0: Наше восприятие мироздания неизбежно ограничено 2 фундаментальными факторами конечным возрастом самой Вселенной и временем, которое требуется Свету, чтобы достичь земли эти ограничения скрывают от нас истинное величе.

1: Величие космоса создавая иллюзию границы, то, что мы привыкли считать краем Вселенной, на самом деле таковым не является, и большинство учёных сходится во мнении, что за пределами доступного нашему взору пространства скрываются колоссаль.

2: Неизведанные объёмы ранее мы уже достигали пределов наблюдаемой области, но сегодня нам предстоит отправиться гораздо дальше, погружаясь в темноту неизведанных территорий и отбрасывая привычные понятия красного смещения и задержки света, чтобы понять.

3: Истинную природу космоса.

4: Любое наблюдение заканчивается на так называемом космическом горизонте частиц оптической границы, за пределы которой не может заглянуть ни 1 наблюдатель свет от галактик, расположенных за этой чертой, попросту не успел дойти до нас.

5: За 13,8 миллиарда лет, прошедших с момента рождения Вселенной. Поэтому наш оптический обзор постепенно угасает, сменяясь всеобъемлющей завесой тьмы, которая плотно окутывает наблюдаемую часть космоса. Однако эта темнота не

6: Является абсолютным краем чуть ближе в радиодиапазоне, мы обнаруживаем космическое микроволновое фоновое излучение, также известное как реликтовое излучение, вездесущее эхо большого взрыва.

7: Эта карта древнейшего света представляет собой святой грааль современной космологии, являясь самым старым и полным сигналом, который мы способны зарегистрировать. Конечно, существуют и более древние свидетельства, например, реликтовый фон нейтрина.

8: Но эти частицы обладают настолько ничтожной энергией, что человечество пока не в силах их уловить таким образом, именно микроволновой фон фактически маркирует для нас край наблюдаемой Вселенной, позволяя при этом оценивать свойства пространства.

9: Лежащего за его пределами ключевая причина такой уверенности кроется в том, что на самых больших масштабах Вселенная выглядит поразительно гладкой и изотропной, то есть однородной во всех направлениях с лишь незначительными локальными отклонениями.

10: Согласно космологическому принципу, за пределами космического горизонта мы обнаружим Ровно тоже самое, что видим здесь скопление галактик и огромные пустоты, формирующие гигантскую космическую паутину, если бы мы могли мгновенно убрать.

11: Фактор задержки света, ограничивающий наш обзор, то горизонт растворился бы, открыв нашему взору гораздо более обширный и химически эволюционировавший космос, простирающийся более чем на 100 миллиардов световых лет. Самые далёкие и

12: Галактики, такие как g. And that 11 h. D. 1 или glass that 13, сегодня находятся на расстоянии, превышающем 33 миллиарда световых лет, будучи отброшенными космическим потоком почти на тройную дистанцию от их.

13: Исходного положения.

14: В реальности эти древнейшие объекты уже давно не выглядят как бурлящие очаги из первобытных звёзд и Газа, какими мы их видим сейчас, вероятнее всего, они эволюционировали и стали похожи на галактики нашего местного объёма, такие как млечный путь, туман.

15: Андромеды, или галактика скульптора, известная также как серебряная монета, возможно, они напоминают гигантские эллиптические галактики поздней стадии, подобные месье 87, которые содержат несколько триллионов звёзд, но практически лишены.

16: Газа для формирования новых светил именно эти 2 типа галактик составляли бы большинство объектов, которые мы могли бы встретить за пределами космического горизонта.

17: Вопрос о том, что находится там, вдали, на самом деле довольно прост, но гораздо сложнее ответить на вопрос, сколько там всего скрыто для этого необходимо понять форму Вселенной в целом, и здесь мы сталкиваемся с историческими заблуждениями.

18: Уходящими корнями во времена аристотеля, когда человечество считало космос сферой с землёй внутри, долгое время предполагалось, что существует некая физическая граница стена, где пространство буквально заканчивается подобно.

19: Границам нашего наблюдаемого мира, но математика это язык программирования, на котором написана наша реальность, и даже величайшие умы и суперкомпьютеры приходят к выводу, что существование физического края невозможно описать логически.

