოგვიანებით გადაიქცევა დიდი აფეთქების თეორიად. 1965 წლის აღმოჩენამ დაადასტურა მისი ეჭვები. ახლა ასტრონომებს შეეძლოთ დააკვირდნენ სინათლეს, რომელიც მოვიდა იმ მომენტიდან, როდესაც სამყარო გამჭვირვალე გახდა.

ბნელი მატერია, რომელიც იწინასწარმეტყველა 1932 წელს ფრიც ცვიკის მიერ, დადასტურდა 1975 წელს. ბნელი მატერია რეალურად ხსნის გალაქტიკების, გალაქტიკათა გროვებისა და თავად უნივერსალური სტრუქტურის არსებობას. ასე გაიგეს მეცნიერებმა, რომ სამყაროს მასის უმეტესი ნაწილი სრულიად უხილავია.

საბოლოოდ, 1998 წელს, მანძილის შესწავლისას, აღმოაჩინეს, რომ სამყარო ფართოვდება აჩქარებული სიჩქარით. მეცნიერებაში ამ უკანასკნელმა გარდამტეხმა მომენტმა დასაბამი მისცა სამყაროს ბუნების ჩვენს თანამედროვე გაგებას. კოსმოლოგიურმა კოეფიციენტმა, რომელიც შემოიღო აინშტაინმა და უარყო ფრიდმანი, კვლავ იპოვა თავისი ადგილი სამყაროს მოდელში. კოსმოლოგიური კოეფიციენტის (კოსმოლოგიური მუდმივი) არსებობა ხსნის მის აჩქარებულ გაფართოებას. კოსმოლოგიური მუდმივის არსებობის ასახსნელად დაინერგა ჰიპოთეტური ველის კონცეფცია, რომელიც შეიცავს სამყაროს მასის უმეტეს ნაწილს.

დაკვირვებადი სამყაროს ზომის თანამედროვე გაგება

სამყაროს თანამედროვე მოდელს ასევე უწოდებენ ΛCDM მოდელს. ასო "Λ" ნიშნავს კოსმოლოგიური მუდმივის არსებობას, რაც ხსნის სამყაროს აჩქარებულ გაფართოებას. "CDM" ნიშნავს, რომ სამყარო სავსეა ცივი ბნელი მატერიით. ბოლო კვლევები აჩვენებს, რომ ჰაბლის მუდმივი არის დაახლოებით 71 (კმ/წმ)/მფკ, რაც შეესაბამება სამყაროს ასაკს 13,75 მილიარდ წელს. ვიცით სამყაროს ასაკი, შეგვიძლია შევაფასოთ მისი დაკვირვებადი რეგიონის ზომა.

ფარდობითობის თეორიის მიხედვით, ნებისმიერი ობიექტის შესახებ ინფორმაცია ვერ აღწევს დამკვირვებელს სინათლის სიჩქარეზე მეტი სიჩქარით (299,792,458 მ/წმ). გამოდის, რომ დამკვირვებელი ხედავს არა მხოლოდ ობიექტს, არამედ მის წარსულს. რაც უფრო შორს არის მისგან ობიექტი, მით უფრო შორს უყურებს წარსულს. მაგალითად, როდესაც ვუყურებთ მთვარეს, ჩვენ ვხედავთ ისეთს, როგორიც იყო წამის წინ, მზე - რვა წუთზე მეტი ხნის წინ, უახლოეს ვარსკვლავებს - წლებს, გალაქტიკებს - მილიონობით წლის წინ და ა.შ. აინშტაინის სტაციონარულ მოდელში სამყაროს არ აქვს ასაკობრივი ზღვარი, რაც იმას ნიშნავს, რომ მისი დაკვირვებადი რეგიონი ასევე არაფრით არის შეზღუდული. დამკვირვებელი, შეიარაღებული სულ უფრო დახვეწილი ასტრონომიული ინსტრუმენტებით, დააკვირდება სულ უფრო შორეულ და უძველეს ობიექტებს.

ჩვენ გვაქვს განსხვავებული სურათი სამყაროს თანამედროვე მოდელით. მისი თქმით, სამყაროს აქვს ასაკი და, შესაბამისად, დაკვირვების ზღვარი. ანუ სამყაროს დაბადებიდან არცერთ ფოტონს არ შეეძლო გაევლო მანძილი 13,75 მილიარდ სინათლის წელზე მეტი. გამოდის, რომ შეგვიძლია ვთქვათ, რომ დაკვირვებადი სამყარო დამკვირვებლიდან შემოიფარგლება 13,75 მილიარდი სინათლის წლის რადიუსის მქონე სფერულ რეგიონში. თუმცა, ეს მთლად სიმართლეს არ შეესაბამება. არ უნდა დავივიწყოთ სამყაროს სივრცის გაფართოება. იმ დროისთვის, როცა ფოტონი დამკვირვებელს მიაღწევს, ობიექტი, რომელმაც ის გამოუშვა, ჩვენგან უკვე 45,7 მილიარდი სინათლის წლით იქნება დაშორებული. წლები. ეს ზომა არის ნაწილაკების ჰორიზონტი, ეს არის დაკვირვებადი სამყაროს საზღვარი.

ჰორიზონტზე

ასე რომ, დაკვირვებადი სამყაროს ზომა ორ ტიპად იყოფა. მოჩვენებითი ზომა, რომელსაც ასევე უწოდებენ ჰაბლის რადიუსს (13,75 მილიარდი სინათლის წელი). და რეალური ზომა, რომელსაც ეწოდება ნაწილაკების ჰორიზონტი (45,7 მილიარდი სინათლის წელი). მთავარია, რომ ორივე ეს ჰორიზონტი საერთოდ არ ახასიათებს სამყაროს რეალურ ზომას. პირველ რიგში, ისინი დამოკიდებულია დამკვირვებლის პოზიციაზე სივრცეში. მეორეც, ისინი დროთა განმავლობაში იცვლებიან. ΛCDM მოდელის შემთხვევაში, ნაწილაკების ჰორიზონტი ფართოვდება ჰაბლის ჰორიზონტზე მეტი სიჩქარით. თანამედროვე მეცნიერება არ პასუხობს კითხვას, შეიცვლება თუ არა ეს ტენდენცია მომავალში. მაგრამ თუ ვივარაუდებთ, რომ სამყარო აგრძელებს გაფართოებას აჩქარებით, მაშინ ყველა ის ობიექტი, რომელსაც ახლა ვხედავთ, ადრე თუ გვიან გაქრება ჩვენი „ხედვის ველიდან“.

ამჟამად, ასტრონომების მიერ დაკვირვებული ყველაზე შორეული შუქი არის კოსმოსური მიკროტალღური ფონის გამოსხივება. მასში შეხედვით, მეცნიერები ხედავენ სამყაროს, როგორც ეს იყო დიდი აფეთქებიდან 380 ათასი წლის შემდეგ. ამ მომენტში სამყარო საკმარისად გაცივდა, რომ შეძლო თავისუფალი ფოტონების გამოსხივება, რომლებიც დღეს რადიოტელესკოპების დახმარებით არის აღმოჩენილი. იმ დროს სამყაროში არ არსებობდა ვარსკვლავები ან გალაქტიკები, მაგრამ მხოლოდ წყალბადის, ჰელიუმის და სხვა ელემენტების უმნიშვნელო რაოდენობის უწყვეტი ღრუბელი არსებობდა. ამ ღრუბელში დაფიქსირებული არაჰომოგენურობიდან, შემდგომში წარმოიქმნება გალაქტიკათა გროვები. გამოდის, რომ ზუსტად ის ობიექტები, რომლებიც წარმოიქმნება კოსმოსური მიკროტალღური ფონის რადიაციის არაერთგვაროვნებისგან, ნაწილაკების ჰორიზონტთან ყველაზე ახლოს მდებარეობს.

ჭეშმარიტი საზღვრები

აქვს თუ არა სამყაროს ჭეშმარიტი, დაუკვირვებადი საზღვრები, ჯერ კიდევ ფსევდომეცნიერული სპეკულაციის საკითხია. ასეა თუ ისე, ყველა თანხმდება სამყაროს უსასრულობაზე, მაგრამ ამ უსასრულობას სულ სხვაგვარად განმარტავს. ზოგი სამყაროს მრავალგანზომილებიანად მიიჩნევს, სადაც ჩვენი „ადგილობრივი“ სამგანზომილებიანი სამყარო მისი მხოლოდ ერთ-ერთი ფენაა. სხვები ამბობენ, რომ სამყარო ფრაქტალია - რაც ნიშნავს, რომ ჩვენი ადგილობრივი სამყარო შეიძლება იყოს სხვისი ნაწილაკი. არ უნდა დავივიწყოთ მულტივერსიის სხვადასხვა მოდელები დახურული, ღია, პარალელური სამყაროებითა და ჭიის ხვრელებით. და არსებობს ბევრი, ბევრი განსხვავებული ვერსია, რომელთა რაოდენობა მხოლოდ ადამიანის ფანტაზიით შემოიფარგლება.

