มีศูนย์กลางของจักรวาลหรือไม่? จักรวาลมีศูนย์กลางหรือไม่? จักรวาลมีศูนย์กลางหรือไม่?

จักรวาลของเราเริ่มต้นด้วยบิกแบง แต่ไม่ได้หมายความว่าเราจะวาดภาพได้อย่างถูกต้อง พวกเราส่วนใหญ่คิดว่ามันเป็นการระเบิดที่แท้จริง โดยที่ทุกสิ่งเริ่มต้นจากร้อนและหนาแน่น จากนั้นเย็นลงและเย็นลงเมื่อชิ้นส่วนแต่ละชิ้นลอยไปไกลขึ้นเรื่อยๆ แต่นี่ไม่เป็นความจริงเลย จึงเกิดคำถามว่า จักรวาลมีศูนย์กลางหรือไม่? รังสีพื้นหลังของจักรวาลมีระยะห่างเท่ากันจากเราไม่ว่าเราจะมองจากที่ใดหรือไม่? ท้ายที่สุดแล้ว หากจักรวาลกำลังขยายตัว การขยายตัวนี้คงจะเริ่มต้นที่ไหนสักแห่งใช่ไหม?

ลองคิดดูสักครู่เกี่ยวกับฟิสิกส์ของการระเบิด และจักรวาลของเราจะเป็นอย่างไรหากมันเริ่มต้นด้วยการระเบิด

ระยะแรกของการระเบิดระหว่างการทดสอบนิวเคลียร์ทรินิตี้ 16 มิลลิวินาทีหลังการระเบิด ยอดลูกไฟอยู่ที่ระดับความสูง 200 เมตร 16 กรกฎาคม พ.ศ. 2488

การระเบิดเริ่มต้นที่จุดหนึ่งและขยายออกไปด้านนอกอย่างรวดเร็ว วัสดุที่เคลื่อนที่เร็วที่สุดจะออกมาเร็วที่สุดและกระจายได้เร็วที่สุด ยิ่งคุณอยู่ห่างจากจุดศูนย์กลางการระเบิด วัตถุก็จะตามคุณทันน้อยลง ความหนาแน่นของพลังงานจะลดลงเมื่อเวลาผ่านไป แต่ยิ่งห่างจากการระเบิดก็จะตกลงเร็วขึ้นเนื่องจากวัสดุพลังงานในบริเวณรอบๆ จะบางลง ไม่ว่าคุณจะอยู่ที่ไหน คุณจะสามารถ - เว้นแต่คุณจะถูกทำลาย - เพื่อสร้างศูนย์กลางของการระเบิดขึ้นใหม่

โครงสร้างขนาดใหญ่ของจักรวาลเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา เนื่องจากข้อบกพร่องเล็กๆ น้อยๆ เติบโตจนก่อตัวเป็นดาวฤกษ์และกาแล็กซีกลุ่มแรกๆ จากนั้นจึงรวมตัวกันเป็นกาแลคซีขนาดใหญ่สมัยใหม่ที่เราเห็นในปัจจุบัน ยิ่งคุณมองไกลเท่าไร จักรวาลก็จะยิ่งอายุน้อยเท่านั้น

แต่นี่ไม่ใช่จักรวาลที่เราเห็น จักรวาลมีลักษณะเหมือนกันในระยะทางไกลและใหญ่: ความหนาแน่นเท่ากัน, พลังงานเท่ากัน, กาแล็กซีเดียวกัน ฯลฯ วัตถุระยะไกลที่เคลื่อนตัวออกจากเราด้วยความเร็วสูงไม่ตรงกับอายุกับวัตถุที่อยู่ใกล้เราและเคลื่อนที่มากขึ้น ด้วยความเร็วที่ต่ำกว่า พวกเขาดูเด็กกว่า และในระยะไกลก็ไม่มีวัตถุน้อยลง แต่มีมากกว่านั้น และถ้าเราดูว่าทุกสิ่งในจักรวาลเคลื่อนไหวอย่างไร เราจะเห็นว่าแม้เราจะมองเห็นห่างออกไปหลายหมื่นล้านปีแสง แต่เราได้สร้างศูนย์กลางขึ้นใหม่ตรงจุดที่เราอยู่

กระจุกดาราจักร Laniakea ซึ่งตำแหน่งของทางช้างเผือกเป็นสีแดง แสดงถึงปริมาตรเพียงหนึ่งพันล้านของจักรวาลที่สังเกตได้ หากจักรวาลเริ่มต้นด้วยการระเบิด ทางช้างเผือกก็จะอยู่ตรงกลางพอดี

