În lumile, atât de la distanță
Planete, stele, galaxii - omul pentru o lungă perioadă de timp scrutând cerul nopții în căutarea altor lumi, dar acum ratele dobânzilor au crescut. Oamenii de știință au devenit mai aproape de realitate sa natală, și ei sunt în căutarea pentru semne de alte universuri în fundal de microunde cosmice - cele mai vechi semnalele emise de mileniu după Big Bang. De ce este necesar și ceea ce sa întâmplat deja - în materialul „Loft“.
Aceasta galaxie - obiect astronomic cel mai îndepărtat de pe Pământ, care a stabilit oameni. Lumina prins «Hubble», GN-Z11 emisă în urmă cu 13,4 miliarde de ani, cu mult înainte de apariția sistemului solar - la începutul universului. Deci, mult timp în urmă că, în timpul cursei de spațiu, care semnalul galaxiei în sine, datorită expansiunii universului a fugit de la noi, la o distanță de mai mult de 30 de miliarde de ani lumină.
GN-Z11 - avanpostul la granița cu spațiul de necunoscut. Universul, există aproximativ 13.8 miliarde ani, iar lumina GN-Z11 sa născut după 400 de milioane de ani după Big Bang. Dacă traducem întreaga istorie a universului timp de 24 de ore de zile ale Pământului - este undeva în mijlocul primei noapte. Prin urmare, a se vedea obiectele care au fost șterse de pe Pământ mult dincolo GN-Z11, nerealiste - lumina, chiar si primele secunde ale existenței lor nu a ajuns la noi.
Ce se află în spatele acestui văl de timp, putem doar ghici. Cel mai probabil, există de asemenea, are propria galaxie, luna și atomii sunt separate printr-un gol vast și răsucite de aceeași (sau ușor diferită), legile fizicii.
S-ar părea că unele loc pentru imaginație. Pentru a ajunge la un promontoriu la distanță pe marginea luminii și sunetul de surf să-și imagineze un alt pământ, locuite de oameni. Ele sunt în trilioane de ani lumină depărtare de noi, acolo, în mijlocul unui univers de tăcere, de asemenea, cred că singuri în această lume, și totuși nu știu că o zi singurătatea noastră se întâlnesc. Dar puțini oameni de știință astfel de fantezii - în loc de știri de la alte continente cosmice ale lumii noastre, ei se uita la cerul de noapte este altceva. Semne de alte universuri și alte lumi.
GN Z-11, cel mai îndepărtat de pe Pământ observațiile disponibile ale galaxiei. Imagine: NASA, ESA și P. Oesch (Universitatea Yale) / CC BY 4.0
armonie cerească
Iogann Kepler, astronom german, care a trăit la rândul său, de secolele XVI si XVII, a fost obsedat de o idee ciudată: el credea că șase dintre planetele sistemului solar cunoscut în timpul său, întruchipează perfect armonia planului divin. Acesta procesează observațiile un alt astronom, Tiho Brage, și a încercat să reducă traiectoria planetelor la cele cinci „solide platonice“ - poliedre regulate, descrise de grecii antici.
Câțiva ani au trecut, iar frumusețea cosmică a lui Kepler oarecum estompate. La început, criticii a observat că sferele cerești și poliedre se potrivesc unul în celălalt neglijent, iar apoi a Kepler a arătat că orbitele planetare nu sunt cercuri, și elipse, și frustrat de ideile lor din trecut, a trecut la o altă problemă: acum el a fost în căutarea pentru o armonie cerească criptat în valorile acestor elipse.
Dar timpul pentru a explica totul, nici în forma orbitei, nici în dimensiunea lor nu au găsit nici o lege criptate care ascund adevărata natură a lucrurilor. Numai un haos de praf cosmic colectate în smocuri aleatoare de materie. natura Improvizația cu singura regula - nu uita despre atracției universale și alte câteva legi care descriu lumea.
Modelul sistemului solar, construit pe poliedre regulate. Desen din cartea Mysterium Cosmographicum. Foto: ETH-Bibliothek Zürich / Domeniului Public
Ecuațiile fizice sunt constante diferite, ale căror valori nu pot fi derivate din alte legi și poate aminti doar. Viteza luminii,, taxa elementara constanta lui Planck - numărul unghiular ciudat, în cazul în care îngrămădite pe noi de nicăieri. Această soartă.