მაგრამ თუ ცივ რეალიზმს ჩავრთავთ ან უბრალოდ უკან დავიხევთ ყველა ამ ჰიპოთეზს, მაშინ შეგვიძლია ვივარაუდოთ, რომ ჩვენი სამყარო არის ყველა ვარსკვლავისა და გალაქტიკის უსასრულო ერთგვაროვანი კონტეინერი. უფრო მეტიც, ნებისმიერ ძალიან შორეულ წერტილში, იქნება ეს მილიარდობით გიგაპარსეკი ჩვენგან, ყველა პირობა ზუსტად იგივე იქნება. ამ მომენტში, ნაწილაკების ჰორიზონტი და ჰაბლის სფერო ზუსტად ერთნაირი იქნება, მათ კიდეზე იგივე რელიქტური გამოსხივება იქნება. ირგვლივ იგივე ვარსკვლავები და გალაქტიკები იქნება. საინტერესოა, რომ ეს არ ეწინააღმდეგება სამყაროს გაფართოებას. ყოველივე ამის შემდეგ, ეს არ არის მხოლოდ სამყარო, რომელიც ფართოვდება, არამედ თავად მისი სივრცე. ის ფაქტი, რომ დიდი აფეთქების მომენტში სამყარო წარმოიშვა ერთი წერტილიდან მხოლოდ იმას ნიშნავს, რომ უსასრულოდ მცირე (პრაქტიკულად ნულოვანი) ზომები, რომლებიც მაშინ იყო, ახლა წარმოუდგენლად დიდებად იქცა. მომავალში ჩვენ გამოვიყენებთ ზუსტად ამ ჰიპოთეზას, რათა ნათლად გავიგოთ დაკვირვებადი სამყაროს მასშტაბები.

ვიზუალური წარმოდგენა

სხვადასხვა წყარო გთავაზობთ ყველა სახის ვიზუალურ მოდელს, რომელიც საშუალებას აძლევს ადამიანებს გაიგონ სამყაროს მასშტაბები. თუმცა, ჩვენთვის საკმარისი არ არის იმის გაგება, თუ რამდენად დიდია კოსმოსი. მნიშვნელოვანია წარმოვიდგინოთ, როგორ ვლინდება ცნებები, როგორიცაა ჰაბლის ჰორიზონტი და ნაწილაკების ჰორიზონტი. ამისათვის მოდით წარმოვიდგინოთ ჩვენი მოდელი ეტაპობრივად.

დავივიწყოთ, რომ თანამედროვე მეცნიერებამ არ იცის სამყაროს "უცხო" რეგიონის შესახებ. მულტივერსიების, ფრაქტალური სამყაროს და მისი სხვა „ჯიშების“ ვერსიების უგულებელყოფა, წარმოვიდგინოთ, რომ ის უბრალოდ უსასრულოა. როგორც უკვე აღვნიშნეთ, ეს არ ეწინააღმდეგება მისი სივრცის გაფართოებას. რა თქმა უნდა, გავითვალისწინოთ, რომ მისი ჰაბლის სფერო და ნაწილაკების სფერო, შესაბამისად, 13,75 და 45,7 მილიარდი სინათლის წელია.

სამყაროს მასშტაბი

დააჭირეთ დაწყებას და აღმოაჩინეთ ახალი, უცნობი სამყარო!
პირველ რიგში, შევეცადოთ გავიგოთ, რამდენად დიდია უნივერსალური მასშტაბი. თუ თქვენ იმოგზაურეთ ჩვენი პლანეტის გარშემო, შეგიძლიათ წარმოიდგინოთ, რამდენად დიდია დედამიწა ჩვენთვის. ახლა წარმოიდგინეთ ჩვენი პლანეტა, როგორც წიწიბურის მარცვალი, რომელიც მოძრაობს ორბიტაზე საზამთრო-მზის ირგვლივ ნახევარი ფეხბურთის მოედნის ზომის. ამ შემთხვევაში, ნეპტუნის ორბიტა შეესაბამება პატარა ქალაქის ზომას, ფართობი შეესაბამება მთვარეს, ხოლო მზის გავლენის საზღვრის ფართობი მარსს. გამოდის, რომ ჩვენი მზის სისტემა დედამიწაზე ისეთივე დიდია, როგორც მარსი წიწიბურაზე დიდი! მაგრამ ეს მხოლოდ დასაწყისია.

ახლა წარმოვიდგინოთ, რომ ეს წიწიბურა იქნება ჩვენი სისტემა, რომლის ზომა დაახლოებით ერთი პარსეკის ტოლია. მაშინ ირმის ნახტომი ორი საფეხბურთო სტადიონის ზომის იქნება. თუმცა ეს ჩვენთვის საკმარისი არ იქნება. ირმის ნახტომი ასევე სანტიმეტრამდე უნდა შემცირდეს. ის გარკვეულწილად წააგავს ყავის ქაფს, რომელიც მორევშია გახვეული ყავის შავი გალაქტიკური სივრცის შუაგულში. მისგან ოცი სანტიმეტრით არის იგივე სპირალური "ნამსხვრევი" - ანდრომედას ნისლეული. მათ ირგვლივ იქნება ჩვენი ლოკალური გროვის პატარა გალაქტიკების გროვა. ჩვენი სამყაროს აშკარა ზომა იქნება 9,2 კილომეტრი. ჩვენ მივედით უნივერსალური განზომილებების გაგებამდე.

უნივერსალური ბუშტის შიგნით

თუმცა, ჩვენთვის საკმარისი არ არის თავად მასშტაბის გაგება. მნიშვნელოვანია სამყაროს გაცნობიერება დინამიკაში. წარმოვიდგინოთ თავი გიგანტებად, ვისთვისაც ირმის ნახტომს აქვს სანტიმეტრი დიამეტრი. როგორც ახლა აღვნიშნეთ, ჩვენ აღმოვჩნდებით ბურთის შიგნით, რომლის რადიუსი 4,57 და დიამეტრი 9,24 კილომეტრია. წარმოვიდგინოთ, რომ ჩვენ შეგვიძლია ვიცუროთ ამ ბურთის შიგნით, ვიმოგზაუროთ და დავფაროთ მთელი მეგაპარსეკები წამში. რას დავინახავთ, თუ ჩვენი სამყარო უსასრულოა?

რასაკვირველია, ყველა სახის უთვალავი გალაქტიკა გამოჩნდება ჩვენს წინაშე. ელიფსური, სპირალური, არარეგულარული. ზოგიერთი ტერიტორია სავსე იქნება მათით, ზოგი ცარიელი. მთავარი მახასიათებელი იქნება ის, რომ ვიზუალურად ისინი ყველანი უმოძრაო იქნებიან, ჩვენ კი უმოძრაოდ. მაგრამ როგორც კი გადავდგამთ ნაბიჯს, გალაქტიკები თავად დაიწყებენ მოძრაობას. მაგალითად, თუ ჩვენ შევძლებთ მზის მიკროსკოპული სისტემის ამოცნობას სანტიმეტრი სიგრძის ირმის ნახტომში, ჩვენ შევძლებთ დავაკვირდეთ მის განვითარებას. ჩვენი გალაქტიკიდან 600 მეტრის დაშორებით, წარმოქმნის მომენტში დავინახავთ პროტოვარსკვლავ მზეს და პროტოპლანეტურ დისკს. მიახლოებით დავინახავთ როგორ ჩნდება დედამიწა, წარმოიქმნება სიცოცხლე და ჩნდება ადამიანი. ანალოგიურად, ჩვენ დავინახავთ, თუ როგორ იცვლებიან გალაქტიკები და მოძრაობენ მათთან დაშორების ან მიახლოებისას.

შესაბამისად, რაც უფრო შორეულ გალაქტიკებს ვუყურებთ, მით უფრო ძველი იქნება ისინი ჩვენთვის. ასე რომ, ყველაზე შორეული გალაქტიკები განთავსდება ჩვენგან 1300 მეტრზე შორს, ხოლო 1380 მეტრის გადასახვევზე ჩვენ უკვე დავინახავთ რელიქტურ გამოსხივებას. მართალია, ეს მანძილი ჩვენთვის წარმოსახვითი იქნება. თუმცა, რაც უფრო მივუახლოვდებით კოსმოსური მიკროტალღური ფონის გამოსხივებას, ჩვენ ვნახავთ საინტერესო სურათს. ბუნებრივია, ჩვენ დავაკვირდებით, როგორ წარმოიქმნება და განვითარდება გალაქტიკები წყალბადის საწყისი ღრუბლიდან. როდესაც ერთ-ერთ ამ ჩამოყალიბებულ გალაქტიკას მივაღწევთ, გავიგებთ, რომ ჩვენ გავიარეთ არა 1,375 კილომეტრი, არამედ ყველა 4,57.

მასშტაბირება

შედეგად, ჩვენ კიდევ უფრო გავზრდით ზომას. ახლა ჩვენ შეგვიძლია მოვათავსოთ მთელი სიცარიელე და კედლები მუშტში. ასე აღმოვჩნდებით საკმაოდ პატარა ბუშტში, საიდანაც გამოსვლა შეუძლებელია. არა მხოლოდ გაიზრდება მანძილი ბუშტის კიდემდე მდებარე ობიექტებამდე მათი მიახლოებისას, არამედ თავად კიდეც განუსაზღვრელი ვადით გადაინაცვლებს. ეს არის დაკვირვებადი სამყაროს ზომის მთელი წერტილი.

რაც არ უნდა დიდი იყოს სამყარო, დამკვირვებლისთვის ის ყოველთვის შეზღუდული ბუშტი იქნება. დამკვირვებელი ყოველთვის იქნება ამ ბუშტის ცენტრში, სინამდვილეში ის არის მისი ცენტრი. ბუშტის კიდეზე მდებარე ნებისმიერ ობიექტთან მიღწევის მცდელობისას დამკვირვებელი გადაანაცვლებს მის ცენტრს. როგორც თქვენ უახლოვდებით ობიექტს, ეს ობიექტი უფრო და უფრო შორდება ბუშტის კიდიდან და ამავე დროს იცვლება. მაგალითად, უფორმო წყალბადის ღრუბლიდან ის გადაიქცევა სრულ გალაქტიკად ან, შემდგომ, გალაქტიკურ გროვად. გარდა ამისა, ამ ობიექტისკენ მიმავალი გზა გაიზრდება მასთან მიახლოებისას, რადგან თავად მიმდებარე სივრცე შეიცვლება. ამ ობიექტს რომ მივაღწიოთ, ჩვენ მას მხოლოდ ბუშტის კიდიდან გადავიტანთ მის ცენტრში. სამყაროს კიდეზე რელიქტური გამოსხივება კვლავ ციმციმებს.