20: Мы не видим никаких признаков барьера во всем космосе, за исключением чёрных дыр, нет места, где фотоны света натыкались бы на непреодолимое препятствие, поэтому сегодня мы полагаем, что независимо от размера и формы, Вселенная почти

21: Наверняка не имеет физического края в привычном понимании вместо того чтобы быть заключённым внутри сферы, наше пространство, скорее всего, топологически замкнуто само на себя, подобно тому, как мы находимся на внешней поверхности земли.

22: Поверхность сферы конечна по площади, но не имеет границ. Вы можете бесконечно лететь на самолёте, никогда не достигая края, поскольку гравитация просто вернёт вас в исходную точку.

23: Считается, что гравитация всей материи во Вселенной вызывает аналогичный эффект в масштабах космоса, искривляя само пространство время, следовательно, у Вселенной нет краёв, но, может быть, кривизна, локальное отклонение геометрии от плоско.

24: Бесконечного трёхмерного евклидового пространства. Иными словами, если Вселенная не бесконечна, она должна искривляться на огромных расстояниях, замыкаясь сама на себя, если бы мы смогли обнаружить такую геометрию в пределах наблюдаемой части.

25: Это позволило бы сделать обоснованные оценки глобальной формы размера и даже окончательной судьбы мироздания эта кривизна фундаментально связана с плотностью энергии, поэтому параметр плотности Вселенной, обозначаемый греческой буквой омега.

26: Становится ключом к пониманию устройства космоса, ведь ещё эйнштейн показал нам, что масса и гравитация искривляют ткань реальности.

27: Представьте себе Вселенную, где взаимное гравитационное притяжение материи настолько велико, что искривляет пространство, заставляя его замыкаться само на себя, подобно сфере в таком мире параметр плотности или омега превышает единицу, что свидетель

28: О колоссальной концентрации как обычной, так и тёмной материи из за положительной кривизны 2 параллельных луча света здесь рано или поздно пересеклись бы, поскольку сама структура космоса обречена на неизбежное сближение.

29: В подобном сценарии гравитация в конечном итоге одерживает верх над силами расширения, останавливая разбегание галактик и запуская процесс обратного отсчёта согласно этой теории, космическая паутина будет смята и сжата в сравнительно кро.

30: Объём, возвращаясь в сверхплотное и раскалённое состояние, напоминающее первые мгновения жизни мира долгое время, именно эта гипотеза, известная как большое сжатие, считалась среди учёных наиболее вероятным финалом.

31: Однако в 1997 году благодаря наблюдениям телескопа хаббл стало очевидно, что наш мир вовсе не движется к коллапсу, а его расширение со временем только ускоряется это открытие противоречило модели гравитационно.

32: Доминирования. Представьте, что вы подбросили мяч на земле, а он, вместо того, чтобы упасть обратно, устремился в небо со все возрастающей скоростью.

33: Космическое ускорение указывает на то, что в глобальных масштабах Вселенной управляет не гравитация, а некая сила антигравитационного характера, которую мы называем тёмной энергией ей приписывают свойства вакуума, создающего отрицательное.

34: Давление, которое буквально растягивает и выгибает пространство время если львиная доля энергии Вселенной приходится именно на тёмную энергию, то пространство приобретает форму незамкнутой гиперболы.

35: В мире с отрицательной кривизной, где параметр плотности меньше единицы, гравитации недостаточно, чтобы сдержать рост Вселенной, и расширение продолжается вечно геометрия такого пространства напоминает седло или раструб и параллельные.

36: Тонны света в нём будут бесконечно удаляться друг от друга по мере того, как между ними постоянно рождается новое пространство.

37: No существует и 3 вариант, балансирующий на тончайшей грани между этими крайностями Вселенная с критической плотностью, где омега Ровно равна единице, что соответствует примерно 5 целым 7 10 атома водорода на кубический метр в этом.

38: Случае стягивающая сила гравитации идеально уравновешена расталкивающим действием тёмной энергии, что приводит к отсутствию глобального искривления и так называемой плоской геометрии.

39: В такой плоской Вселенной, которая не способна замкнуться сама на себя, действуют привычные нам законы евклидовой геометрии параллельные лучи света здесь остаются параллельными, вечно скользя по бесконечному полотну космического пространства.

