كيف كان شكل الكون في البداية. كون واحد أم عدة؟ نحن نعيش داخل كرة القدم

في الجزء الذي نعيش فيه من الكون، وصل التضخم إلى نهايته حقًا. لكن ثلاثة أسئلة لا نعرف إجاباتها لها تأثير هائل على الحجم الفعلي للكون، وعما إذا كان لانهائيًا:

1. ما حجم جزء ما بعد التضخم من الكون الذي أدى إلى الانفجار الكبير؟
2. هل فكرة التضخم الأبدي صحيحة، والتي بموجبها يتوسع الكون إلى أجل غير مسمى، على الأقل في بعض المناطق؟
3. كم من الوقت استمر التضخم قبل أن يتوقف ويؤدي إلى انفجار كبير ساخن؟

من الممكن أن الجزء من الكون الذي حدث فيه التضخم كان قادرًا على النمو إلى حجم ليس أكبر بكثير مما يمكننا ملاحظته. من الممكن أن يكون هناك دليل في أي لحظة على وجود "حافة" حيث انتهى التضخم. ولكن من الممكن أيضًا أن يكون الكون أكبر بكثير مما نلاحظه. بدون الإجابة على هذه الأسئلة، لن نحصل على إجابة على السؤال الرئيسي.

إن العدد الهائل من المناطق المنفصلة التي حدث فيها الانفجار الكبير يفصلها الفضاء، وتنمو باستمرار نتيجة للتضخم الأبدي. لكن ليس لدينا أي فكرة عن كيفية اختبار أو قياس أو الوصول إلى ما يكمن وراء عالمنا المرئي.

وبعيدًا عما يمكننا رؤيته، فمن المحتمل أن يكون هناك كون أكبر مثل كوننا تمامًا، له نفس قوانين الفيزياء، ونفس الهياكل الكونية، ونفس فرص الحياة المعقدة.

كما أن "الفقاعة" التي انتهى فيها التضخم لابد أن يكون لها حجم محدود، نظراً لأن عدداً هائلاً من هذه الفقاعات موجود في زمكان أكبر وأكثر اتساعاً.

ولكن على الرغم من أن هذا الكون بأكمله، أو الكون المتعدد، قد يكون كبيرًا بشكل لا يصدق، إلا أنه قد لا يكون لانهائيًا. في الواقع، ما لم يستمر التضخم إلى أجل غير مسمى، أو ما لم يولد الكون كبيرًا بلا حدود، فلا بد أن يكون محدودًا.

وبغض النظر عن حجم الجزء الذي نلاحظه من الكون، وبغض النظر عن المدى الذي يمكننا النظر إليه، فإن كل هذا لا يشكل سوى جزء صغير مما يجب أن يوجد هناك، وراءه.

المشكلة الأكبر هي أننا لا نملك معلومات كافية للإجابة بشكل قاطع على السؤال. نحن نعرف فقط كيفية الوصول إلى المعلومات المتاحة في عالمنا المرئي: تلك الـ 46 مليار سنة ضوئية في جميع الاتجاهات.

قد تكون الإجابة على السؤال الأكبر، ما إذا كان الكون محدودًا أم لانهائيًا، مخفية في الكون نفسه، لكننا لا نستطيع معرفة جزء كبير منه بما يكفي لنعرفه على وجه اليقين. وإلى أن نكتشف ذلك، أو نتوصل إلى مخطط ذكي لتوسيع حدود الفيزياء، فلن يكون لدينا سوى الاحتمالات.

قبل بضع مئات من السنين فقط، كان الناس على يقين من أن كوننا بأكمله هو الشمس والعديد من الكواكب المحيطة بها، ولكن مع مرور السنين، بدأت العقول الفضولية تتوصل تدريجياً إلى استنتاج مفاده أن عالمنا ليس "مجموعة" من الكواكب في مكان ما. الجميع. في منتصف القرن العشرين، أذهل إدوين هابل البشرية باكتشاف أثبت أن المجرة التي نعيش فيها ليست الكون بأكمله، فمجرة درب التبانة هي “حبة رمل” في محيط لا يحصى من المجرات الأخرى. يتساءل الأشخاص المعاصرون بشكل متزايد عن شكل الكون، وقد تمكن العلماء من إنشاء نظرة تقريبية لعالمنا، وسترى ذلك في هذه المقالة.