თუ ვივარაუდებთ, რომ სამყარო გააგრძელებს გაფართოებას დაჩქარებული ტემპით, მაშინ ვიყოთ ბუშტის ცენტრში და გავატაროთ დრო მილიარდობით, ტრილიონებით და კიდევ უფრო მაღალი რიგით წლების განმავლობაში, ჩვენ შევამჩნევთ კიდევ უფრო საინტერესო სურათს. მიუხედავად იმისა, რომ ჩვენი ბუშტი ზომაშიც გაიზრდება, მისი ცვალებადი კომპონენტები კიდევ უფრო სწრაფად მოშორდებიან ჩვენგან და ტოვებენ ამ ბუშტის კიდეს, სანამ სამყაროს თითოეული ნაწილაკი ცალკე არ იხეტიალებს თავის მარტოხელა ბუშტში, სხვა ნაწილაკებთან ურთიერთობის შესაძლებლობის გარეშე.

ასე რომ, თანამედროვე მეცნიერებას არ აქვს ინფორმაცია სამყაროს რეალური ზომის შესახებ და აქვს თუ არა მას საზღვრები. მაგრამ ჩვენ დანამდვილებით ვიცით, რომ დაკვირვებად სამყაროს აქვს ხილული და ჭეშმარიტი საზღვარი, რომელსაც შესაბამისად ჰაბლის რადიუსი (13,75 მილიარდი სინათლის წელი) და ნაწილაკების რადიუსი (45,7 მილიარდი სინათლის წელი) ეწოდება. ეს საზღვრები მთლიანად დამოკიდებულია დამკვირვებლის პოზიციაზე სივრცეში და დროთა განმავლობაში ფართოვდება. თუ ჰაბლის რადიუსი მკაცრად ფართოვდება სინათლის სიჩქარით, მაშინ ნაწილაკების ჰორიზონტის გაფართოება დაჩქარებულია. კითხვა, გაგრძელდება თუ არა მისი აჩქარება ნაწილაკების ჰორიზონტზე და შეიცვლება თუ არა ის შეკუმშვით, ღია რჩება.

სად იწყება სივრცე და სად მთავრდება სამყარო? როგორ ადგენენ მეცნიერები მნიშვნელოვანი პარამეტრების საზღვრებს გარე სივრცეში. ყველაფერი არც ისე მარტივია და დამოკიდებულია იმაზე, თუ რა ითვლება სივრცეში, რამდენი სამყარო არსებობს. თუმცა, ქვემოთ მოცემულია ყველა დეტალი. და საინტერესო.

"ოფიციალური" საზღვარი ატმოსფეროსა და სივრცეს შორის არის კარმანის ხაზი, რომელიც გადის დაახლოებით 100 კმ სიმაღლეზე. ის აირჩიეს არა მხოლოდ მრგვალი ნომრის გამო: დაახლოებით ამ სიმაღლეზე ჰაერის სიმკვრივე უკვე იმდენად დაბალია, რომ არც ერთ მანქანას არ შეუძლია ფრენა მხოლოდ აეროდინამიკური ძალებით. საკმარისი აწევის შესაქმნელად, საჭირო იქნება გაქცევის სიჩქარის მიღწევა. ასეთ მოწყობილობას ფრთები აღარ სჭირდება, ამიტომ სწორედ 100 კილომეტრის სიმაღლეზე გადის საზღვარი აერონავტიკასა და ასტრონავტიკას შორის.

მაგრამ პლანეტის საჰაერო ჭურვი 100 კმ სიმაღლეზე, რა თქმა უნდა, არ მთავრდება. მისი გარე ნაწილი - ეგზოსფერო - ვრცელდება 10 ათას კმ-მდე, თუმცა ძირითადად შედგება იშვიათი წყალბადის ატომებისგან, რომლებსაც ადვილად შეუძლიათ მისი დატოვება.

მზის სისტემა

ალბათ არავისთვისაა საიდუმლო, რომ მზის სისტემის პლასტიკური მოდელები, რომლებსაც ასე მიჩვეული ვართ სკოლიდან, არ აჩვენებს ნამდვილ მანძილს ვარსკვლავსა და მის პლანეტებს შორის. სკოლის მოდელი მზადდება მხოლოდ ისე, რომ ყველა პლანეტა მოთავსდეს სადგამზე. სინამდვილეში, ყველაფერი გაცილებით დიდია.

ასე რომ, ჩვენი სისტემის ცენტრი არის მზე, ვარსკვლავი, რომლის დიამეტრი თითქმის 1,4 მილიონი კილომეტრია. მასთან ყველაზე ახლოს მყოფი პლანეტები - მერკური, ვენერა, დედამიწა და მარსი - ქმნიან მზის სისტემის შიდა რეგიონს. ყველა მათგანს აქვს მცირე რაოდენობის თანამგზავრები, შედგება მყარი მინერალებისგან და (მერკურის გარდა) აქვს ატმოსფერო. პირობითად, მზის სისტემის შიდა რეგიონის საზღვარი შეიძლება დაიხაზოს ასტეროიდული სარტყლის გასწვრივ, რომელიც მდებარეობს მარსის და იუპიტერის ორბიტებს შორის, მზიდან დაახლოებით 2-3-ჯერ უფრო შორს, ვიდრე დედამიწა.

ეს არის გიგანტური პლანეტების სამეფო და მათი მრავალი თანამგზავრი. და პირველი მათგანი, რა თქმა უნდა, არის უზარმაზარი იუპიტერი, რომელიც მდებარეობს მზისგან დაახლოებით ხუთჯერ უფრო შორს, ვიდრე დედამიწა. მას მოსდევს სატურნი, ურანი და ნეპტუნი, რომელთა მანძილი უკვე სულისშემძვრელად დიდია - 4,5 მილიარდ კილომეტრზე მეტი. აქედან მზემდე უკვე 30-ჯერ უფრო შორია ვიდრე დედამიწიდან.

თუ მზის სისტემას ფეხბურთის მოედნის ზომით შეკუმშავთ მზეზე, როგორც მიზნად, მაშინ მერკური განლაგდება გარე ხაზიდან 2,5 მეტრში, ურანი საპირისპირო მიზანთან იქნება, ნეპტუნი კი სადმე უახლოეს ავტოსადგომზე. .

ყველაზე შორეული გალაქტიკა, რომლის დაკვირვებაც ასტრონომებმა დედამიწიდან შეძლეს, არის z8_GND_5296, რომელიც მდებარეობს დაახლოებით 30 მილიარდი სინათლის წლის მანძილზე. მაგრამ ყველაზე შორეული ობიექტი, რომლის დაკვირვებაც პრინციპში შეიძლება, არის რელიქტური გამოსხივება, რომელიც თითქმის დიდი აფეთქების დროიდან არის შემონახული.

მის მიერ შეზღუდული დაკვირვებადი სამყაროს სფერო მოიცავს 170 მილიარდზე მეტ გალაქტიკას. წარმოიდგინეთ: უეცრად ბარდად რომ გადაიქცნენ, მთელი სტადიონი სლაიდით ავსებდნენ. აქ ასობით სექსტილიონი (ათასობით მილიარდი) ვარსკვლავია. ის მოიცავს სივრცეს, რომელიც გადაჭიმულია 46 მილიარდი სინათლის წლის მანძილზე ყველა მიმართულებით. მაგრამ რა დევს მის მიღმა - და სად მთავრდება სამყარო?

სინამდვილეში, ამ კითხვაზე პასუხი ჯერ კიდევ არ არის: მთელი სამყაროს ზომა უცნობია - შესაძლოა ის უსასრულოა. ან შეიძლება მის საზღვრებს მიღმა არსებობენ სხვა სამყაროები, მაგრამ როგორ უკავშირდებიან ისინი ერთმანეთს, როგორი არიან, უკვე ძალიან ბუნდოვანი ამბავია, რომელსაც სხვა დროს მოგიყვებით.

ქამარი, ღრუბელი, სფერო

პლუტონმა, მოგეხსენებათ, დაკარგა სრულფასოვანი პლანეტის სტატუსი და გადავიდა ჯუჯების ოჯახში. მათ შორისაა ერისი, რომელიც გარშემო ბრუნავს, ჰაუმეა, სხვა მცირე პლანეტები და კოიპერის სარტყლის სხეულები.

ეს რეგიონი განსაკუთრებით შორეული და ვრცელია, გადაჭიმულია დედამიწიდან მზემდე 35 მანძილიდან და 50-მდე. სწორედ კოიპერის სარტყლიდან დაფრინავენ მოკლე პერიოდის კომეტები მზის სისტემის შიდა რეგიონებში. თუ გახსოვთ ჩვენი ფეხბურთის მოედანი, კოიპერის ქამარი რამდენიმე ბლოკის მოშორებით იქნებოდა. მაგრამ აქაც კი მზის სისტემის საზღვრები ჯერ კიდევ შორსაა.

ოორტის ღრუბელი ჯერჯერობით ჰიპოთეტურ ადგილად რჩება: ის ძალიან შორსაა. თუმცა, არსებობს უამრავი არაპირდაპირი მტკიცებულება იმისა, რომ სადღაც, მზიდან 50-100 ათასჯერ უფრო შორს, ვიდრე ჩვენ ვართ, არის ყინულოვანი ობიექტების დიდი დაგროვება, საიდანაც ჩვენკენ დაფრინავენ ხანგრძლივი პერიოდის კომეტები. ეს მანძილი იმდენად დიდია, რომ უკვე მთელი სინათლის წელიწადია - უახლოეს ვარსკვლავამდე გზის მეოთხედი, ხოლო ფეხბურთის მოედნის ანალოგიით - ათასობით კილომეტრი გოლიდან.