Mulți oameni nu le place, și ei încearcă să găsească o explicație a constantelor. Cineva pentru lipsa de educație matematică este în căutarea pentru cifruri secrete ale naturii, alții - scrie ecuații complexe de teoria corzilor și gravitației cuantice pentru a obține valorile constantelor altor legi, în timp ce altele deplasa pur și simplu la această întrebare undeva departe de mintea lui, astfel încât să nu repete greșeala Kepler , toată viața lui a căutat o explicație rezonabilă de dezordine.
Dar nimic bun aceste strategii nu au fost încă rândul său, în jurul valorii. Retrage constantă nimeni nu a obținut încă, și în tăcere conta valorile lor sunt cam simplă coincidență stranie: ei sunt prea bine cu potrivire între ele. Ia aceeași energie întunecată: dacă ei un pic mai puțin, nimic nu ar împiedica gravitația shlopnut toată materia într-o singură singularitate infinit de dens. și un pic mai mult - și sub influența energiei întunecate ar fi extins nu numai liber de materie, zonele goale ale universului, ci toate corpurile cerești, atomii din care au curs treptat în întreaga lume.
O astfel de reglaj fin al constantelor fundamentale reprezintă o alegere neobișnuită: lumea noastră și legile sale sunt într-o primă aproximare sau o coincidență incredibilă, sau rezultatul designului inteligent. O modalitate de a eluda această dilemă ar putea fi ipoteza multiversului, în care, în lumea reală sunt mai multe, poate chiar un număr infinit de universuri diferite, iar în fiecare dintre ele are propriile sale legi ale fizicii cu constantele sale set: undeva, ele nu se vor potrivi pentru originea vieții inteligente, dar undeva, ca și în cazul special adaptat la faptul că milioane de atomi de materie odată ce au adunat într-un ciudat, ca un aglomeratul rezonabil și se întrebă: „în cazul în care, apoi, să caute aceste alte universuri, dacă acestea sunt atât de noi nuzh noi? "
universuri spumă
Ca de obicei, oamenii de știință diferite, cuvântul „Multiverse“ înseamnă lucruri foarte diferite. Unii oameni sunt în căutarea pentru alte universuri pe Branes - obiecte multidimensionale din teoria corzilor, alții cred în Univers, născută din partea din spate a găurilor negre. Și încă altele oferă o privire la nașterea propriului nostru univers, și totuși abordarea lor este mult mai productiv decât altele.
Nașterea lumii noastre până nu știm puțin. În cazul în care, cum, cine părinții - orice documente sau martori care pot vorbi despre motivul pentru care a existat un univers și dacă era ceva pentru ea, noi nu. Dar, în conformitate cu unele caracteristici ale universului pentru adulți, oamenii de știință își poate asuma ceea ce sa întâmplat în primele momente ale vieții ei, pentru a restabili lume primul respirație spațiu.
Aceasta se numește teoria inflației. În anii '80 ai secolului trecut, fizicienii au construit un model în care doar 10 -42 secunde după ora de începere a universului nostru a început să se extindă atât de repede că pentru unele fracțiuni pe cale de dispariție a unei a doua bucată de spațiu de mărimea unui mic, mangaiat de piatra de surf întinse la enorma vizibil ne diametru cu bule de miliarde de ani lumină.
Apoi, acest spațiu a fost umplut numai cu energie pura, care este pompat în mod continuu dintr-o sursă necunoscută (este, de asemenea numită energie întunecată, dar, se pare, este oarecum de o natură diferită de cea întunecată modernă), iar apoi energia este brusc rupt în sus și transformat în cuarci , fotoni, electroni și alte particule familiare pentru noi - sa întâmplat după 10 -36 secunde după nașterea universului, și Big Bang-ul este acum adesea menționată ca o consecință a inflației.
Ciudat, dar această teorie fantastică bine descrie unele dintre caracteristicile universului nostru de astăzi, care nu au putut ocupa de modelele anterioare:
- De ce suntem universul vizibil este plat?
- Extinderea de a merge atât de repede încât raza de curbură a lumii a crescut de aproape pe termen nelimitat.
- De ce este omogen la scară cosmică de mare?
- Universul sa născut dintr-o mică bucată de spațiu pentru un moment trecător de expansiune pur și simplu nu a putut părea că să-și piardă uniformitatea.
- De ce în univers există doar o mică densitate fluctuațiile locale?