นี่หมายความว่าเราจากกาแลคซีทั้งหมดนับล้านล้านกาแล็กซีในจักรวาล อยู่ที่ใจกลางของบิ๊กแบงใช่หรือไม่ และ "การระเบิด" ดั้งเดิมนั้นได้รับการกำหนดค่าในลักษณะนี้ - ด้วยความหนาแน่นของพลังงานที่ไม่ปกติและต่างกัน "จุดอ้างอิง" และแสงเรืองแสงลึกลับ 2.7 K - เพื่อวางเราไว้ที่ศูนย์กลาง จะเป็นการเอื้อเฟื้อเผื่อแผ่เพียงใดสำหรับจักรวาลที่จะจัดตั้งตัวเองเพื่อที่เราจะจบลงที่จุดเริ่มต้นที่ไม่สมจริงอย่างเหลือเชื่อนี้

ในระหว่างการระเบิดในอวกาศ วัสดุชั้นนอกจะถูกเอาออกเร็วที่สุด ซึ่งหมายความว่ามันจะเป็นวัสดุที่แสดงคุณสมบัติอื่นได้เร็วที่สุดเมื่อมันเคลื่อนที่ออกจากศูนย์กลาง เนื่องจากมันจะสูญเสียพลังงานและความหนาแน่นเร็วขึ้น

แต่ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปบอกเราว่านี่ไม่ใช่การระเบิด แต่เป็นการขยายตัว เอกภพเริ่มต้นในสภาวะที่ร้อนและหนาแน่น และมันเป็นโครงสร้างของมันที่ขยายตัว มีความเข้าใจผิดว่าต้องเริ่มจากจุดเดียวแต่ไม่ใช่ ทั้งภูมิภาคมีคุณสมบัติดังกล่าว - เต็มไปด้วยสสารพลังงาน ฯลฯ - จากนั้นแรงโน้มถ่วงสากลก็เข้ามามีบทบาท

คุณสมบัติเหล่านี้เหมือนกันทุกที่ เช่น ความหนาแน่น อุณหภูมิ จำนวนกาแลคซี เป็นต้น แต่ถ้าเรามองเห็นสิ่งนี้ เราก็จะพบหลักฐานของจักรวาลที่กำลังวิวัฒนาการ เนื่องจากบิ๊กแบงเกิดขึ้นพร้อมกันและทุกที่ในช่วงเวลาหนึ่งที่ผ่านมาในภูมิภาคหนึ่งของอวกาศ และภูมิภาคนี้คือสิ่งเดียวที่เราเห็นหากเรามองจากมุมมองของเรา เราจะเห็นภูมิภาคของอวกาศที่ไม่แตกต่างจากเรามากนัก ตำแหน่งของตัวเองในอดีต มันยากที่จะเข้าใจแต่ก็พยายาม

การมองย้อนกลับไปในระยะทางจักรวาลอันกว้างใหญ่ก็เหมือนกับการย้อนเวลากลับไป เป็นเวลา 13.8 พันล้านปีแล้วนับตั้งแต่บิ๊กแบงที่เราอยู่ตอนนี้ แต่บิ๊กแบงก็เกิดขึ้นในที่อื่นด้วย แสงที่เดินทางข้ามเวลาจากกาแลคซีเหล่านั้นทำให้เรามองเห็นพื้นที่ห่างไกลเหมือนในอดีต

กาแลคซีซึ่งแสงใช้เวลาหนึ่งพันล้านปีมาถึงเรานั้น สามารถมองเห็นได้เหมือนเมื่อหนึ่งพันล้านปีก่อน กาแลคซีที่ปรากฏต่อเราในอีกหมื่นล้านปีต่อมาจะมีลักษณะเหมือนเดิมเมื่อครั้งก่อน 13.8 พันล้านปีก่อน จักรวาลเต็มไปด้วยรังสี ไม่สำคัญ และเมื่ออะตอมที่เป็นกลางก่อตัวขึ้นครั้งแรก รังสีนี้ก็ไม่ได้หายไป ทำให้เย็นลง และเคลื่อนไปทางสีแดงเนื่องจากการขยายตัวของจักรวาล สิ่งที่เราเห็นเป็นพื้นหลังไมโครเวฟของจักรวาลไม่ใช่แค่แสงระเรื่อของบิ๊กแบงเท่านั้น แต่ยังสามารถมองเห็นได้จากทุกที่ในจักรวาล

จักรวาลไม่จำเป็นต้องมีศูนย์กลาง สิ่งที่เราเรียกว่า "ภูมิภาค" ของอวกาศที่เกิดบิ๊กแบงนั้นอาจเป็นอนันต์ หากมีศูนย์กลาง มันสามารถอยู่ที่ใดก็ได้จริงๆ และเราก็ไม่รู้เรื่องนี้เพราะเราไม่ได้สังเกตจักรวาลมากพอที่จะรับข้อมูลที่ครบถ้วน เราจะต้องเห็นขอบ ซึ่งเป็นแอนไอโซโทรปีพื้นฐาน (โดยที่ทิศทางที่ต่างกันดูแตกต่างกัน) ในอุณหภูมิและจำนวนกาแลคซี และจักรวาลของเราในระดับที่ใหญ่ที่สุดจะปรากฏเหมือนกันทุกที่และทุกทิศทาง