40: Поскольку силы находятся в равновесии, расширение такого мира никогда не сменится сжатием.

41: Формально плоская Вселенная находится в пограничном состоянии, где гравитации теоретически хватило бы для остановки расширения, но лишь спустя бесконечное количество времени на практике это означает, что, подобно Вселенной с отрицательной кривизной.

42: Плоский мир обречён на вечное расширение без драматического финала.

43: Имея перед собой 3 столь интригующих сценария, учёные искали способ точно определить геометрию пространства, используя 2 основных подхода 1 метод заключается в подсчёте полной плотности энергии через наблюдение за крупномасштабным.

44: Структурами открытия шестидесятых годов уже намекали на близость к критической плотности, а данные 97 года окончательно исключили вариант быстрого сжатия.

45: 2, более точный инструмент это исследование границ наблюдаемой Вселенной с помощью реликтового излучения. Это древнее свечение, оставшееся после большого взрыва, представляет собой своеобразный моментальный снимок космоса сде.

46: Когда его возраст составлял всего 379000 лет, и именно здесь лучше всего искать следы искривления.

47: Реликтовый фон поразительно однороден его средняя температура составляет 2,725 кельвина, однако в нём присутствуют крошечные флуктуации, вызванные перепадами плотности в первичной плазме эти пятна имеют

48: Предсказуемые масштабы, что позволяет учёным строить воображаемые треугольники между горячими точками и измерять их углы для проверки геометрии.

49: Суть проверки проста если бы мы жили в сферической, положительно искривлённой Вселенной, то из за оптических искажений пространства сумма Углов такого треугольника превышала бы привычные 180 градусов.

50: В седловидной Вселенной с отрицательной кривизной сумма Углов треугольника оказалась бы меньше 180 градусов, тогда как в бесконечном плоском пространстве она равнялась бы Ровно этому значению, используя этот геометрический принцип.

51: Зонд бумеранг 1 составил карту анизотропии реликтового излучения с достаточной детализацией, чтобы определить геометрию космоса полученные данные показали, что параметр плотности омега равен единице с погрешностью всего в 10%.

52: Что подкрепило давние подозрения учёных о том, что наша Вселенная действительно является плоской.

53: Вскоре после этого эстафету подхватила флагманская миссия наса зонд уилкинсона для исследования анизотропии микроволн, который к 2006 году с ещё большей точностью подтвердил, что Вселенная обладает критической плотностью в 2.

54: В 2010 году этот аппарат завершил свою работу, чтобы уступить место спутнику европейского космического агентства планк, предоставившему нам самый обширный и детальный на сегодняшний день набор данных о ранней Вселенной, который также привёл к выводу о бли.

55: Плотности материи к критическому значению, необходимому для плоскостности.

56: За прошедшие годы множество последующих экспериментов независимо верифицировали этот факт, окончательно оформив новый космологический кризис почему мироздание находится в столь идеальном, словно на лезвии ножа, равновесии, даже если.

57: Существует минимальное отклонение от критической плотности, будь то положительная или отрицательная кривизна тот факт, что астрономы не могут определить его спустя почти 14 миллиардов лет, говорит о безупречной настройке условий в момент.

58: Большого взрыва, ведь любая крошечная диспропорция со временем была бы многократно усилена.

59: Загадка того, почему космос родился с такими совершёнными свойствами и сумел сохранить их на протяжении столь долгого времени, известна в науке как проблема плоскостности, и понимание её причин является 1 из передовых направлений космологии 2.

60: 21 века на данный момент мы знаем о 3 возможных вариантах решения этой головоломки либо Вселенная действительно плоская и, следовательно, вероятно, бесконечна, либо она искривлена, но масштаб этого искривления слишком велик.

61: Для обнаружения нашими приборами либо же она обладает особой топологией, скрывающей её истинную форму как непрерывного объекта.

62: 1 из этих возможностей кажется наиболее глубокой и пугающей, ведь концепция бесконечного евклидова пространства во всех направлениях несёт в себе сложные экзистенциальные вопросы, к тому же довольно трудно представить как рас.

63: Расширяющаяся Вселенная могла достичь бесконечности за конечное время, если мы исходим из того, что изначально она была мала, теория большого взрыва логичнее вписывается в модель космоса с конечным объёмом, и в нашем мире наблюдаются свой

64: Характерные именно для замкнутых систем, а именно ограничивающие факторы.