მაგრამ მზის გრავიტაციული გავლენა, თუმცა სუსტი, კიდევ უფრო ვრცელდება: ოორტის ღრუბლის გარე საზღვარი - გორაკის სფერო - მდებარეობს ორი სინათლის წლის მანძილზე.

ნახატი, რომელიც ასახავს ოორტის ღრუბლის შემოთავაზებულ გარეგნობას

ჰელიოსფერო და ჰელიოპაუზა

არ დაგავიწყდეთ, რომ ყველა ეს საზღვარი საკმაოდ პირობითია, ისევე როგორც იგივე კარმანის ხაზი. მზის სისტემის ასეთ ჩვეულებრივ საზღვარად ითვლება არა ოორტის ღრუბელი, არამედ ის რეგიონი, რომელშიც მზის ქარის წნევა ჩამოუვარდება ვარსკვლავთშორის მატერიას - მისი ჰელიოსფეროს კიდეს. ამის პირველი ნიშნები შეიმჩნევა მზისგან დაახლოებით 90-ჯერ უფრო დიდ მანძილზე, ვიდრე დედამიწის ორბიტაზე, ეგრეთ წოდებულ დარტყმის საზღვარზე.

მზის ქარის საბოლოო გაჩერება უნდა მოხდეს ჰელიოპაუზაში, უკვე 130 ასეთ მანძილზე. არცერთ ზონდს არ მიუღწევია ასეთ მანძილზე, გარდა ამერიკული ვოიაჯერ-1-ისა და ვოიაჯერ-2-ისა, რომლებიც ჯერ კიდევ 1970-იან წლებში გაუშვეს. ეს არის ყველაზე შორეული ხელოვნურად შექმნილი ობიექტები დღემდე: გასულ წელს მოწყობილობებმა გადალახეს დარტყმითი ტალღის საზღვარი და მეცნიერები აღელვებულად აკვირდებიან იმ მონაცემებს, რომლებსაც ზონდები დროდადრო აგზავნიან დედამიწაზე.

ეს ყველაფერი - დედამიწა ჩვენთან ერთად და სატურნი თავისი რგოლებით და ოორტის ღრუბლის ყინულოვანი კომეტები და თავად მზე - მიედინება ძალიან იშვიათ ლოკალურ ვარსკვლავთშორის ღრუბელში, რომლის გავლენისგან მზის ქარი გვიცავს: დარტყმითი ტალღის საზღვრები, ღრუბლის ნაწილაკები პრაქტიკულად არ აღწევენ.

ასეთ დისტანციებზე ფეხბურთის მოედნის მაგალითი სრულიად კარგავს თავის მოხერხებულობას და ჩვენ მოგვიწევს სიგრძის უფრო მეცნიერული საზომებით შეზღუდვა – როგორიცაა სინათლის წელიწადი. ადგილობრივი ვარსკვლავთშორისი ღრუბელი გადაჭიმულია დაახლოებით 30 სინათლის წლის განმავლობაში და რამდენიმე ათეული ათასი წლის შემდეგ ჩვენ დავტოვებთ მას, შევდივართ მეზობელ (და უფრო ფართო) G- ღრუბელში, სადაც ჩვენი მეზობელი ვარსკვლავები - ალფა კენტაური, ალტაირი და სხვები - ახლა განლაგებულია.

ყველა ეს ღრუბელი გაჩნდა რამდენიმე უძველესი სუპერნოვას აფეთქების შედეგად, რომლებმაც ჩამოაყალიბეს ლოკალური ბუშტი, რომელშიც ჩვენ ვმოძრაობთ მინიმუმ ბოლო 5 მილიარდი წლის განმავლობაში. იგი გადაჭიმულია 300 სინათლის წელიწადზე და არის ორიონის მკლავის ნაწილი, ირმის ნახტომის რამდენიმე მკლავიდან. მიუხედავად იმისა, რომ ის ბევრად უფრო მცირეა, ვიდრე ჩვენი სპირალური გალაქტიკის სხვა მკლავები, მისი ზომები ლოკალურ ბუშტზე უფრო დიდია: 11 ათას სინათლის წელზე მეტი სიგრძე და 3,5 ათასი სისქე.

ლოკალური ბუშტის (თეთრი) 3D წარმოდგენა მიმდებარე ლოკალურ ვარსკვლავთშორის ღრუბელთან (ვარდისფერი) და Bubble I-ის ნაწილით (მწვანე).

Milky Way თავის ჯგუფში

მზიდან ჩვენი გალაქტიკის ცენტრამდე მანძილი 26 ათასი სინათლის წელია, ხოლო მთელი ირმის ნახტომის დიამეტრი 100 ათას სინათლის წელს აღწევს. მზე და მე ვრჩებით მის პერიფერიაზე, მეზობელ ვარსკვლავებთან ერთად, ბრუნავს ცენტრის გარშემო და აღწერს სრულ წრეს დაახლოებით 200-240 მილიონი წლის განმავლობაში. გასაკვირია, როცა დედამიწაზე დინოზავრები მეფობდნენ, ჩვენ გალაქტიკის მოპირდაპირე მხარეს ვიყავით!

ორი ძლიერი მკლავი უახლოვდება გალაქტიკის დისკს - მაგელანის ნაკადი, რომელიც მოიცავს ირმის ნახტომის მიერ გამოყვანილ გაზს ორი მეზობელი ჯუჯა გალაქტიკიდან (დიდი და პატარა მაგელანის ღრუბლები) და მშვილდოსნის ნაკადი, რომელიც მოიცავს მეორისგან "მოწყვეტილ" ვარსკვლავებს. ჯუჯა მეზობელი. რამდენიმე პატარა გლობულური გროვა ასევე ასოცირდება ჩვენს გალაქტიკასთან და ის თავად არის გალაქტიკათა გრავიტაციულად შეკრული ადგილობრივი ჯგუფის ნაწილი, სადაც დაახლოებით ორმოცდაათია.

ჩვენთან უახლოესი გალაქტიკა არის ანდრომედას ნისლეული. ის რამდენჯერმე აღემატება ირმის ნახტომს და შეიცავს დაახლოებით ტრილიონ ვარსკვლავს, რომელიც მდებარეობს ჩვენგან 2,5 მილიონი სინათლის წლის მანძილზე. ლოკალური ჯგუფის საზღვარი განლაგებულია დამაფიქრებელ მანძილზე: მისი დიამეტრი მეგაპარსეკებშია შეფასებული - ამ მანძილის დასაფარად სინათლეს დაახლოებით 3,2 მილიონი წელი დასჭირდება.

მაგრამ ადგილობრივი ჯგუფი ფერმკრთალდება ფართომასშტაბიან სტრუქტურასთან შედარებით, რომლის ზომაა დაახლოებით 200 მილიონი სინათლის წელი. ეს არის გალაქტიკების ადგილობრივი სუპერგროვა, რომელიც მოიცავს ასამდე ასეთ ჯგუფს და გალაქტიკათა გროვას, ასევე ათიათასობით ცალკეულ გალაქტიკას, რომლებიც წაგრძელებულნი არიან გრძელ ჯაჭვებად - ძაფებად. შემდეგ მხოლოდ დაკვირვებადი სამყაროს საზღვრები.

სამყარო და მის ფარგლებს გარეთ?

სინამდვილეში, ამ კითხვაზე პასუხი ჯერ კიდევ არ არის: მთელი სამყაროს ზომა უცნობია - შესაძლოა ის უსასრულოა. ან იქნებ მის საზღვრებს მიღმა არსებობენ სხვა სამყაროები, მაგრამ როგორ უკავშირდებიან ისინი ერთმანეთს, რა არიან, უკვე ძალიან ბუნდოვანი ამბავია.

ფარდობითობის თეორია სივრცესა და დროს განიხილავს, როგორც ერთიან ერთეულს, ეგრეთ წოდებულ „სივრცე-დროს“, რომელშიც დროის კოორდინატი ისეთივე მნიშვნელოვან როლს ასრულებს, როგორც სივრცითი. ამიტომ, ყველაზე ზოგად შემთხვევაში, ფარდობითობის თეორიის თვალსაზრისით, ჩვენ შეგვიძლია ვისაუბროთ მხოლოდ ამ კონკრეტული ერთიანი „სივრცე-დროის“ სასრულობაზე ან უსასრულობაზე. მაგრამ შემდეგ ჩვენ შევდივართ ეგრეთ წოდებულ ოთხგანზომილებიან სამყაროში, რომელსაც აქვს სრულიად განსაკუთრებული გეომეტრიული თვისებები, რომლებიც ყველაზე მნიშვნელოვნად განსხვავდება სამგანზომილებიანი სამყაროს გეომეტრიული თვისებებისგან, რომელშიც ჩვენ ვცხოვრობთ.

და ოთხგანზომილებიანი „სივრცე-დროის“ უსასრულობა ან სასრულობა ჯერ კიდევ არაფერს ამბობს ან თითქმის არაფერს ამბობს სამყაროს სივრცითი უსასრულობის შესახებ, რომელიც გვაინტერესებს.