الفرضيات الشائعة حول أصل الكون

لكن أولاً، دعونا نلقي نظرة على النظريات الأكثر شيوعًا التي تحاول تفسير ولادة عالمنا.

ولعل أشهرها هي نظرية الانفجار الكبير، فهي تنص على أنه قبل 14 مليار سنة كان هناك انفجار معين من الطاقة، بمعنى آخر "انفجار"، ما ولده غير معروف. ما هو واضح هو أنه عند هذه "النقطة" الأولية تركزت درجة الحرارة الهائلة والكثافة الأعلى للمادة، وقد ولدت طاقة الانفجار جميع العناصر التي تشكل النجوم والكواكب (نعم، نحن كذلك).

من المعتقد أن حجمنا يتوسع باستمرار، وسيستمر في الزيادة في الحجم. وسيستمر هذا لتريليونات السنين حتى تستنفذ النجوم كل مادتها وتنطفئ، عندها سيصبح عالمنا باردًا ومظلمًا.

جزء من كوننا: كل نقطة هي مجرة ​​تحتوي على مئات المليارات من النجوم

وهناك نظرية أخرى شائعة أيضًا هي تلك التي تدعي أن الكون كان دائمًا، وليس له بداية ونهاية، لقد كان، وسيكون. لكن هذا الرأي به الكثير من التناقضات، لأنه لقد ثبت أن الكون يتوسع، من خلال النمذجة المعقدة لحركة الأجسام الكونية، وقد تم بناء مسارها، ولا يذهب إلى ما لا نهاية في الماضي، أي. اتضح أن عالمنا لديه "بداية" معينة.

لكي نكون منصفين، ينبغي القول أن "الانفجار الكبير" له أيضًا العديد من أوجه القصور، على سبيل المثال، السرعة من لحظة "الانفجار" هي أنه كان ينبغي أن تتناثر بعيدًا عن بعضها البعض خلال 14 مليار سنة، ولكن هذا هو لم يلاحظ.

كيف يبدو الكون من الخارج؟

يعمل العلماء باستمرار على تحسين أدواتهم للتعمق أكثر في الكون. إن حجم العالم المرئي معروف بالفعل على وجه التحديد، وهو ما يقرب من 500 مليار مجرة ​​(!)، والتي تشكل حدودًا للحجم تبلغ 26 مليار سنة ضوئية. ولكن هذا ليس كل شيء، فقد تمكن العلماء من اكتشاف إشعاع العالم المرئي، وهو على بعد 92 مليار سنة ضوئية! هذه أرقام هائلة يصعب تخيلها. ولحسن الحظ، فقد صنع علماء الفلك العديد من النماذج المرئية لعالمنا المرئي، والآن يمكنك أن ترى بنفسك كيف يبدو الكون.

تكافح العقول الفضولية للعلماء المتحمسين لحل الظواهر الغامضة، والتوصل إلى النظريات، وإجراء الأبحاث والملاحظات... ولعل الفضاء وكل ما يتعلق به هو أحد المواضيع الأكثر إثارة للاهتمام والواعدة. وكلما نظرت البشرية إلى هذا الأمر، أصبح من المثير للاهتمام العثور على إجابات لعدد متزايد من الأسئلة.

نحن نحاول دراسة الكون بقدر ما تسمح به التكنولوجيا الحديثة. لكن أحدث التلسكوبات لها حدود معينة، والتي من المستحيل ببساطة النظر إليها باستخدام الوسائل التقنية. ثم يستخدم الشخص مخيلته ويبدأ في تخمين الحقائق المتوفرة.