ไม่มีสถานที่ที่เอกภพเริ่มขยายตัว มีแต่เวลาที่เอกภพเริ่มขยายตัว นี่คือสิ่งที่บิ๊กแบงเป็น: สภาวะที่จักรวาลที่สังเกตได้ทั้งหมดผ่านไปในช่วงเวลาหนึ่ง นี่คือสาเหตุที่การมองทุกทิศทางหมายถึงการมองย้อนเวลากลับไป นั่นคือสาเหตุที่จักรวาลเป็นเนื้อเดียวกันในทุกทิศทาง นี่คือเหตุผลว่าทำไมประวัติวิวัฒนาการของจักรวาลของเราจึงสามารถสืบย้อนไปได้ไกลเท่าที่หอดูดาวของเราสามารถมองเห็นได้

เป็นไปได้ว่าจักรวาลมีรูปร่างและขนาดที่จำกัด แต่ถ้าเป็นเช่นนั้น เราก็ไม่มีข้อมูลนี้ ส่วนของจักรวาลที่เราสังเกตนั้นมีขอบเขตจำกัด และข้อมูลนี้ไม่มีอยู่ในนั้น หากคุณคิดว่าจักรวาลเป็นบอลลูน ขนมปัง หรือสิ่งอื่นใดโดยการเปรียบเทียบ อย่าลืมว่าเราสามารถเข้าถึงจักรวาลที่แท้จริงได้เพียงส่วนเล็กๆ เท่านั้น สิ่งที่เรามองเห็นเป็นเพียงส่วนเล็กๆเท่านั้น และไม่ว่าจะมีขอบเขตหรือไม่มีที่สิ้นสุด มันก็ไม่เคยหยุดที่จะขยายและขยายขนาด

จักรวาลไม่ได้ขยายตัวในทางใดทางหนึ่ง มันก็มีความหนาแน่นน้อยลง

ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงสมัยใหม่ ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป (GR) ระบุว่าสสารส่งผลต่อเรขาคณิตของอวกาศและเวลา ทำให้โค้งงอและทำให้เกิดแรงดึงดูดโน้มถ่วง นักฟิสิกส์คาดการณ์ข้อความนี้และพบวิธีอธิบายเรขาคณิตของจักรวาลทั้งหมดโดยใช้ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ในกรณีนี้ สสารทำให้จักรวาลขยายตัว กล่าวคือ เมื่อเวลาผ่านไป ระหว่างวัตถุที่อยู่ห่างไกลจากกัน พื้นที่จะยืดออกและวัตถุจะแยกออกจากกัน ข้อเท็จจริงนี้ถูกค้นพบโดยการทดลองโดยนักดาราศาสตร์ชาวอเมริกันฮับเบิล ตามแนวคิดสมัยใหม่ การขยายตัวของจักรวาลหมายความว่าจะต้องมีบิ๊กแบง นั่นคือช่วงเวลาที่จักรวาลเกิดขึ้นจากสิ่งที่เราไม่รู้และเริ่มขยายตัว มีการคำนวณว่าบิ๊กแบงเกิดขึ้นเมื่อเกือบ 14 พันล้านปีก่อน

จากการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ นักวิทยาศาสตร์ได้พิสูจน์ว่าหากคุณมองจักรวาลในระดับที่ใหญ่มาก ซึ่งใหญ่กว่าขนาดของกระจุกกาแลคซี จักรวาลก็จะมีความสมมาตร เป็นเนื้อเดียวกันในเชิงพื้นที่และมีไอโซโทรปิก (เหมือนกันในทุกทิศทาง) จากนี้ เป็นที่ชัดเจนแล้วว่าจักรวาลไม่สามารถมีศูนย์กลางที่กำหนดจากมุมมองของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป เนื่องจากในขนาดใหญ่ จักรวาลมีความสมมาตร และการมีอยู่ของศูนย์กลางถือเป็นการละเมิดความสมมาตร

ในความเป็นจริงทั้งหมดนี้อาจมีลักษณะเป็นอย่างไร? ตามทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป จักรวาลสมมาตรอธิบายได้ด้วยแบบจำลองฟรีดมันน์ตัวใดตัวหนึ่ง การสังเกตสมัยใหม่ไม่อนุญาตให้เราเข้าใจว่าอันไหน มีสามสถานการณ์ที่เป็นไปได้:

1) จักรวาลแบนและไม่มีที่สิ้นสุด นี่คือพื้นที่ปกติที่เราทุกคนเคยเจอในโรงเรียน จักรวาลแผ่ขยายไปไกลอย่างไม่มีที่สิ้นสุด สิ่งเดียวกันนี้ถูกสังเกตทุกที่เช่นเดียวกับที่เรามี มีกระจุกกาแลคซีและดวงดาวบางดวง ชัดเจนว่าภาพดังกล่าวไม่มีศูนย์กลางใดๆ กระจุกดาวข้างเคียงกำลังกระเด็นออกจากกันเมื่อจักรวาลขยายตัว ด้วยเหตุนี้ เนื่องจากจักรวาลเกิดขึ้นเมื่อประมาณ 14 พันล้านปีก่อน เราจึงเห็นเฉพาะจุดที่แสงส่องมาถึงเราในช่วงเวลานี้เท่านั้น และยิ่งเรามองไกลออกไป จักรวาลก็จะยิ่งอายุน้อยลงเท่านั้น