65: Спутник планк зафиксировал, что на угловых масштабах неба, превышающих 60 градусов, уровень вариативности в спектре мощности реликтового излучения начинает существенно сглаживаться, демонстрируя устойчивую однородность это подраз.

66: Подразумевает существование некоего предела силы волн на расстояниях, превышающих размер наблюдаемой нами Вселенной, что было бы статистически маловероятным, хоть и не невозможным явлением в бесконечном пространстве, где подобные ограничения не должны возникать есте.

67: Образом.

68: Это наблюдение служит 1 из весомых аргументов в пользу конечности мироздания какого бы размера оно ни было, и потому кажущаяся плоскостность с большей вероятностью имеет иную первопричину например, глобальная Вселенная может обладать.

69: Формой, которая скрывает её истинные размеры от внутреннего наблюдателя. Благодаря сложной многосвязной топологии большинство форм, которые мы привыкли визуализировать, являются односвязными. Это означает, что любую линию между 2 точками можно

70: Стянуть в 1 точку, не разрывая поверхность, как это происходит на сфере, но невозможно сделать на двухмерной поверхности кольца.

71: Многосвязная топология, напротив, описывает нетривиальную структуру с отверстиями, зазорами и копланарных расширениями, где определённые пары точек невозможно соединить без разрывов пространства самым простым и популярным науч.

72: Примером такой структуры является тороидальная Вселенная, имеющая форму пончика, поскольку торы это фундаментальные геометрические фигуры, часто возникающие в природе, например, в конфигурациях магнитных полей.

73: В 1984 году советские физики Яков зельдович и его ученик Алексей Старобинский предложили модель глобальной Вселенной в виде трёхмерного тора, в котором все грани соединены друг с другом, именно специфический

74: Способ соединения этих граней служит ключом к пониманию того, как тороидальная Вселенная может выглядеть абсолютно плоской и гладкой для наблюдателя, оставаясь при этом конечной и обладающей положительной кривизной.

75: С геометрической точки зрения, тор получается при замыкании плоской односвязной поверхности, чтобы она могла обрести конечный объём в контексте трёхмерного пространства, мы можем представить этот процесс, свернув лист бумаги и соединив его.

76: Противоположные края в цилиндр, а затем, изогнув этот цилиндр так, чтобы соединить его торцы. В результате мы получаем замкнутую форму пончика с конечным объёмом, которая наследует плоскостность своей поверхности, поскольку в трёхмерном про

77: Невозможно соединить края плоской фигуры, не искривив её.

78: Однако если рассматривать наш мир как поверхность тора, то более широкого трёхмерного пространства, в котором он изогнут, для нас, попросту не существует из любой точки наблюдения, кроме гипотетической внешней такая Вселенная будет казаться плоским односвяз.

79: Листом, каким она и была изначально. Единственное отличие заключается в том, что этот лист замкнут сам на себя. Двигаясь достаточно долго в любом произвольном направлении, вы неизбежно вынырнете с противоположной стороны, подобно персонажу в классической игре по

80: Men в таком сценарии фотоны реликтового излучения не демонстрировали бы нам положительную кривизну, свойственную бублику в целом, напротив, создавалось бы впечатление, что они пронизывают.

81: Плоское евклидово пространство бесконечным, мчась по тёмному космическому коридору, хотя на самом деле они описывают замкнутые петли вокруг геометрии тора, это объяснило бы феноменальную однородность реликтового фона, его неестественная глад.

82: Могла бы быть результатом наложения проекции меньшего объёма пространства, многократно повторяющегося по поверхности тора.

83: Если бы эта гипотеза была верна, мы должны были бы обнаружить повторяющиеся узоры, своего рода зеркальные отражения фотонов в фоновом излучении увы, ни в 1 наборе данных реликтового излучения подобные последовательности найдены не были.

84: Однако это ожидание справедливо лишь в том случае, если размер глобального тоора меньше нашего наблюдаемого горизонта вполне вероятно, иное развитие событий тор может быть больше наблюдаемой Вселенной, но не до бесконечности, скажем.