- Universul a fost atât de mică încât, avea dreptul să fie numit un obiect cuantic, și, prin urmare, a fost fluctuațiile cuantice ale vidului, apoi preluate de inflație și umflate la fluctuațiile densității inițiale ale materiei din care au fost constituite toate structurile majore de miliarde de ani de evoluție ulterioară.
Rezultatul simulare a structurii pe scară largă a universului. Sunt prezentate clustere luminoase galactice, precum și nori de gaz și quasar, întuneric - golurile care le despart. Imagine: Andrew Pontzen și Fabio Governato / CC BY 3.0
Potrivit Linda întreaga lume - un multivers, spațiul vast, infinit umplut cu energie misterioasă, care în orice punct aleatoriu în timp poate îngroșa într-un punct minuscul la inflație, se umfla într-un univers balon gigant umplut cu o varietate de evoluție materiei. Așa că am putut veni universul nostru și paralele oriunde lângă ea - doar câteva mii de miliarde de ani lumină depărtare - ar îngroșa una, două, trei alte universuri bule.
În teorie, inflația ipoteza multiversului nu pare un truc, singurul mod convenabil din dilema unui accident mortal și design, iar rezultatul este un mod matematic logic: dacă cineva acceptă teoria inflației, aceasta ar trebui să ia și alte universuri. Nu toată lumea îi place. De exemplu, cosmolog american Paul Steinhardt, care a participat la elaborarea unele detalii ale teoriei inflației, după atingerea scena altor universuri dezamăgit în vederile sale, iar acum spune că Multivers îngropat doar teoria lui pentru animale de companie.
Multi dintre colegii sai sunt mai romantic și pentru această poveste a venit chiar și cu o metaforă frumoasă a „spumantului universului“: țărmul mării și al valurilor în depărtare obscure, zgomotul de surf, trosnetul greierilor - trăim într-un balon mic, în mijlocul unui multivers vast.
amintire dim
A se vedea, auzi și simți alte universuri nu este ușor. Alte legi ale fizicii, cealalta constanta - poate chiar nu știu de unde electromagnetice, care sunt construite pe viziunea noastră - În sfârșit, distanțele mari între diferitele universuri cu bule. Ia un semnal care are loc acum într-o lume paralelă, se pare a fi absolut imposibil, dar este posibil să se facă în caz contrar - uite în trecut. Pe măsură ce continentele separate de oceane, pastreaza urme ale unui trecut comun în modelele de linii de coastă, precum și date despre trecutul universului nostru se poate ascunde alte lumi. Prin urmare, în căutarea altor universuri oameni de stiinta holbeze la radiatia de fond de microunde cosmice - prima amintire a propriului nostru univers.
Imediat după inflație, universul a fost umplut materia atât de fierbinte și dens care fotonii nu au putut trece prin ea dispersat departe și permanent și reemit. Dacă în lumea unui observator rezonabil (capabil să trăiască la temperaturi extrem de ridicate și cu o grămadă de alte restricții de spațiu), el va vedea numai ceea ce se întâmplă în imediata vecinătate. Dar, treptat, universul sa extins și răcit, iar după 300.000 de ani după Big Bang Universul brusc a devenit transparentă la lumină pe distanțe lungi.
radiații cosmice de fond - este primul fotonii emiși apoi cele mai îndepărtate colțuri ale miliardelor univers de ani mai târziu, și în cele din urmă vin în jos pe pământ. Nu știm unde și cum universul nostru a fost născut, dar poate pe de altă parte, să examineze mai întâi de memorie iese de sub vălul amneziei infantile pentru a găsi ecouri vagi ale fraților și surorilor din lumea noastră lipsă.
Harta CMB-ului, construit în conformitate cu satelitul WMAP. Culoarea roșie descrie zona fierbinte, și albastru - rece. Imagine: NASA / WMAP Știință Echipa / Wikimedia Commons / domeniu public
CMB este aproape complet omogen: din orice punct al universului la distanță vine la noi chiar și zgomotul termic, atât din organism, cu o temperatură de 2,7 K. Cu toate acestea, semnalul are încă o mici fluctuații - mici modificări ale temperaturii, care este considerat un fel de amprenta primul cuantum fluctuații în densitatea materiei, plantate în timpul umflării. Aceste nereguli și să încerce să găsească dovezi ale Multivers.