2) จักรวาลมีความโค้งเป็นลบและไม่มีที่สิ้นสุด เกือบจะเหมือนกับในเวอร์ชันก่อนหน้า เฉพาะในพื้นที่เท่านั้นที่มีลักษณะเหมือนอาน นั่นคือพื้นผิวที่โค้งไปในทิศทางตรงกันข้ามในสองทิศทางตั้งฉาก มีเพียงพื้นผิวของอานเท่านั้นที่เป็นสองมิติและ "ฝัง" ในพื้นที่สามมิติ แต่ที่นี่ทุกอย่างเป็นสามมิติและไม่ได้ฝังอยู่ในสิ่งใดเลย มันยากที่จะจินตนาการด้วยสายตา ผลรวมของมุมของรูปสามเหลี่ยมขนาดใหญ่มากน้อยกว่า 180 องศา แต่ในแง่อื่น ๆ ก็เหมือนกันในทางปฏิบัติ

3) จักรวาลมีขอบเขตจำกัดและมีความโค้งเป็นบวก ตัวเลือกที่น่าสนใจที่สุด ลองใช้ทรงกลมกัน และลองจินตนาการว่าเราอาศัยอยู่เฉพาะบนพื้นผิวและไม่สามารถเงยหน้าขึ้นได้ เมื่อเราคลานไปรอบๆ ทรงกลม มันจะดูสมมาตรสำหรับเรา เราจะเห็นภาพเดียวกันทุกที่ พื้นผิวของทรงกลมไม่มีจุดศูนย์กลางบนทรงกลม แต่เราสามารถเข้าใจได้เสมอว่าเราอยู่บนทรงกลม เช่น วาดรูปสามเหลี่ยมแล้วคำนวณผลรวมของมุม มันจะมากกว่า 180 องศา ตามแบบจำลองที่สาม จักรวาลเป็นเพียงทรงกลม แต่เป็นสามมิติ คือเราคลานได้ 3 ทิศทาง ถ้าเราเดินนานๆ ไปทางไหน เราก็จะถึงจุดเริ่มต้นในที่สุด หากจักรวาลเป็นทรงกลม รัศมีของมันควรจะใหญ่มากและเราจะไม่สามารถมองเห็นกาแลคซีของเราจากด้านหลังได้ เพราะแสงยังลอดผ่านได้ไม่มากนักในช่วงที่จักรวาลมีอยู่ แต่เช่นเดียวกับในสถานการณ์ก่อนหน้านี้ ทรงกลมดังกล่าวไม่มีศูนย์กลางเฉพาะ หากทรงกลมดังกล่าวเป็นพื้นผิวในอวกาศสี่มิติ มันจะมีอยู่จริง แต่จะไม่วางอยู่บนทรงกลม แต่คณิตศาสตร์ยังสามารถทำงานกับทรงกลมที่ไม่ได้ฝังอยู่ในสิ่งใดเลย ดังนั้นบ่อยครั้งที่สมมติฐานเกี่ยวกับความหลากหลายมิติของจักรวาลของเราจึงถือว่าไม่จำเป็น

นิโคไลขอบคุณสำหรับคำตอบ น่าเสียดายที่มันยังคงเป็นปริศนาสำหรับฉันว่าทำไมอวกาศที่มีปริมาตรจำกัด (เท่าที่ความรู้ของฉันเอื้ออำนวย ไม่ขัดแย้งกับแบบจำลองของฟรีดมันน์) จึงไม่สามารถมีศูนย์กลางได้ บิ๊กแบงซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดของสสารก็น่าสับสนเช่นกัน

สำหรับสาเหตุของการขยายตัวของเอกภพ ดูเหมือนว่าจะเกิดจากอิทธิพลของสสารมืด แต่ไม่ใช่สสารแบริออน

