Вселенная бесконечна

<

Скопления галактик, рассеянные в пространстве, называются одним словом — Вселенная.  Большинство исследователей склоняется к тому, что Вселенная бесконечна.

Земля, вместе с Солнечной системой, находится в спиральной галактике, которая, в свою очередь, входит в скопление галактик.

Вселенная

Бурно развивающаяся космология достигла значительных успехов — современное состояние и ближайшее прошлое Вселенной в значительной мере можно считать известными.

Во-первых, доказана изотропия свойств Вселенной — все направления в ней равноправны: видимая картина Вселенной не зависит от направления луча зрения.

Этот факт относится к общему радиоизлучению, пронизывающему всю бесконечную Вселенную (оно названо реликтовым фоном, так как кванты его были излучены на самой ранней стадии развития Вселенной, когда еще не было ни звезд, ни галактик), а также к радиоволновому радиоизлучению и к рентгеновскому излучению.

Во-вторых, можно считать, что Вселенная однородна. Так же, как все направления, все точки ее равноправны. Отклонения от однородности составляют доли процента.

Приняв изотропную и однородную модель Вселенной, можно сделать выводы для этой модели из известных законов физики.

Вот тут-то и встает вопрос: можно ли для этого пользоваться законами, установленными в лаборатории?

Не окажется ли, что при переходе к грандиозным масштабам Вселенной сами эти законы придется менять?

Большинство ученых полагает, что такое изменение физических законов уже произошло, когда возникла общая теория относительности и появилось представление о кривизне пространства-времени.

До сих пор нет никаких данных, указывающих на ограниченность применения общей теории относительности к масштабам бесконечной Вселенной.

Релятивистская космология приводит к выводу о том, что в прошлом вещество Вселенной имело огромную плотность, а пространство-время огромную кривизну.

Такое состояние называется сингулярным, особым. Оно удалено от нас по времени более чем на 10 миллиардов лет. Однако нельзя забывать, что каждая частица (или ее предки) вышла из горнила сингулярности.

Настоящее и будущее Вселенной зависят от ее прошлого. Общая же теория относительности неприменима для сингулярного состояния. Вся совокупность теоретических, экспериментальных и наблюдаемых фактов говорит о применимости законов общей теории относительности для описания развития Вселенной лишь «почти с самого начала».

Наблюдения показывают, что мы живем в эволюционирующей, развивающейся и расширяющейся Вселенной. Это свойство вытекает из космологической модели советского математика А. А. Фридмана (1922 г.) и открытого Э. Хабблом красного смещения в спектрах галактик (1929 г.).

Средняя плотность материи во Вселенной

Судить о направлении эволюции Вселенной можно, зная современную плотность материи во Вселенной. Из общей теории относительности вытекает, что существует некоторое критическое значение плотности; если нынешняя плотность меньше этого значения, то расширение будет продолжаться неограниченно, если плотность больше, то расширение в будущем сменится сжатием.

Определение средней плотности материи во Вселенной непосредственно из астрономических наблюдений различных небесных тел и излучений — задача очень сложная.

Средняя плотность вещества, находящегося сейчас в галактиках, примерно известна. Если его «размазать» по всему пространству, то величина плотности составит 3*10^-31 г/см³, то есть величину, в 20 раз меньшую, чем критическая плотность.

В самое последнее время появились указания на то, что галактики, возможно, окружены «коронами», состоящими из звезд малой светимости и поэтому очень трудно обнаружимыми.

При учете массы «корон» средняя плотность вещества во Вселенной может увеличиться в несколько раз.

Кроме того, трудно учесть плотность других видов материи. В настоящее время нет надежных оценок возможного количества потухших звезд, квазаров и каких-либо других слабо светящихся или не светящихся объектов между галактиками.

Таким образом, ответа на вопрос, какова средняя плотность вещества Вселенной — больше или меньше она, чем критическая,- пока нет. И, следовательно, до сих пор не ясно, Вселенная бесконечна или она конечна.