أين ينتهي الكون؟ علاوة على ذلك، هذا ليس سؤالا فلسفيا أو بلاغيا، بل هو سؤال علمي حقيقي. من المستحيل الإجابة عليه بشكل أحادي وبدقة دون وجود أساس كافٍ. من الممكن فقط، بناءً على النظريات المثبتة بالفعل والحقائق الموجودة، استخلاص استنتاجات معينة والتخيل...

تم وصف أصل الكون والمجرات والنجوم وحتى كوكبنا من خلال نظرية الانفجار الكبير. حدث هذا الحدث منذ حوالي 13.8 مليار سنة، وهو لحظة ولادة الكون بالشكل الذي نتخيله به. في الوقت نفسه، لا ينبغي للمرء أن يعتقد أنه قبل ذلك كان الكون فارغا. على العكس من ذلك، مع نمو طاقة الفضاء واقترابها من الانفجار، تغير الفضاء نفسه.

كيف تبدو حافة الكون؟

منطقة الانفجار الكبير المفترضة هي كرة يبلغ نصف قطرها ما يزيد قليلا عن 46 سنة ضوئية. لكن هذه الحدود اعتباطية للغاية، وبالطبع ليست حدود الفضاء. ولكن ماذا وراء ذلك؟

يعتقد الباحثون أن هناك نفس الجزء من الكون الذي نلاحظه. باستثناء التفاصيل التي يمكن تسميتها محلية - موقع المجرات والنجوم وميزات الأنظمة.

وبناء على ذلك، يصبح من الواضح أنه من المستحيل رؤية "حافة الكون" سيئة السمعة، كما أنه من المستحيل احتضان الضخامة.

كتاب "الكون. دليل المشغل هو الدليل المثالي لأهم - وبطبيعة الحال، أكثر الأسئلة إثارة - في الفيزياء الحديثة: "هل السفر عبر الزمن ممكن؟"، "هل هناك أكوان موازية؟"، "إذا كان الكون يتوسع، فأين يتوسع؟" "،" ماذا سيحدث إذا نظرت إلى نفسك في المرآة بعد أن تسارعت بسرعة الضوء؟ "،" لماذا هناك حاجة إلى مصادمات الجسيمات ولماذا يجب أن تعمل باستمرار؟ " ألا يكررون نفس التجارب إلى ما لا نهاية؟ الفكاهة والمفارقة والروعة وسهولة الوصول إلى العرض تضع هذا الكتاب على نفس الرف مثل الكتب الأكثر مبيعًا لـ G. Perelman وS. Hawking وB. Bryson وB. Green! هدية حقيقية لكل من يهتم بالعلوم الحديثة - من طالب مدرسة ثانوية فضولي إلى معلمه المفضل، من طالب فقه اللغة إلى دكتور في العلوم الفيزيائية والرياضية!

ما خلفها غير مرئي، ولكننا نعرف كيف يبدو الكون الآن وكيف كان يبدو في كل نقطة زمنية من المراحل المبكرة حتى يومنا هذا، حتى نتمكن من تخمين ما وراء هذا الستار الكوني. من المغري أن ننظر خلفها، أليس كذلك؟

لذا، وعلى الرغم من أننا غير قادرين على النظر إلى ما هو أبعد من الأفق، فإننا نرى ما يكفي لإرضاء فضولنا وفضول الآخرين على حساب العامة. والأجمل أننا كلما طال انتظارنا، كلما كبر الكون وابتعد الأفق. بمعنى آخر، هناك زوايا بعيدة من الكون يصل نورها إلينا الآن فقط.

ما هو أبعد من الأفق؟ لا أحد يعرف، لكن يمكننا تقديم تخمينات مدروسة. وتذكر ما أظهره لنا كوبرنيكوس وأتباعه بوضوح؛ "عندما تذهب إلى مكان ما، سينتهي بك الأمر في مكان ما"، لذا يمكننا أن نفترض أن الكون يبدو كما هو هنا خلف الأفق تقريبًا. بالطبع، ستكون هناك مجرات أخرى هناك، ولكن سيكون هناك نفس العدد تقريبًا من المجرات المحيطة بنا، وسوف تبدو تقريبًا مثل جيراننا. ولكن هذا ليس صحيحا بالضرورة. نحن نفترض هذا لأنه ليس لدينا أي سبب للتفكير بطريقة أخرى.