მეორე მხრივ, ფარდობითობის ოთხგანზომილებიანი „სივრცე-დროის“ თეორია არ არის მხოლოდ მოსახერხებელი მათემატიკური მოწყობილობა. ის ასახავს რეალურ სამყაროს ძალიან სპეციფიკურ თვისებებს, დამოკიდებულებებსა და ნიმუშებს. და ამიტომ, ფარდობითობის თეორიის თვალსაზრისით სივრცის უსასრულობის პრობლემის გადაჭრისას, იძულებულნი ვართ გავითვალისწინოთ „სივრცე-დროის“ თვისებები. ჯერ კიდევ მიმდინარე საუკუნის ოციან წლებში ა.ფრიდმანმა აჩვენა, რომ ფარდობითობის თეორიის ფარგლებში, სამყაროს სივრცითი და დროითი უსასრულობის საკითხის ცალკე ფორმულირება ყოველთვის არ არის შესაძლებელი, მაგრამ მხოლოდ გარკვეულ პირობებში. ეს პირობებია: ერთგვაროვნება, ანუ მატერიის ერთგვაროვანი განაწილება სამყაროში და იზოტროპია, ანუ იგივე თვისებები ნებისმიერი მიმართულებით. მხოლოდ ჰომოგენურობისა და იზოტროპიის შემთხვევაში ერთი „სივრცე-დრო“ იყოფა „ერთგვაროვან სივრცედ“ და უნივერსალურ „მსოფლიო დროს“.

მაგრამ, როგორც უკვე აღვნიშნეთ, რეალური სამყარო ბევრად უფრო რთულია, ვიდრე ჰომოგენური და იზოტროპული მოდელები. ეს ნიშნავს, რომ ფარდობითობის თეორიის ოთხგანზომილებიანი ბურთი, რომელიც შეესაბამება რეალურ სამყაროს, რომელშიც ჩვენ ვცხოვრობთ, ზოგადად არ იყოფა "სივრცე" და "დრო". ამიტომ, მაშინაც კი, თუ დაკვირვების სიზუსტის გაზრდით ჩვენ შეგვიძლია გამოვთვალოთ საშუალო სიმკვრივე (და შესაბამისად ადგილობრივი გამრუდება) ჩვენი გალაქტიკისთვის, გალაქტიკათა გროვისთვის, სამყაროს დაკვირვებადი რეგიონისთვის, ეს ჯერ კიდევ არ იქნება გამოსავალი. მთლიანობაში სამყაროს სივრცითი გავრცელების საკითხს.

სხვათა შორის, საინტერესოა აღინიშნოს, რომ სივრცის ზოგიერთი რეგიონი შეიძლება მართლაც აღმოჩნდეს სასრული დახურვის გაგებით. და არა მხოლოდ მეტაგალაქტიკის სივრცე, არამედ ნებისმიერი რეგიონი, რომელშიც არის საკმარისად ძლიერი მასები, რომლებიც იწვევენ ძლიერ გამრუდებას, მაგალითად, კვაზარების სივრცე. მაგრამ, ვიმეორებთ, ეს ჯერ კიდევ არაფერს ამბობს მთლიანი სამყაროს სასრულობაზე ან უსასრულობაზე. გარდა ამისა, სივრცის სასრულობა ან უსასრულობა დამოკიდებულია არა მხოლოდ მის გამრუდებაზე, არამედ ზოგიერთ სხვა თვისებაზეც.

ამრიგად, ფარდობითობის ზოგადი თეორიისა და ასტრონომიული დაკვირვებების ამჟამინდელი მდგომარეობით, ჩვენ ვერ მივიღებთ საკმარისად სრულ პასუხს სამყაროს სივრცითი უსასრულობის შესახებ.

ისინი ამბობენ, რომ ცნობილმა კომპოზიტორმა და პიანისტმა ფ. ლისტმა თავისი საფორტეპიანო ნაწარმოებიდან შემსრულებელს შემდეგი მითითებები მიაწოდა: „სწრაფი“, „კიდევ უფრო სწრაფად“, „რაც შეიძლება სწრაფად“, „კიდევ უფრო სწრაფად“...

ეს ამბავი უნებურად მახსენდება სამყაროს უსასრულობის საკითხის შესწავლასთან დაკავშირებით. ზემოთ ნათქვამიდან უკვე აშკარაა, რომ ეს პრობლემა უკიდურესად რთულია.

და მაინც განუზომლად უფრო რთულია...

ახსნა ნიშნავს იმას, რაც ცნობილია. მსგავსი ტექნიკა გამოიყენება თითქმის ყველა სამეცნიერო კვლევაში. და როდესაც ჩვენ ვცდილობთ გადაჭრას საკითხი სამყაროს გეომეტრიული თვისებების შესახებ, ჩვენ ასევე ვცდილობთ ამ თვისებების ნაცნობ ცნებებზე დაყვანას.

სამყაროს თვისებები, როგორც იყო, „შეესაბამება“ უსასრულობის ამჟამად არსებულ აბსტრაქტულ მათემატიკურ ცნებებს. მაგრამ საკმარისია თუ არა ეს იდეები სამყაროს მთლიანობაში აღსაწერად? უბედურება ის არის, რომ ისინი ძირითადად დამოუკიდებლად და ზოგჯერ სრულიად დამოუკიდებლად შეიქმნა სამყაროს შესწავლის პრობლემებისგან და ნებისმიერ შემთხვევაში დაფუძნებულია სივრცის შეზღუდული რეგიონის შესწავლაზე.

ამრიგად, სამყაროს რეალური უსასრულობის საკითხის გადაწყვეტა იქცევა ერთგვარ ლატარიაში, რომელშიც მოგების ალბათობა, ანუ რეალური სამყაროს საკმარისად დიდი რაოდენობის თვისებების შემთხვევითი დამთხვევა ერთ-ერთთან. უსასრულობის ფორმალურად მიღებული სტანდარტები ძალიან უმნიშვნელოა.

სამყაროს შესახებ თანამედროვე ფიზიკური იდეების საფუძველი არის ეგრეთ წოდებული ფარდობითობის სპეციალური თეორია. ამ თეორიის თანახმად, ჩვენს გარშემო არსებულ სხვადასხვა რეალურ ობიექტებს შორის სივრცითი და დროითი ურთიერთობები არ არის აბსოლუტური. მათი ხასიათი მთლიანად დამოკიდებულია მოცემული სისტემის მოძრაობის მდგომარეობაზე. ამრიგად, მოძრავ სისტემაში დროის ტემპი ნელდება და ყველა სიგრძის მასშტაბები, ე.ი. გაფართოებული ობიექტების ზომები მცირდება. და ეს შემცირება უფრო ძლიერია, რაც უფრო მაღალია მოძრაობის სიჩქარე. როდესაც ვუახლოვდებით სინათლის სიჩქარეს, რაც ბუნებაში მაქსიმალური შესაძლო სიჩქარეა, ყველა წრფივი მასშტაბი მცირდება შეზღუდვის გარეშე.

მაგრამ თუ სივრცის ზოგიერთი გეომეტრიული თვისება მაინც დამოკიდებულია საცნობარო სისტემის მოძრაობის ბუნებაზე, ანუ ისინი ფარდობითია, ჩვენ გვაქვს უფლება დავსვათ კითხვა: განა სასრულობის და უსასრულობის ცნებები ასევე ფარდობითი არ არის? ყოველივე ამის შემდეგ, ისინი ყველაზე მჭიდროდ არიან დაკავშირებული გეომეტრიასთან.

ბოლო წლებში ცნობილი საბჭოთა კოსმოლოგი A.L. ზელმაპოვი სწავლობს ამ საინტერესო პრობლემას. მან მოახერხა ფაქტის აღმოჩენა, რომელიც, ერთი შეხედვით, აბსოლუტურად საოცარი იყო. აღმოჩნდა, რომ სივრცე, რომელიც სასრულია ფიქსირებულ საცნობარო ჩარჩოში, ამავდროულად შეიძლება იყოს უსასრულო მოძრავი კოორდინატთა სისტემის მიმართ.

შესაძლოა, ეს დასკვნა არც ისე გასაკვირი ჩანდეს, თუ გავიხსენებთ მოძრავ სისტემებში მასშტაბების შემცირებას.

თანამედროვე თეორიული ფიზიკის რთული საკითხების პოპულარულ პრეზენტაციას დიდად ართულებს ის ფაქტი, რომ უმეტეს შემთხვევაში ისინი არ იძლევიან ვიზუალური ახსნა-განმარტებისა და ანალოგიების საშუალებას. მიუხედავად ამისა, ჩვენ ახლა შევეცდებით მივცეთ ერთი ანალოგი, მაგრამ მისი გამოყენებისას შევეცდებით არ დაგვავიწყდეს, რომ ის ძალიან მიახლოებითია.

წარმოიდგინეთ, რომ კოსმოსური ხომალდი დედამიწის გვერდით მიდის სიჩქარით, რომელიც უდრის, ვთქვათ, სინათლის სიჩქარის ორ მესამედს - 200 000 კმ/წმ. შემდეგ, ფარდობითობის თეორიის ფორმულების მიხედვით, ყველა მასშტაბის შემცირება ნახევრად უნდა დაფიქსირდეს. ეს ნიშნავს, რომ გემზე ასტრონავტების თვალსაზრისით, დედამიწაზე ყველა სეგმენტი გახდება ნახევარი.

ახლა წარმოიდგინეთ, რომ გვაქვს, თუმცა ძალიან გრძელი, მაგრამ მაინც სასრული სწორი ხაზი და გავზომავთ მას სიგრძის მასშტაბის ზოგიერთი ერთეულის გამოყენებით, მაგალითად, მეტრი. დამკვირვებლისთვის კოსმოსურ ხომალდზე, რომელიც მოძრაობს სინათლის სიჩქარესთან მიახლოებული სიჩქარით, ჩვენი საცნობარო მრიცხველი შემცირდება წერტილამდე. და რადგან სასრულ სწორ ხაზზეც კი უთვალავი წერტილია, გემზე დამკვირვებლისთვის ჩვენი სწორი ხაზი უსასრულოდ გრძელი გახდება. დაახლოებით იგივე მოხდება ფართობებისა და მოცულობების მასშტაბებთან დაკავშირებით. შესაბამისად, სივრცის სასრული რეგიონები შეიძლება გახდეს უსასრულო მოძრავი საცნობარო ჩარჩოში.