อันที่จริงฉันอ่านบทความทุกประเภทในหัวข้อนี้เป็นจำนวนมาก แต่ก็ไม่เข้าใจ

คำตอบ

อย่างที่ฉันบอกไป จักรวาลปิดสามมิติของเราอาจไม่ซ้อนอยู่ในสิ่งใดเลย คณิตศาสตร์อนุญาตสิ่งนี้ ตอนนี้เรามาดูพื้นดินกัน พื้นผิวโลกเป็นแบบสองมิติ ศูนย์กลางของพื้นผิวโลกอยู่ที่ไหน? ไม่มีสิ่งใดอยู่เหนือพื้นผิวหรือใต้พื้นผิว เราไม่มีมิติแนวตั้งที่สาม สิ่งต่างๆ เช่น จุดศูนย์กลาง ทิศทางความโค้งของพื้นผิว ฯลฯ เป็นเพียงสิ่งที่ไม่ได้กำหนดไว้เมื่อเราอาศัยอยู่บนลูกบอลสองมิติ และไม่สามารถมองขึ้นหรือลงได้ แต่แน่นอนว่าเราสามารถเข้าใจได้ว่าลูกบอลนั้นโค้งโดยการสร้างสามเหลี่ยมต่างๆ และนับผลรวมของมุม (บนลูกบอลอาจมีค่าอย่างน้อย 270) นักคณิตศาสตร์ในกรณีนี้ให้นิยามปริมาณเป็น 2 ประเภท คือ ปริมาณภายในและภายนอก ฉันไม่ทราบคำแปลที่แน่ชัด ให้มีภายในและภายนอก ดังนั้นโทโพโลยีจึงเป็นลักษณะภายใน เราสามารถเดินได้เป็นเวลานานในทิศทางที่แตกต่างกัน และเข้าใจว่าเส้นตรงทั้งหมดมาบรรจบกันที่จุดหนึ่ง เราไม่จำเป็นต้องลงจากลูกบอลเพื่อสิ่งนี้ เช่นเดียวกับความโค้ง เราสามารถสร้างสามเหลี่ยมและคำนวณผลรวมของมุมได้ แต่การมีอยู่ของ "ศูนย์กลาง" ของทรงกลมดังกล่าวในอวกาศ 3 มิติหรือทิศทางของการโค้งงอล้วนเป็นลักษณะภายนอก ยังไม่มีข้อบ่งชี้โดยตรงว่ายังมีมิติอื่นๆ ดังนั้นสมมติฐานเกี่ยวกับศูนย์กลางของจักรวาลในอวกาศ 4 มิติจึงซ้ำซ้อน มีเรื่องตลกเกิดขึ้นกับเส้นโค้ง เป็นต้น เส้นในพื้นที่ 2 มิติอาจมีความโค้ง แต่การนั่งบนเส้นนั้นเราไม่สามารถแนะนำการวัดภายในดังกล่าวได้ ดังนั้น เส้นโค้งภายนอกอาจเป็นเส้นโค้งได้ แต่เส้นโค้งภายในทั้งหมดจะเท่ากัน

เกี่ยวกับการขยายตัวของเอกภพ การมีส่วนร่วมอย่างเห็นได้ชัดต่อการขยายตัวสมัยใหม่นั้นเกิดจากพลังงานมืด ~70% สสารมืด ~25% และสสารแบริออน ~5% ดังนั้นการมีส่วนร่วมหลักนั้นเกิดจากพลังงานมืด เนื่องจากคุณสมบัติที่ผิดปกติของมัน (แรงดันลบที่มีความหนาแน่นของพลังงานเชิงบวก) ที่เรากำลังขยายตัวด้วยความเร่ง ซึ่งเป็นสาเหตุที่เราแนะนำมัน สสารมืดและสสารธรรมดามีอิทธิพลต่อการขยายตัวคล้ายคลึงกัน หากมีเพียงสสารเหล่านี้ จักรวาลก็จะขยายตัวช้าลง

คำตอบ

ฉันจะเพิ่มเกี่ยวกับการขยายตัวและบิ๊กแบง ในแบบจำลองทรงกลมสามมิติ บิ๊กแบงเกิดขึ้นเมื่อทรงกลมเกิดขึ้นและรัศมีหยุดเป็นศูนย์ บิ๊กแบงเกิดขึ้นทุกที่ในแง่ที่ว่าอวกาศปรากฏขึ้นทันทีและทุกที่ เต็มไปด้วยบางสิ่งที่เป็นเนื้อเดียวกันไม่มากก็น้อย หลังจากนั้น จักรวาลก็เริ่มขยายตัว ในกรณีของทรงกลมธรรมดา การขยายตัวจะคล้ายคลึงกับการพองตัวของบอลลูน ดังนั้นจึงเหมือนกันและเป็นไอโซโทรปิกทุกที่ แต่อย่างที่ฉันพูดไปการเปรียบเทียบนั้นไม่สมบูรณ์ ในความเป็นจริง มีเพียงพื้นผิวของทรงกลม และการที่เราจินตนาการภาพในรูปของลูกบอลเป็นเพียงวิธีการแสดงภาพเท่านั้น

คำตอบ

อีก 5 ความเห็น

แบบจำลองพื้นฐานของจักรวาลในปัจจุบัน Lambda-CDM ไม่ได้ให้คำตอบที่ชัดเจนสำหรับคำถามนี้ ตามทฤษฎีสัมพัทธภาพ สามารถเขียนสมการสมดุลขนาดใหญ่หนึ่งสมการสำหรับจักรวาลได้ การมีส่วนร่วมสัมพัทธ์ขององค์ประกอบต่างๆ ต่อการขยายตัวของเอกภพจะแสดงด้วยภาษากรีก Ω สำหรับสสารธรรมดา Ω_B~0.05 สสารมืด Ω_DM~0.25 พลังงานมืด Ω_Λ~0.7 เราสามารถสรุปได้ว่าการมีส่วนร่วมเหล่านี้สอดคล้องกับมวลขององค์ประกอบต่างๆ เช่น จักรวาลประกอบด้วยพลังงานมืด 70% สสารมืด 25% สสารธรรมดา 5% ทฤษฎีสัมพัทธภาพยังต้องเพิ่มการมีส่วนร่วมของความโค้ง Ω_k หากการมีส่วนร่วมของความโค้งเป็นบวก ก็จะมีตัวเลือกแรกของฉัน ถ้าเป็นลบ ก็จะเป็นทรงกลมปิด ถ้าเป็นศูนย์ ก็จะเป็นจักรวาลแบน โดยรวมแล้ว การมีส่วนร่วมทั้งหมดจะต้องเท่ากับ 100% นั่นคือ 1: Ω_B+Ω_DM+Ω_Λ+Ω_k=1 ดังนั้นข้อมูลเชิงสังเกตสมัยใหม่แสดงให้เห็นว่า Ω_B+Ω_DM+Ω_Λ=1.0023±0.005 นั่นคือทั้งสามตัวเลือกมีความเหมาะสม สิ่งที่เราพูดได้อย่างมั่นใจก็คือจักรวาลแบนมาก และถ้าเป็นทรงกลมสามมิติ ทรงกลมนี้ก็จะมีรัศมีใหญ่มากและมีพื้นผิวเรียบ

เป็นที่ทราบกันว่า จักรวาลเกิดขึ้นจากสิ่งที่เรียกว่าการระเบิด แต่นี่ไม่ได้หมายความว่าเรารู้ทุกอย่างเกี่ยวกับเธอ เริ่มจากความจริงที่ว่าการระเบิดนั้นไม่ได้เริ่มต้นจากสารที่มีความหนาแน่นสูงซึ่งมีอุณหภูมิสูงแล้วจึงเย็นลง อีกทั้งยังไม่ชัดเจนว่า ใจกลางของจักรวาล.

มีเหตุผลที่จะสรุปได้ว่าถ้ามันกำลังขยายตัวจากที่ไหนสักแห่งแสดงว่ามันมีอยู่จริง มาดูกันว่าการทดสอบ Trinity เกิดขึ้นได้อย่างไร หลังจากผ่านไป 16 มิลลิวินาทีตั้งแต่เริ่มระเบิด ลูกไฟส่วนบนจะอยู่ที่ระดับความสูง 200 เมตร กล่าวคือ การระเบิดจะเกิดขึ้น ณ จุดหนึ่งและกระจายออกไป

ในกรณีนี้ วัสดุที่เคลื่อนที่เร็วที่สุดจะออกมาเร็วกว่า และความหนาแน่นของพลังงานที่อยู่ไกลจากจุดศูนย์กลางการระเบิดจะลดลงเร็วขึ้น เมื่อเวลาผ่านไป องค์ประกอบของจักรวาลการเปลี่ยนแปลง กาแล็กซี และดวงดาวต่างๆ เกิดขึ้น จากนั้นพวกเขาก็รวมเข้ากับกาแลคซีขนาดใหญ่ คือเราคิดว่ายิ่งมองไกลก็ยิ่งอายุน้อยกว่า จักรวาลซึ่งไม่ถูกต้อง

สิ่งต่างๆ เป็นอย่างไรจริงๆ

ในความเป็นจริงไม่ว่าระยะทางใดก็ตาม จักรวาลดูเทียบเท่ากัน และในระยะไกลมาก มีวัตถุมากมายมากกว่าในระยะทางที่สั้นกว่า ขณะเดียวกันนักวิทยาศาสตร์แนะนำว่าหาก จักรวาลเกิดจากการระเบิด ศูนย์กลางควรอยู่ที่ทางช้างเผือก แต่เธอใจกว้างเกินไปหรือเปล่าที่เราเป็นศูนย์กลางของเธอ? ถ้า จุดเริ่มต้นของจักรวาลก็คือการระเบิดนั่นเอง เราจะเคลื่อนตัวออกจากศูนย์กลางของมัน

ดังนั้นจึงสมเหตุสมผลที่จะสรุปได้ว่าจักรวาลไม่ได้เริ่มต้นจากสภาวะที่หนาแน่นและร้อน และไม่ได้มาจากการระเบิด แต่มาจากการขยายตัว - และนี่เป็นแนวคิดที่แตกต่างออกไปเล็กน้อย และไม่ได้พูดถึงความจริงที่ว่าการนับถอยหลังเริ่มต้นจาก 1 จุดเลย อาจเป็นพื้นที่ทั้งหมดก็ได้

นอกจากนี้, บิ๊กแบงอาจเกิดขึ้นได้หลายส่วนพร้อมกัน เป็นเรื่องยากสำหรับบุคคลที่จะรับรู้สถานการณ์นี้ แต่ก็มีเหตุอันสมควร

ตัวอย่างเช่น พิจารณาแสง เป็นที่ชัดเจนแล้วว่าต้องขอบคุณมันที่ทำให้เรามองเห็นกาแลคซีที่อยู่ไกลออกไปเหมือนในอดีต สิ่งที่เราเห็นคือพื้นหลังพิเศษของจักรวาล ซึ่งสามารถมองเห็นได้อย่างแน่นอนจาก ส่วนใดส่วนหนึ่งของจักรวาล.