85: Если его протяжённость составляет около 300 миллиардов световых лет, такая модель отлично согласуется с наблюдаемыми свойствами нашего плоского и односвязного мира.

86: История с геометрией пончика на этом не заканчивается, ведь мы можем добавить в уравнение поток времени, получив концепцию гипертер в этой модели отверстия в топологии тора представляют собой горизонты далёкого прошлого и будущего, а пространство время.

87: Течёт в 1 направлении от 1 стороны к другой это элегантно объясняет наблюдаемое расширение Вселенной как движение материи, следующей геометрии тора, вырываясь из дыры прошлого, ассоциируемой с большим взрывом, пространство сначала стремительно.

88: Расширяется, затем замедляется, достигая середины, и начинает сжиматься на пути к горизонту будущего.

89: Помните концепцию большого сжатия, которую мы обсуждали ранее в модели гиперторы? Когда пространство, время начинает втекать во 2 отверстие, его содержимое уплотняется и сжимается, возвращаясь в состояние, напоминающее исходное, но

90: Здесь это не конец пути материя перемешивается, перерабатывается и проталкивается обратно в исходную половину тора, чтобы возродиться в новом большом взрыве, запуская очередной виток бесконечного цикла рождения, расширения и Кола.

91: Вселенных.

92: Существует и иное решение проблемы плоскости наша Вселенная все же искривлена положительно или отрицательно, но масштаб этого искривления настолько велик, что мы не можем заметить его изнутри, подобно тому, как земля кажется нам плоской с уровня.

93: Поверхности. Если Вселенная имеет положительную кривизну и сферическую форму, она должна быть колоссальной, чтобы скрыть этот факт. Оценки разнятся, но речь идёт о радиусе, в сотни раз превышающем наблюдаемый и

94: Объёме большем в миллионы раз, что соответствует собственному диаметру свыше 20 триллионов световых лет.

95: В случае отрицательной кривизны размеры могут быть ещё внушительнее из за экстремального расширения, но в обоих сценариях возникает закономерный вопрос как Вселенная успела вырасти до столь безумных масштабов всего за 13?

96: Целых 8/10 миллиарда лет совместить эти параметры с классическим описанием теории большого взрыва крайне затруднительно, ведь она предполагает микроскопическое сингулярное происхождение с максимальной температурой и плотностью, которая

97: Внезапно начала расширяться.

98: Если бы все было так просто, наш космос не выглядел бы столь совершенным, Вселенная, начавшая свой путь при планковских температурах, должна была бы изобиловать магнитными монополями и прочими дефектами, шрамами своего экстремального первородно.

99: Состояния. Мы также ожидали бы увидеть контрастные температуры на больших масштабах, поскольку разрозненные, причинно несвязанные регионы пространства просто не успели бы провзаимодействовать и выровнять свои характеристики. И, конечно, мы неизбежно заметили бы, значи,

100: Кривизну, так как расширяющаяся сингулярность не смогла бы так долго балансировать на грани критической плотности.

101: Однако реликтовое излучение не несёт на себе подобных следов оно настолько поразительно гладкое и лишённое Изъянов, что космологии заподозрили наличие фундаментальной физической причины в последние десятилетия мы скорректировали теорию большого взрыва.

102: Поставив под сомнение идею о том, что все началось исключительно с сингулярности, точка сингулярности это лишь результат математической экстраполяции назад, к нулевому моменту времени в рамках общей теории относительности, и хотя рождение пространства времени в таких условия

103: Допустимо стерильная чистота реликтового фона говорит нам об Ином между моментом возникновения и событиями горячего большого взрыва Вселенная прошла стадию невероятно энергичного экспоненциального раздувания.

104: Это грандиозное событие масштабирования пространства известно нам как космическая инфляция, и именно оно служит современным ответом космологов на проблему плоскости Вселенной. Данная теория исчерпывающим образом объясняет

105: Колоссальные размеры нашего мира, его невероятную гладкость и видимое отсутствие кривизны, избавляя нас от необходимости придумывать сложные, нетривиальные топологические формы, сама концепция была разработана на рубеже семидесятых и восьмидесятых.

106: Годов прошлого века физиком из массачусетского технологического института аланом гутом как решение проблемы магнитных монополий, которая Ставила в тупик традиционную модель большого взрыва.