კიდევ ერთხელ ვიმეორებთ - ეს არავითარ შემთხვევაში არ არის მტკიცებულება, არამედ მხოლოდ საკმაოდ უხეში და სრული ანალოგიისგან შორს. მაგრამ ეს გვაძლევს გარკვეულ წარმოდგენას ჩვენთვის საინტერესო ფენომენის ფიზიკურ არსზე.

ახლა გავიხსენოთ, რომ მოძრავ სისტემებში არა მხოლოდ მცირდება სასწორები, არამედ დროის დინებაც ნელდება. აქედან გამომდინარეობს, რომ ზოგიერთი ობიექტის არსებობის ხანგრძლივობა, სასრული ფიქსირებულ (სტატიკური) კოორდინატულ სისტემასთან მიმართებაში, შეიძლება აღმოჩნდეს უსასრულოდ გრძელი მოძრავი საცნობარო სისტემაში.

ამრიგად, ზელმანოვის ნაშრომებიდან გამომდინარეობს, რომ სივრცისა და დროის „სასრულობის“ და „უსასრულობის“ თვისებები შედარებითია.

რა თქმა უნდა, ეს ყველაფერი ერთი შეხედვით საკმაოდ „ექსტრავაგანტული“ შედეგები არ შეიძლება ჩაითვალოს რეალური სამყაროს ზოგიერთი უნივერსალური გეომეტრიული თვისების დამკვიდრებად.

მაგრამ მათი წყალობით შეიძლება ძალიან მნიშვნელოვანი დასკვნის გაკეთება. ფარდობითობის თეორიის თვალსაზრისითაც კი, სამყაროს უსასრულობის კონცეფცია ბევრად უფრო რთულია, ვიდრე ადრე წარმოიდგენდა.

ახლა ყველა მიზეზი არსებობს იმის მოსალოდნელი, რომ თუკი ოდესმე შეიქმნება ფარდობითობის თეორიაზე უფრო ზოგადი თეორია, მაშინ ამ თეორიის ფარგლებში სამყაროს უსასრულობის საკითხი კიდევ უფრო რთული აღმოჩნდება.

თანამედროვე ფიზიკის ერთ-ერთი მთავარი დებულება, მისი ქვაკუთხედი არის ე.წ. ფიზიკური განცხადებების ინვარიანტობის მოთხოვნა საცნობარო სისტემის გარდაქმნების შესახებ.

უცვლელი - ნიშნავს "არ იცვლება". უკეთ რომ წარმოვიდგინოთ, რას ნიშნავს ეს, მოდით მოვიყვანოთ რამდენიმე გეომეტრიული ინვარიანტები, როგორც მაგალითი. ამრიგად, წრეები, რომელთა ცენტრები მართკუთხა კოორდინატთა სისტემის სათავეშია, ბრუნვის უცვლელია. საწყისთან მიმართებაში კოორდინატთა ღერძების ნებისმიერი ბრუნვისთვის, ასეთი წრეები იქცევა საკუთარ თავში. "OY" ღერძის პერპენდიკულარული სწორი ხაზები არის "OX" ღერძის გასწვრივ კოორდინატთა სისტემის გადაცემის გარდაქმნების ინვარიანტები.

მაგრამ ჩვენს შემთხვევაში ჩვენ ვსაუბრობთ უცვლელობაზე ამ სიტყვის უფრო ფართო გაგებით: ნებისმიერ განცხადებას აქვს მხოლოდ ფიზიკური მნიშვნელობა, როდესაც ის არ არის დამოკიდებული საცნობარო სისტემის არჩევანზე. ამ შემთხვევაში საცნობარო სისტემა უნდა გავიგოთ არა მხოლოდ როგორც კოორდინატთა სისტემა, არამედ როგორც აღწერის მეთოდი. როგორც არ უნდა შეიცვალოს აღწერის მეთოდი, შესწავლილი ფენომენების ფიზიკური შინაარსი უნდა დარჩეს უცვლელი და უცვლელი.

ადვილი მისახვედრია, რომ ამ მდგომარეობას აქვს არა მხოლოდ წმინდა ფიზიკური, არამედ ფუნდამენტური, ფილოსოფიური მნიშვნელობა. იგი ასახავს მეცნიერების სურვილს გარკვევა ფენომენების რეალური, ჭეშმარიტი მიმდინარეობისა და გამორიცხოს ყველა დამახინჯება, რომელიც შეიძლება შეიტანოს ამ კურსში თავად მეცნიერული კვლევის პროცესით.

როგორც ვნახეთ, ა. ეს ნიშნავს, რომ დროითი და სივრცითი უსასრულობის ცნებები, რომლებსაც ჩვენ ამჟამად ვიყენებთ, სრულად არ ასახავს ჩვენს გარშემო არსებული სამყაროს რეალურ თვისებებს. მაშასადამე, როგორც ჩანს, სამყაროს მთლიანობის უსასრულობის საკითხის ფორმულირება (სივრცეში და დროში) უსასრულობის თანამედროვე გაგებით მოკლებულია ფიზიკურ მნიშვნელობას.

ჩვენ მივიღეთ კიდევ ერთი დამაჯერებელი მტკიცებულება, რომ უსასრულობის „თეორიული“ ცნებები, რომლებსაც სამყაროს მეცნიერება აქამდე იყენებდა, ძალიან, ძალიან შეზღუდული ხასიათისაა. ზოგადად, ამის გამოცნობა ადრეც შეიძლებოდა, რადგან რეალური სამყარო ყოველთვის ბევრად უფრო რთულია ვიდრე ნებისმიერი „მოდელი“ და ჩვენ შეგვიძლია ვისაუბროთ მხოლოდ რეალობასთან მეტ-ნაკლებად ზუსტ მიახლოებაზე. მაგრამ ამ შემთხვევაში განსაკუთრებით რთული იყო, ასე ვთქვათ, თვალით გაზომვა, რამდენად მნიშვნელოვანი იყო მიღწეული მიდგომა.

ახლა მაინც ჩნდება გზა, რომელსაც უნდა მივყვეთ. როგორც ჩანს, ამოცანაა, უპირველეს ყოვლისა, შევიმუშაოთ უსასრულობის კონცეფცია (მათემატიკური და ფიზიკური) სამყაროს რეალური თვისებების შესწავლის საფუძველზე. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ: „სცადო“ არა სამყაროს თეორიული იდეები უსასრულობის შესახებ, არამედ, პირიქით, ეს თეორიული იდეები რეალურ სამყაროში. მხოლოდ ამ კვლევის მეთოდს შეუძლია მიიყვანოს მეცნიერება მნიშვნელოვანი წინსვლისკენ ამ სფეროში. ვერცერთი აბსტრაქტული ლოგიკური მსჯელობა ან თეორიული დასკვნა ვერ ჩაანაცვლებს დაკვირვებით მიღებულ ფაქტებს.

ალბათ, უპირველეს ყოვლისა, აუცილებელია სამყაროს რეალური თვისებების შესწავლის საფუძველზე უსასრულობის უცვლელი კონცეფციის შემუშავება.

და ზოგადად, როგორც ჩანს, არ არსებობს უსასრულობის ისეთი უნივერსალური მათემატიკური ან ფიზიკური სტანდარტი, რომელიც ასახავს რეალური სამყაროს ყველა თვისებას. ცოდნის განვითარებასთან ერთად, ჩვენთვის ცნობილი უსასრულობის ტიპების რიცხვი თავად გაიზრდება განუსაზღვრელი ვადით. ამიტომ, სავარაუდოდ, კითხვაზე, არის თუ არა სამყარო უსასრულო, არასოდეს მიიღება მარტივი პასუხი "დიახ" ან "არა".

ერთი შეხედვით შეიძლება ჩანდეს, რომ ამასთან დაკავშირებით სამყაროს უსასრულობის პრობლემის შესწავლა საერთოდ კარგავს რაიმე მნიშვნელობას. თუმცა, ჯერ ერთი, ეს პრობლემა ამა თუ იმ ფორმით მეცნიერებას უპირისპირდება გარკვეულ ეტაპებზე და უნდა გადაიჭრას და მეორეც, მისი გადაჭრის მცდელობებს მივყავართ უამრავ ნაყოფიერ აღმოჩენამდე.

დაბოლოს, ხაზგასმით უნდა აღინიშნოს, რომ სამყაროს უსასრულობის პრობლემა ბევრად უფრო ფართოა, ვიდრე მხოლოდ მისი სივრცითი გავრცელების საკითხი. უპირველეს ყოვლისა, ჩვენ შეგვიძლია ვისაუბროთ არა მხოლოდ უსასრულობაზე "სიგანეში", არამედ, ასე ვთქვათ, "სიღრმისეულში". სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, საჭიროა მივიღოთ პასუხი კითხვაზე, არის თუ არა სივრცე უსასრულოდ იყოფა, უწყვეტი, თუ არის მასში რამდენიმე მინიმალური ელემენტი.

ამჟამად ეს პრობლემა უკვე შეექმნა ფიზიკოსებს. სერიოზულად განიხილება საკითხი სივრცის ე.წ.

ჩვენ ასევე არ უნდა დავივიწყოთ სამყაროს თვისებების უსასრულო მრავალფეროვნება. ყოველივე ამის შემდეგ, სამყარო, უპირველეს ყოვლისა, არის პროცესი, რომლის დამახასიათებელი ნიშნებია უწყვეტი მოძრაობა და მატერიის განუწყვეტელი გადასვლა ერთი მდგომარეობიდან მეორეში. მაშასადამე, სამყაროს უსასრულობა ასევე ნიშნავს მოძრაობის უსასრულო მრავალფეროვნებას, მატერიის ტიპებს, ფიზიკურ პროცესებს, ურთიერთობებსა და ურთიერთქმედებებს და კონკრეტული ობიექტების თვისებებსაც კი.