> بنية الكون

دراسة الرسم البياني هيكل الكون: المقاييس المكانية، خريطة الكون، العناقيد الفائقة، العناقيد، مجموعات المجرات، المجرات، النجوم، سور سلون العظيم.

نحن نعيش في مساحة لا نهائية، لذلك من المثير للاهتمام دائمًا معرفة كيف يبدو هيكل الكون وحجمه. يتكون الهيكل العالمي العالمي من الفراغات والخيوط، والتي يمكن تقسيمها إلى مجموعات، ومجموعات مجرية، وأخيرا، نفسها. وإذا قللنا المقياس مرة أخرى فسنأخذ في الاعتبار (الشمس واحدة منهم).

إذا فهمت كيف يبدو هذا التسلسل الهرمي، فيمكنك فهم الدور الذي يلعبه كل عنصر مسمى في بنية الكون بشكل أفضل. على سبيل المثال، إذا توغلنا أبعد من ذلك، سنلاحظ أن الجزيئات تنقسم إلى ذرات، وتلك إلى إلكترونات وبروتونات ونيوترونات. ويتحول الأخيران أيضًا إلى كواركات.

لكن هذه عناصر صغيرة. ماذا تفعل مع العمالقة؟ ما هي العناقيد الفائقة والفراغات والخيوط؟ سوف ننتقل من الصغيرة إلى الكبيرة. يمكنك أدناه رؤية الشكل الذي تبدو عليه خريطة مقياس الكون (الخيوط والألياف والفراغات الفضائية مرئية بوضوح هنا).

هناك مجرات منفردة، لكن معظمها يفضل أن تكون موجودة في مجموعات. عادةً ما تكون هذه 50 مجرة ​​يبلغ قطرها 6 ملايين سنة ضوئية. تحتوي مجموعة درب التبانة على أكثر من 40 مجرة.

العناقيد هي مناطق تحتوي على 50-1000 مجرة، ويصل حجمها إلى 2-10 ميغا فرسخ فلكي (قطر). ومن المثير للاهتمام أن نلاحظ أن سرعاتها عالية بشكل لا يصدق، مما يعني أنها يجب أن تتغلب على الجاذبية. لكنهم ما زالوا متمسكين ببعضهم البعض.

تظهر المناقشات حول المادة المظلمة في مرحلة النظر في مجموعات المجرات. ويعتقد أنه يخلق القوة التي تمنع المجرات من التحرك بعيدا في اتجاهات مختلفة.

في بعض الأحيان تجتمع المجموعات أيضًا لتشكل كتلة عملاقة. هذه بعض من أكبر الهياكل في الكون. وأكبرها هو سور سلون العظيم، ويمتد بطول 500 مليون سنة ضوئية، وعرض 200 مليون سنة ضوئية، وسمك 15 مليون سنة ضوئية.

لا تزال الأجهزة الحديثة غير قوية بما يكفي لتكبير الصور. يمكننا الآن أن ننظر إلى مكونين. الهياكل الخيطية - تتكون من مجرات ومجموعات وعناقيد وعناقيد معزولة. وكذلك الفراغات - فقاعات فارغة عملاقة. شاهد مقاطع فيديو ممتعة لتتعرف أكثر على بنية الكون وخصائص عناصره.

التكوين الهرمي للمجرات في الكون

عالمة الفيزياء الفلكية أولغا سيلتشينكو تتحدث عن خصائص المادة المظلمة والمادة في الكون المبكر والخلفية الأثرية:

المادة والمادة المضادة في الكون

إيزيك فاليري روباكوف عن الكون المبكر واستقرار المادة وشحنة الباريون: