Где существует «пространство»?
Ответы
Люди боролись с загадкой того, почему вселенная существует на протяжении тысячелетий. Почти каждая древняя культура придумала свою собственную историю сотворения мира — большинство из них оставило этот вопрос в руках богов — и философы написали на эту тему множество книг. Но наука мало что могла сказать по этому важнейшему вопросу.
Однако в последние годы несколько физиков и космологов начали этим заниматься. Они отмечают, что теперь у нас есть понимание истории Вселенной и физических законов, описывающих ее работу. Эта информация, говорят они, должна дать нам представление о том, как и почему существует космос.
Их, по общему признанию, противоречивый ответ заключается в том, что вся вселенная, от огненного шара Большого взрыва до усеянного звездами космоса, в котором мы сейчас живем, возникла из ничего. Они говорят, что это должно было произойти, потому что «ничто» по своей природе нестабильно.
Эта идея может показаться странной или просто еще одной причудливой историей создания. Но физики утверждают, что это естественным образом следует из двух самых мощных и успешных научных теорий: квантовой механики и общей теории относительности.
Вот как все могло произойти из ничего.
(Кредит: НАСА, ЕКА, М. Постман (STScI), команда CLASH, команда наследия Хаббла (STScI/AURA))
Частицы из пустого пространства
Сначала мы должны взглянуть на область квантовой механики. Это раздел физики, который занимается очень маленькими вещами: атомами и еще более мелкими частицами. Это чрезвычайно успешная теория, и она лежит в основе большинства современных электронных устройств.
Квантовая механика говорит нам, что пустого пространства не существует. Даже самый совершенный вакуум на самом деле заполнен клубящимся облаком частиц и античастиц, которые вспыхивают и почти мгновенно исчезают обратно в небытие.
Эти так называемые виртуальные частицы существуют недостаточно долго, чтобы их можно было наблюдать напрямую, но мы знаем, что они существуют по их эффектам .
Группа галактик Квинтет Стефана (Источник: НАСА, ЕКА и команда Hubble SM4 ERO)
Пространство-время, без пространства и без времени
От крошечных вещей, таких как атомы, до действительно больших вещей, таких как галактики. Наилучшей теорией для описания таких крупномасштабных структур является общая теория относительности, главное достижение Альберта Эйнштейна, в которой излагается, как работают пространство, время и гравитация.
Теория относительности сильно отличается от квантовой механики, и до сих пор никому не удавалось совместить их без проблем. Однако некоторым теоретикам удалось применить две теории к конкретным проблемам, используя тщательно подобранные приближения. Например, этот подход использовал Стивен Хокинг из Кембриджского университета для описания черных дыр.
Источник: Почему есть что-то, а не ничего?
Утверждение, что Вселенная расширяется, вероятно, часто неправильно понимают. Сначала мы должны изучить причины, по которым говорят, что Вселенная расширяется.
Расширяющаяся Вселенная обнаруживается путем обнаружения явления красного смещения и того факта, что галактики удаляются друг от друга.
Но на самом деле термин «расширение» не может быть подходящим для этого случая, так как Вселенная на самом деле не расширяется ни во что, в отличие от воздушного шара, расширяющегося наружу в окружающее его пространство, скорее термин «расширение» используется для обозначения факта что пространство между галактиками каким-то образом растягивается, а сами галактики неподвижны. Поскольку пространство между галактиками увеличивается из-за растяжения пространства, кажется, что галактики удаляются друг от друга.
Это объяснение может не появиться интуитивно, так как из нашего опыта мы всегда видим, что пространство вокруг нас в мире неподвижно, и мы не рассматриваем пространство как нечто, способное растягиваться, но пространство согласно общей теории относительности (ОТО) не является простым один, как мы видим каждый день.
Пространство, согласно ОТО, является более сложной сущностью, способной растягиваться или даже изгибаться. Следовательно, необходимо представить вещи через это понятие вселенной, чтобы понять расширение, а не наше представление о расширении, основанное на здравом смысле.
Кроме того, поскольку это сложное понятие пространства не имеет ничего общего с тем, с чем мы сталкиваемся в реальной жизни, нет никаких аналогий, которые могли бы удовлетворить это расширяющееся явление.
Что касается мультивселенной, то это всего лишь предположение или творческая идея, и наша человеческая раса еще слишком молода, чтобы понимать что-либо в этом роде.