არსებობს თუ არა უსასრულობა?

სამყაროს უსასრულობის პრობლემასთან დაკავშირებით, ერთი შეხედვით ჩნდება მოულოდნელი კითხვა. აქვს თუ არა თავად უსასრულობის ცნებას რაიმე რეალური მნიშვნელობა? განა ეს უბრალოდ ჩვეულებრივი მათემატიკური კონსტრუქცია არ არის, რომელსაც რეალურ სამყაროში საერთოდ არაფერი შეესაბამება? ამ თვალსაზრისს წარსულში ზოგიერთი მკვლევარი ფლობდა და დღესაც ჰყავს მომხრეები.

მაგრამ მეცნიერული მონაცემები მიუთითებს, რომ რეალური სამყაროს თვისებების შესწავლისას, ჩვენ ნებისმიერ შემთხვევაში ვაწყდებით იმას, რასაც შეიძლება ვუწოდოთ ფიზიკური, ან პრაქტიკული, უსასრულობა. მაგალითად, ჩვენ ვხვდებით რაოდენობებს იმდენად დიდ (ან იმდენად მცირე), რომ, გარკვეული თვალსაზრისით, ისინი არაფრით განსხვავდებიან უსასრულობისგან. ეს რაოდენობები სცილდება რაოდენობრივ ზღვარს, რომლის მიღმაც შემდგომი ცვლილებები აღარ ახდენს რაიმე შესამჩნევ გავლენას განსახილველი პროცესის არსზე.

ამრიგად, უსასრულობა უდავოდ არსებობს ობიექტურად. უფრო მეტიც, როგორც ფიზიკაში, ასევე მათემატიკაში ჩვენ თითქმის ყოველ ნაბიჯზე ვაწყდებით უსასრულობის ცნებას. ეს არ არის უბედური შემთხვევა. ორივე ეს მეცნიერება, განსაკუთრებით ფიზიკა, მიუხედავად მრავალი დებულების აშკარა აბსტრაქტულისა, საბოლოოდ ყოველთვის იწყება რეალობიდან. ეს ნიშნავს, რომ ბუნებას, სამყაროს, რეალურად აქვს გარკვეული თვისებები, რომლებიც აისახება უსასრულობის კონცეფციაში.

ამ თვისებების მთლიანობას შეიძლება ეწოდოს სამყაროს ნამდვილი უსასრულობა.

ორი რწყილი ზის და ერთი ეკითხება მეორეს: მისმინე, ჩვენ აქ ვსხედვართ, თბილები, ვიკვებებით, მაგრამ რას ფიქრობთ - სხვა ძაღლებზე სიცოცხლეაო?
აი, ჩვენ ვსხედვართ ჩვენს ძაღლზე და ვსაუბრობთ "არსებობს თუ არა სიცოცხლე სხვა ძაღლებზე?" ფაქტია, რომ ფიზიკამ ჯერ არ იცის, საიდან მოდის მატერია, საიდანაც შედგება ყველაფერი ჩვენს სამყაროში. თეორიული ფიზიკა განიხილავს "დიდი აფეთქების" თეორიას, როგორც ყველაზე ხელმისაწვდომს ზოგადი გაგებისთვის, და რომელშიც ყველაფერი, რაც ხდება ყველაზე სრულად ჯდება, თუ ვივარაუდებთ, რომ მატერია აფეთქდა, მიაღწია მაქსიმალურ სიმკვრივეს, რომელიც მიისწრაფვის უსასრულობამდე, იმავე მაქსიმალურ ტემპერატურასთან ერთად, ერთი წერტილიდან. , ეგრეთ წოდებული სინგულარობა, მაგრამ ჯერ ვერავინ შეძლო ნათლად აეხსნა, როგორ მიაღწია ამ რაღაცამ ასეთ მდგომარეობას და რა უძღოდა წინ მას. ჩვენ შეგვიძლია დავაკვირდეთ სამყაროს გაფართოებას, თეორიულად დადასტურდა, რომ გრავიტაციის გავლენით გარკვეულ ზომას მიაღწია, ის დაიწყებს შეკუმშვას და სწორედ ეს სინგულარობა მოხდება, მაგრამ აქედან შეგვიძლია გამოვიტანოთ ვარაუდი, რომ ეს უკვე მოხდა და, შესაბამისად, ასე გაგრძელდება, რაც უსასრულობის სასარგებლოდ ამბობს. და მერე, საიდან გაჩნდა მთელი ის მატერია, რომელიც „უსაფრთხოდ აფეთქდა“, რადგან არსაიდან ვერ მოსულიყო, ეს არის ფიზიკის პირველი და ურყევი კანონები. რომ რაღაც აფეთქდეს, სადღაც იქიდან უნდა გამოჩენილიყო. თუ ეს კანონი მართალია, მაშინ ეს საბოლოოდ მიგვიყვანს პირდაპირ უსასრულობამდე, მაგრამ თუ ეს ასე არ არის, მაშინ არსებობს რამდენიმე გზა არაფრისგან რაღაცის მისაღებად და ეს არის პირდაპირი გზა ჩვენს სამყაროში მატერიის ჭარბი სიმრავლისაკენ და თავიდან აიცილონ მისი განადგურება, ანუ თვითგანადგურება და შედეგად, მისი გადატანა სივრცე-დროის სხვა განზომილებაში. ყველაფერი საკმაოდ დამაბნეველია, სიმარტივისთვის ასე ვიტყვი: არავის გადაუწყვეტია მარადიული კითხვა - რომელი იყო პირველი, ქათამი თუ კვერცხი! და ყველაზე საინტერესო ის არის, საიდან გაჩნდა, ეს პირველი რამ. ეს ეხება "მინუს" ათვლას, კარგად, "პლუს" უკუთვლასთან დაკავშირებით ყველაფერი მარტივია, წარმოიდგინეთ ბიბლიოთეკა, რომელშიც მსოფლიოს ყველა წიგნია თავმოყრილი და თქვენ აიღებთ ცარიელ ფურცელს და ჩაწერეთ მასზე ყველა პირველი გვერდი. ყველა წიგნი ამ ბიბლიოთეკაში, შემდეგ პროგრესში. უხეშად რომ ვთქვათ N+1. ამიტომ, ვფიქრობ, რომ სამყარო უსასრულოა როგორც სივრცეში, ასევე დროში. შემდეგ კი, ჩვენ ძალიან ცოტა ვიცით სამყაროს შესახებ, რომ რაიმე დანამდვილებით ვთქვათ, რადგან ისეთი ცნებებიც კი, როგორიცაა "ფერი" არ არის გარკვეული, ეს ყველაფერი დამოკიდებულია იმაზე, თუ ვისი თვალით ვუყურებთ ყვავილს, ადამიანს თუ, მაგალითად, ფუტკარს. ყველაფერი შედარებითია. როგორც ერთმა ჭკვიანმა თქვა: მსოფლიოში ორი უსასრულო რამ არის - სამყარო და ადამიანის სისულელე. თუ ჩვენ ოდესმე შევძლებთ პირველის გაგებას და ახსნას, მაშინ ეს არ გამოდგება მეორესთან. ის მართლაც უსაზღვროა!

ჩვენ მუდმივად ვხედავთ ვარსკვლავურ ცას. სივრცე იდუმალი და ვრცელი ჩანს, ჩვენ კი ამ უზარმაზარი სამყაროს მხოლოდ მცირე ნაწილი ვართ, იდუმალი და ჩუმი.

მთელი ჩვენი ცხოვრების მანძილზე კაცობრიობა სვამდა სხვადასხვა კითხვებს. რა არის იქ, ჩვენი გალაქტიკის მიღმა? არის რამე სივრცის საზღვრებს მიღმა? და სივრცეს ხომ არ აქვს შეზღუდვა? მეცნიერებიც კი დიდი ხანია ფიქრობენ ამ კითხვებზე. სივრცე უსასრულოა? ამ სტატიაში მოცემულია ინფორმაცია, რომელიც ამჟამად მეცნიერებს აქვთ.

უსასრულობის საზღვრები

ითვლება, რომ ჩვენი მზის სისტემა დიდი აფეთქების შედეგად ჩამოყალიბდა. ეს მოხდა მატერიის ძლიერი შეკუმშვის გამო და დაიშალა, გაფანტა აირები სხვადასხვა მიმართულებით. ამ აფეთქებამ სიცოცხლე მისცა გალაქტიკებს და მზის სისტემებს. ადრე ითვლებოდა, რომ ირმის ნახტომი 4,5 მილიარდი წლის იყო. თუმცა, 2013 წელს, პლანკის ტელესკოპმა მეცნიერებს საშუალება მისცა, ხელახლა გამოეთვალათ მზის სისტემის ასაკი. ამჟამად ის 13,82 მილიარდი წლისაა.

ყველაზე თანამედროვე ტექნოლოგია მთელ სივრცეს ვერ ფარავს. მიუხედავად იმისა, რომ უახლეს მოწყობილობებს შეუძლიათ ჩვენი პლანეტიდან 15 მილიარდი სინათლის წლით დაშორებული ვარსკვლავების შუქის დაჭერა! ეს შეიძლება იყოს უკვე დაღუპული ვარსკვლავებიც, მაგრამ მათი შუქი მაინც მოგზაურობს კოსმოსში.

ჩვენი მზის სისტემა უზარმაზარი გალაქტიკის მხოლოდ მცირე ნაწილია, რომელსაც ირმის ნახტომი ჰქვია. თავად სამყარო შეიცავს ათასობით მსგავს გალაქტიკას. და არის თუ არა სივრცე უსასრულო, უცნობია...