โดยที่ ศูนย์กลางของจักรวาลอาจจะไม่มี และที่มาของมันอาจเป็นอนันต์ และถ้ามีศูนย์กลางก็อาจจะอยู่ในจุดที่เราไม่สามารถจินตนาการได้ ผู้คนไม่มีข้อมูลเพียงพอที่จะรู้ว่าตนถูกต้อง เราเพียงแต่มองเห็นทุกสิ่งจากมุมมองของมนุษย์

จักรวาล... ช่างเป็นคำพูดที่แย่มาก ขนาดของสิ่งที่แสดงโดยคำนี้ท้าทายความเข้าใจใดๆ สำหรับเราการขับรถ 1,000 กม. นั้นเป็นระยะทางอยู่แล้ว แต่เมื่อเปรียบเทียบกับจำนวนมหาศาลที่บ่งบอกถึงค่าขั้นต่ำที่เป็นไปได้จากมุมมองของนักวิทยาศาสตร์ เส้นผ่านศูนย์กลางของจักรวาลของเรา


ตัวเลขนี้ไม่ได้เป็นเพียงขนาดมหึมาเท่านั้น แต่มันไม่จริงด้วย 93 พันล้านปีแสง! หน่วยกิโลเมตรแสดงเป็น 879,847,933,950,014,400,000,000

จักรวาลคืออะไร?

จักรวาลคืออะไร? วิธีเข้าใจความใหญ่โตนี้ด้วยใจเพราะอย่างที่ Kozma Prutkov เขียนไว้สิ่งนี้ไม่ได้มอบให้กับใครเลย เรามาพึ่งพาสิ่งเรียบง่ายที่คุ้นเคยซึ่งสามารถนำเราไปสู่ความเข้าใจที่ต้องการผ่านการเปรียบเทียบ

จักรวาลของเราทำมาจากอะไร?

เพื่อให้เข้าใจถึงปัญหานี้ ให้ไปที่ห้องครัวตอนนี้แล้วนำฟองน้ำโฟมที่คุณใช้ล้างจาน ได้เอาไหม? ดังนั้นคุณกำลังถือแบบจำลองของจักรวาลไว้ในมือของคุณ หากคุณพิจารณาโครงสร้างของฟองน้ำให้ละเอียดยิ่งขึ้นผ่านแว่นขยาย คุณจะเห็นว่ามันประกอบด้วยรูพรุนจำนวนมาก ซึ่งไม่ได้ล้อมรอบด้วยกำแพง แต่ถูกปิดด้วยสะพาน

จักรวาลเป็นสิ่งที่คล้ายกัน แต่เป็นเพียงวัสดุสำหรับจัมเปอร์เท่านั้นที่ใช้ไม่ใช่ยางโฟม แต่... ... ไม่ใช่ดาวเคราะห์ ไม่ใช่ระบบดาว แต่เป็นกาแลคซี! กาแลคซีแต่ละแห่งประกอบด้วยดาวฤกษ์หลายแสนล้านดวงที่โคจรรอบแกนกลาง และแต่ละกาแล็กซีอาจมีขนาดได้มากถึงหลายแสนปีแสง ระยะห่างระหว่างกาแลคซีมักจะประมาณหนึ่งล้านปีแสง

การขยายตัวของจักรวาล

จักรวาลไม่เพียงแค่ใหญ่เท่านั้น แต่ยังขยายตัวอย่างต่อเนื่องอีกด้วย ข้อเท็จจริงนี้ก่อตั้งขึ้นโดยการสังเกตการเปลี่ยนแปลงสีแดง ก่อให้เกิดพื้นฐานของทฤษฎีบิ๊กแบง


ตามข้อมูลของ NASA อายุของจักรวาลนับตั้งแต่บิ๊กแบงที่เริ่มต้นนั้นอยู่ที่ประมาณ 13.7 พันล้านปี

คำว่า "จักรวาล" หมายถึงอะไร?