Există două strategii de bază. Unii oameni de știință sunt în căutarea pentru semne de coliziune fizică a două bule de universuri. Altii recurg la mai multe structuri logice complexe. De exemplu, cosmolog american Laura Mersini-Houghton (Laura Mersini-Houghton) consideră că universurile vecine în primele momente ale existenței sale, nu numai să se supună legilor mecanicii cuantice, dar au fost cuantice încurcate unele cu altele, așa cum s-au născut în spațiul comun al Multivers - caracteristicile lor depinde de fiecare unul față de celălalt.
Apoi, tot ce a dezvoltat oarecum contradictorii. În unele lucrări pot fi găsite dovezi experimentale pentru fiecare dintre cele nouă criterii, iar în altele - pentru a le respinge. De exemplu, ipoteza unui multivers este pin-Mersini Houghton automat presupune existența așa-numitului flux de întuneric - mișcare coordonată a unui mare grup de galaxii, precum și punctele de vedere ale diferitelor grupuri experimentale asupra acestui subiect sunt foarte diferite: unii sugerează că aceste cosmice de fond de microunde flux întunecat confirmat. și alții - dimpotrivă, neagă. Deci, în timp ce se pare o amintire relicvă încă prea neclară pentru a face pe concluzii fiabile cu privire la rudele lumii noastre.
Multiverse este încă doar o ipoteză destul de care ajuta face cu unele contradicții și, în același timp, se bucură de o perspectiva interesanta. Acolo, undeva în spuma blând Multiverse a existat sau acum există un alt balon de materie fragila - cu galaxia din Calea Lactee, sistemul solar și Johannes Kepler sa, visand armonie cerească. Frumos, fascinant și foarte discutabilă - ca legenda Atlantidei si alte continente scufundate.
Din gama
Povestea cea mai revelatoare aici - este cazul la fața locului rece CMB, o zonă mare în Eridanus constelație, temperatura de radiație este de 70 microkelvin mai mică decât temperatura medie a CMB. Acest lucru este destul de un pic pentru o valoare de 2,7 grade Kelvin, dar aproape de patru ori mai mare decât media fluctuațiilor de temperatură în jurul CMB, care sunt aproximativ 18 microkelvin.
la fața locului la rece pe lista Mersini-Houghton, dar mai târziu alți oameni de știință au găsit-o interpretare mai simplă. CMB anomalie a fost explicată printr-o lungime supervoydom gigant de 1,8 miliarde de ani lumină depărtare - o regiune lipsită de galaxii și alte agregări mari de materie situat în calea de deplasare lumina de pete reci din lume.
Dar, în acest an, un grup de astrofizicieni de la Universitatea din Durham a spus. Ceea ce este imposibil de a raționaliza. Oamenii de știință au colectat date pe șapte mii de galaxii, în imediata apropiere a locului rece și a arătat că natura mișcării lor elimină complet posibilitatea existenței unui supervoyda gigant. In schimb, datele indică faptul că această zonă este umplut cu mici galaxii și grupuri de galaxii separate Sign.
Cu toate acestea, această structură, spre deosebire de supervoyda respins explică la fața locului rece este deja foarte dificil: calculele cercetătorilor, există doar o singură șansă în cincizeci de faptul că această anomalie ar putea întâmpla accidental la un astfel de aranjament a maselor în CMB.
Universul în următorii 500 de milioane de ani lumina de Pamant. Lungimea estimată a golurilor nu este mai mult de 100 de milioane de ani-lumină. Lungimea supervoyda, ceea ce explică relicvă fața locului rece, a fost de 1,8 miliarde de ani lumină. Imagine: Richard Powell / Wikimedia Commons / CC BY-SA 2.5
Cu toate acestea, în cazul în care tot ceea ce există în realitate, aceasta trebuie să aibă expresie puternică în număr și dimensiuni? În cazul în care miliarde de ani mai târziu, în universul nostru va deveni brusc de energie un pic mai întunecată decât este acum, expansiunea rapidă a spațiului va începe să ia obiecte departe, chiar gravitational legat - de exemplu, galaxii vecine. Și o zi ultima stea trece dincolo de Calea Lactee dincolo de orizontul neant. Lumina din alte galaxii nu va lucește pe cerul nopții. Cu greu atunci urmașii noștri îndepărtați să creadă că în lume există mari și mici Magellanice nori, Galaxy Andromeda și mai GN-Z11 - punct roșiatică pe însăși marginea lumii vizibile și astăzi.