ის ფაქტი, რომ სამყარო მუდმივად ფართოვდება, აყალიბებს სულ უფრო მეტ კოსმიურ სხეულებს, მეცნიერული ფაქტია. მისი გარეგნობა, ალბათ, მუდმივად იცვლება, რის გამოც მილიონობით წლის წინ, ზოგიერთი მეცნიერი დარწმუნებულია, რომ ის სრულიად განსხვავებულად გამოიყურებოდა, ვიდრე დღეს. და თუ სამყარო იზრდება, მაშინ მას ნამდვილად აქვს საზღვრები? რამდენი სამყარო არსებობს მის უკან? ვაი, ეს არავინ იცის.

სივრცის გაფართოება

დღეს მეცნიერები ამტკიცებენ, რომ სივრცე ძალიან სწრაფად ფართოვდება. იმაზე სწრაფად, ვიდრე ადრე ეგონათ. სამყაროს გაფართოების გამო, ეგზოპლანეტები და გალაქტიკები სხვადასხვა სიჩქარით შორდებიან ჩვენგან. მაგრამ ამავე დროს, მისი ზრდის ტემპი იგივე და ერთგვაროვანია. უბრალოდ, ეს სხეულები ჩვენგან განსხვავებულ მანძილზე მდებარეობს. ამრიგად, მზესთან ყველაზე ახლოს მყოფი ვარსკვლავი ჩვენი დედამიწიდან 9 სმ/წმ სიჩქარით „გარბის“.

ახლა მეცნიერები სხვა კითხვაზე პასუხს ეძებენ. რა იწვევს სამყაროს გაფართოებას?

ბნელი მატერია და ბნელი ენერგია

ბნელი მატერია ჰიპოთეტური ნივთიერებაა. ის არ გამოიმუშავებს ენერგიას ან სინათლეს, მაგრამ იკავებს სივრცის 80%-ს. მეცნიერებმა კოსმოსში ამ მიუწვდომელი ნივთიერების არსებობა გასული საუკუნის 50-იან წლებში ეჭვობდნენ. მიუხედავად იმისა, რომ მისი არსებობის პირდაპირი მტკიცებულება არ არსებობდა, ამ თეორიის მომხრე ყოველდღე უფრო და უფრო მეტი იყო. შესაძლოა ის შეიცავს ჩვენთვის უცნობ ნივთიერებებს.

როგორ გაჩნდა ბნელი მატერიის თეორია? ფაქტია, რომ გალაქტიკათა გროვები დიდი ხნის წინ დაიშლებოდნენ, თუ მათი მასა მხოლოდ ჩვენთვის ხილული მასალებისგან შედგებოდა. შედეგად, ირკვევა, რომ ჩვენი სამყაროს უმეტესი ნაწილი წარმოდგენილია ჩვენთვის უცნობი ნივთიერებით.

1990 წელს აღმოაჩინეს ბნელი ენერგია ე.წ. ბოლოს და ბოლოს, ფიზიკოსები ფიქრობდნენ, რომ გრავიტაციის ძალა შენელდება და ერთ დღეს სამყაროს გაფართოება შეჩერდება. მაგრამ ორივე გუნდმა, რომლებიც ამ თეორიის შესწავლას აპირებდნენ, მოულოდნელად აღმოაჩინეს გაფართოების აჩქარება. წარმოიდგინეთ, რომ ვაშლს ჰაერში აგდებთ და ელოდებით მის დაცემას, მაგრამ სამაგიეროდ ის იწყებს თქვენგან მოშორებას. ეს იმაზე მეტყველებს, რომ გაფართოებაზე გავლენას ახდენს გარკვეული ძალა, რომელსაც ბნელი ენერგია ეწოდა.

დღეს მეცნიერები დაიღალნენ კამათით, არის თუ არა სივრცე უსასრულო. ისინი ცდილობენ გაიგონ, როგორ გამოიყურებოდა სამყარო დიდ აფეთქებამდე. თუმცა, ამ კითხვას აზრი არ აქვს. ყოველივე ამის შემდეგ, თავად დრო და სივრცეც უსასრულოა. მაშ ასე, მოდით გადავხედოთ მეცნიერთა რამდენიმე თეორიას კოსმოსისა და მისი საზღვრების შესახებ.

უსასრულობა არის...

ასეთი კონცეფცია, როგორიცაა "უსასრულობა", არის ერთ-ერთი ყველაზე გასაოცარი და შედარებითი კონცეფცია. იგი დიდი ხანია მეცნიერთა ინტერესს იწვევს. რეალურ სამყაროში, რომელშიც ჩვენ ვცხოვრობთ, ყველაფერს აქვს დასასრული, მათ შორის სიცოცხლესაც. ამიტომ უსასრულობა იზიდავს თავისი საიდუმლოებით და გარკვეული მისტიკითაც კი. უსასრულობა ძნელი წარმოსადგენია. მაგრამ ის არსებობს. ყოველივე ამის შემდეგ, მისი დახმარებით მრავალი პრობლემა წყდება და არა მხოლოდ მათემატიკური.

უსასრულობა და ნული

ბევრ მეცნიერს სჯერა უსასრულობის თეორიის. თუმცა მათ აზრს არ იზიარებს ისრაელი მათემატიკოსი დორონ სელბერგერი. ის ამტკიცებს, რომ არის უზარმაზარი რიცხვი და თუ ერთს დაუმატებთ, საბოლოო შედეგი იქნება ნული. თუმცა, ეს რიცხვი იმდენად სცილდება ადამიანის გაგებას, რომ მისი არსებობა არასოდეს დადასტურდება. სწორედ ამ ფაქტს ეფუძნება მათემატიკური ფილოსოფია სახელწოდებით "ულტრა-უსასრულობა".

უსასრულო სივრცე

არის თუ არა შანსი, რომ ორი იდენტური რიცხვის მიმატებით ერთი და იგივე რიცხვი მივიღოთ? ერთი შეხედვით ეს აბსოლუტურად შეუძლებელი ჩანს, მაგრამ თუ სამყაროზეა საუბარი... მეცნიერთა გამოთვლებით, როდესაც ერთს გამოაკლებ უსასრულობას, მიიღებ უსასრულობას. როდესაც ორი უსასრულობა ემატება, უსასრულობა ისევ გამოდის. მაგრამ თუ უსასრულობას გამოაკლებთ უსასრულობას, დიდი ალბათობით მიიღებთ ერთს.

ძველ მეცნიერებს ასევე აინტერესებდათ იყო თუ არა კოსმოსის საზღვარი. მათი ლოგიკა იყო მარტივი და ამავე დროს ბრწყინვალე. მათი თეორია გამოიხატება შემდეგნაირად. წარმოიდგინეთ, რომ თქვენ მიაღწიეთ სამყაროს ზღვარს. მათ ხელი გაუწოდეს მის საზღვრებს გარეთ. თუმცა, მსოფლიოს საზღვრები გაფართოვდა. და ასე უსასრულოდ. ძალიან ძნელი წარმოსადგენია. მაგრამ კიდევ უფრო ძნელი წარმოსადგენია, რა არსებობს მის საზღვრებს მიღმა, თუ ის ნამდვილად არსებობს.

ათასობით სამყარო

ეს თეორია ამბობს, რომ სივრცე უსასრულოა. მასში ალბათ მილიონობით, მილიარდობით სხვა გალაქტიკაა, რომელიც შეიცავს მილიარდობით სხვა ვარსკვლავს. ბოლოს და ბოლოს, თუ ფართოდ ფიქრობთ, ჩვენს ცხოვრებაში ყველაფერი ისევ და ისევ იწყება - ფილმები მიჰყვება ერთმანეთის მიყოლებით, ცხოვრება, რომელიც მთავრდება ერთ ადამიანში, იწყება მეორეში.

დღეს მსოფლიო მეცნიერებაში მრავალკომპონენტიანი სამყაროს კონცეფცია ზოგადად მიღებულია. მაგრამ რამდენი სამყარო არსებობს? ეს არცერთმა ჩვენგანმა არ იცის. სხვა გალაქტიკები შეიძლება შეიცავდეს სრულიად განსხვავებულ ციურ სხეულებს. ეს სამყაროები იმართება ფიზიკის სრულიად განსხვავებული კანონებით. მაგრამ როგორ დავამტკიცოთ მათი არსებობა ექსპერიმენტულად?

ეს შეიძლება გაკეთდეს მხოლოდ ჩვენს სამყაროსა და სხვებს შორის ურთიერთქმედების აღმოჩენით. ეს ურთიერთქმედება ხდება გარკვეული ჭიის ხვრელებით. მაგრამ როგორ მოვძებნოთ ისინი? მეცნიერთა ერთ-ერთი უახლესი ვარაუდი არის ის, რომ ასეთი ხვრელი სწორედ ჩვენი მზის სისტემის ცენტრში არსებობს.

მეცნიერები ვარაუდობენ, რომ თუ სივრცე უსასრულოა, სადღაც მის უკიდეგანოში არის ჩვენი პლანეტის ტყუპი და შესაძლოა მთელი მზის სისტემა.

სხვა განზომილება

სხვა თეორია ამბობს, რომ სივრცის ზომას აქვს საზღვრები. საქმე ის არის, რომ ჩვენ ვხედავთ უახლოესს, როგორც ეს იყო მილიონი წლის წინ. კიდევ უფრო ადრე ნიშნავს კიდევაც. ეს არ არის სივრცე, რომელიც ფართოვდება, ეს არის სივრცე, რომელიც ფართოვდება. თუ ჩვენ შეგვიძლია გადავაჭარბოთ სინათლის სიჩქარეს და გავცდეთ სივრცის საზღვრებს, აღმოვჩნდებით სამყაროს წარსულ მდგომარეობაში.

რა არის ამ ყბადაღებული საზღვრის მიღმა? შესაძლოა, სხვა განზომილება, სივრცისა და დროის გარეშე, რომელიც ჩვენს ცნობიერებას მხოლოდ წარმოსადგენია.