คำว่า "จักรวาล" มีรากศัพท์มาจากภาษาสลาโวนิกเก่า และอันที่จริงแล้วเป็นกระดาษลอกลายจากคำภาษากรีก โออิโคเมนตา (οἰκουμένη)มาจากคำกริยา οἰκέω “ฉันอาศัยอยู่ ฉันอาศัยอยู่”- ในขั้นต้นคำนี้หมายถึงส่วนที่อาศัยอยู่ทั้งหมดของโลก ในภาษาคริสตจักร ความหมายที่คล้ายกันยังคงอยู่จนถึงทุกวันนี้ ตัวอย่างเช่น พระสังฆราชแห่งคอนสแตนติโนเปิลมีคำว่า "ทั่วโลก" ในชื่อของเขา

คำนี้มาจากคำว่า "การอยู่อาศัย" และพยัญชนะกับคำว่า "ทุกสิ่ง" เท่านั้น

ใจกลางจักรวาลคืออะไร?

คำถามเรื่องศูนย์กลางจักรวาลเป็นเรื่องที่น่าสับสนอย่างยิ่งและยังไม่ได้รับการแก้ไขอย่างแน่นอน ปัญหาคือยังไม่ชัดเจนว่ามีอยู่จริงหรือไม่ มีเหตุผลที่จะสรุปได้ว่าเนื่องจากมีบิ๊กแบงจากจุดศูนย์กลางที่กาแลคซีจำนวนนับไม่ถ้วนเริ่มแยกตัวออกจากกัน หมายความว่าเมื่อติดตามวิถีโคจรของแต่ละกาแล็กซี จึงเป็นไปได้ที่จะพบศูนย์กลางของจักรวาลที่จุดตัด ของวิถีเหล่านี้ แต่ความจริงก็คือกาแลคซีทั้งหมดเคลื่อนตัวออกจากกันด้วยความเร็วประมาณเดียวกัน และแทบจะสังเกตภาพเดียวกันได้จากทุกจุดในจักรวาล


มีทฤษฎีมากมายที่นี่ว่านักวิชาการคนไหนจะคลั่งไคล้ แม้แต่มิติที่สี่ก็ถูกนำเข้ามาเล่นมากกว่าหนึ่งครั้ง แม้ว่ามันจะผิดก็ตาม แต่จนถึงทุกวันนี้ ยังไม่มีความชัดเจนในคำถามนี้

หากไม่มีคำจำกัดความที่ชัดเจนเกี่ยวกับศูนย์กลางของจักรวาล เราจะพิจารณาพูดถึงสิ่งที่อยู่ในใจกลางนี้ว่าเป็นแบบฝึกหัดที่ว่างเปล่า

อะไรอยู่นอกเหนือจักรวาล?

โอ้ นี่เป็นคำถามที่น่าสนใจมาก แต่ก็คลุมเครือเหมือนคำถามก่อนหน้านี้ โดยทั่วไปไม่เป็นที่ทราบแน่ชัดว่าจักรวาลมีขีดจำกัดหรือไม่ บางทีอาจจะไม่มีเลย บางทีพวกเขาอาจมีอยู่ บางที นอกจากจักรวาลของเราแล้ว ยังมีจักรวาลอื่นๆ ที่มีคุณสมบัติของสสารอื่นๆ ด้วยกฎของธรรมชาติและค่าคงที่ของโลกที่แตกต่างจากของเรา ไม่มีใครสามารถให้คำตอบที่พิสูจน์แล้วสำหรับคำถามดังกล่าวได้

ปัญหาคือเราสามารถสังเกตจักรวาลได้จากระยะไกล 13.3 พันล้านปีแสงเท่านั้น ทำไม ง่ายมาก: เราจำได้ว่าอายุของจักรวาลคือ 13.7 พันล้านปี เมื่อพิจารณาว่าการสังเกตของเราเกิดขึ้นโดยมีความล่าช้าเท่ากับเวลาที่แสงใช้เพื่อเดินทางในระยะทางที่สอดคล้องกัน เราไม่สามารถสังเกตจักรวาลได้ก่อนที่จะเกิดขึ้นจริง ในระยะนี้เราเห็นจักรวาลของเด็กวัยหัดเดิน...

เรารู้อะไรอีกเกี่ยวกับจักรวาลอีก?

เยอะและไม่มีอะไร! เรารู้เกี่ยวกับวัตถุเรืองแสง เกี่ยวกับเส้นจักรวาล ควาซาร์ หลุมดำ และอื่นๆ อีกมากมาย ความรู้บางส่วนนี้สามารถพิสูจน์และพิสูจน์ได้ บางสิ่งเป็นเพียงการคำนวณทางทฤษฎีที่ไม่สามารถยืนยันได้ด้วยหลักฐาน และบางอย่างเป็นเพียงผลจากจินตนาการอันล้นเหลือของนักเทียมวิทยา


แต่เรารู้สิ่งหนึ่งที่แน่นอน: จะไม่มีช่วงเวลาที่เราจะทำได้โดยเช็ดเหงื่อออกจากหน้าผากด้วยความโล่งอกพูดว่า: "ฮึ! ในที่สุดปัญหานี้ก็ได้รับการศึกษาอย่างเต็มที่แล้ว ไม่มีอะไรให้จับอีกแล้วที่นี่!”