107: Совместно с коллегой генри таем гуд выдвинул гипотезу, что период переохлаждённого расширения мог увеличить Вселенную до столь гигантских размеров, что в пределах наблюдаемой нами области любая кривизна стала неотличимой от абсолютной плоской.

108: Учёные предположили, что это безудержное расширение стало результатом распада ложного вакуума, катализатором которого послужило отделение сильного ядерного взаимодействия от других фундаментальных сил это произошло всего лишь спустя.

109: 10 в - 30 6 степени секунд после рождения Вселенной.

110: По некой причине этот процесс позволил высокоэнергетическому квантовому полю, вышедшему из под контроля, захватить управление масштабным фактором пространства. Это привело к увеличению крошечной примордиальной Вселенной со скоростью в

111: Миллиарды раз превышающий скорость света с коэффициентом масштабирования не менее 26, столь стремительное раздувание изменило размеры микроскопического содержимого раннего космоса быстрее, чем материя успела бы рассеяться, благодаря чему изна

112: Печальная однородность Вселенной сохранилась и в новую эпоху.

113: Единственные нарушения идеального баланса в этом инфляционном поле были вызваны случайными квантовыми пульсациями, которые также оказались вовлечены в процесс расширения пространства это наполнило Вселенную возмущениями самых разных масштабов.

114: Многие из которых по своим размерам превосходили то расстояние, которое свет мог бы преодолеть за соответствующее время, когда инфляция завершилась, а это случилось через 10 в - 30 1 степени секунд после начала отсчёта данные

115: Поле, как считается, распалось, породив 1 субатомную материю.

116: В ходе этого процесса высвободилась колоссальная потенциальная энергия, вновь разогревшая Вселенную до экстремальных температур, ассоциируемых с большим взрывом пространство мгновенно заполнилось горячей плазмой, которая распределилась в строгом.

117: В соответствии с градиентами плотности, вышитыми инфляционной рябью, причём многие из этих волн распространились на расстояние далеко выходящие за пределы их световых горизонтов следы этих процессов и по сей день выжжены в реллик.

118: Излучении в виде изобилия так называемых сверхгород ых флуктуаций.

119: Подобные флуктуации служат 1 из важнейших наблюдательных доказательств теории космической инфляции, подтверждая, что распространение воздействий со скоростью выше скорости света действительно было реальностью в ранней Вселенной. Вероятно, это.

120: Событие оставило и другие отпечатки в микроволновом фоне, включая своеобразный афтершок, сигнал которого даже древнее, чем космический нейтринный фон, тот же механизм, посредством которого инфляция засеяла космос вариациями плотности.

121: Должен был породить серию первичных гравитационных волн.

122: Вполне возможно, что эти волны до сих пор заставляют ткань мироздания вибрировать, пусть и с исчезающим малым уровнем энергии, однако на данный момент, как и в случае с реликтовыми нейтрино, этот гравитационно волновой фон находится далеко за пределами чувствитель.

123: Наших современных технологий детектирования, но даже без этого неопровержимого доказательства или дымящегося пистолета теория космической инфляции прочно утвердилась в стандартной модели и сегодня признается объективной реальностью большинства.

124: Космологов.

125: Она остаётся самым простым и всеобъемлющим решением проблемы плоскости, объясняя все рассмотренные нами свойства Вселенной без нужды в экзотических параметрах или маловероятных геометрических формах и хотя охота за окончательными подтверждениями.

126: Продолжается, похоже, что новая вариация этого процесса снова набирает силу в нашей современной Вселенной примечательно, что именно Алан Гут вместе с алексеем старобинским впервые описали поле антигравитации, создающее отрицательное давление для объяснения инфляции.

127: То есть тот самый тип поля, который мы сегодня используем для описания тёмной энергии, ускоряющей разлёт галактик.

128: Нам предстоит провести ещё множество исследований, чтобы установить, существует ли связь между полями, управляющими этими периодами расширения, однако складывается впечатление, что способность выходить из под контроля и ускорять свой рост вопреки всему, это своё.

129: Образный природный инстинкт, присущий нашему миру с самого рождения, как писал в 1 из своих писем первооткрыватель тёмной энергии доктор Адам рисс, может быть.