Существует ли какое-либо реалистичное, понятное, доказуемое (даже в некоторой степени) объяснение/модель размеров Вселенной? Какова его форма? и почему? Я имею в виду физические объяснения, а не философские, поскольку речь идет о физической сущности, вселенной. Когда я пытаюсь думать об этом, я почти совсем не могу думать!
Примечание. Я почти удовлетворен тем, что на этот единственный вопрос нет ответа! Я внимательно отнеслась ко всем комментариям и потратила время на просмотр рекомендованных (не рекомендую) видео-лекций только для того, чтобы найти ответ, однако по вопросу так ничего и не получила. Дискуссия и лекции для меня — математические игры, далекие от физических. Я уважаю всю науку, связанную с космологией, но по этому вопросу даже великим исследователям (некоторые недавно получили Нобелевскую премию) нечего сказать, кроме игры с формулами и графиками. Я искал физический смысл.
Я потерял интерес к этому вопросу.
Я разделил свой ответ на два разных раздела (форма и степень). Хотя они очень связаны в физическом и математическом смысле, они иллюстрируют различные аспекты космологии нашей Вселенной. Я позволил себе опубликовать довольно длинный ответ, так как считаю, что на поставленные здесь вопросы нельзя легко ответить простым утверждением. Вместо этого я считаю, что к ответам нужно подходить с нескольких направлений, все они уходят корнями в математику и физику, но, тем не менее, сходятся на более философской основе. В конце концов, философские основания — это общая отправная точка для некоторых из самых захватывающих теорий в физике.
Что касается формы Вселенной, то она зависит от общей кривизны (что в некотором роде одно и то же). Кривизна зависит от количества материи и энергии во Вселенной через уравнения Эйнштейна. Таким образом, кривизну и энергосодержание можно оценить с помощью космологической модели (типичной является ЦДМ). Кривизна влияет на историю расширения Вселенной, которую можно исследовать с помощью крупномасштабных структур, таких как скопления галактик, и космического микроволнового фонового излучения (CMB). Используя эту космологическую модель вместе с наблюдениями, можно рассчитать правдоподобие параметров в модели. Делая это, мы получаем кривизну, равную или очень близкую к нулю. Аналогом которого является плоская, гладкая и бесконечно вытянутая простыня.
Затем кривизна появляется как естественный параметр в геометрической модели пространства-времени. То, как вы решите интерпретировать этот параметр, полностью зависит от вас. Многие люди любят думать об этом с точки зрения аналогий. Форма Вселенной, или пространство-время в ОТО, в математических терминах аналогична форме других геометрических объектов, таких как апельсины или седла. Поскольку пространство-время в ОТО четырехмерно, единственные физические аналогии, которые мы можем придумать, будут его эквивалентами в более низких измерениях. Предполагая, что ОТО — единственная теория, которую мы должны использовать в больших масштабах, эти аналогии на самом деле очень точны. Это не обязательно относится к более общим космологическим теориям, некоторые из которых предлагают так называемые топологические дефекты (например, космические струны) и другие геометрические объекты, которые не так легко визуализировать.
Таким образом, размышления о форме Вселенной представляют собой очень интересное и весьма нетривиальное занятие.
Протяженность Вселенной — тоже очень интересная и нетривиальная вещь. Некоторые решения предполагают, что Вселенная может быть бесконечной. Другие предполагают, что она конечна, но не имеет границ (как двумерная поверхность Земли). Теперь немного натуральных ингредиентов, что поворачивает дискуссию в еще более интересное русло. Это: конечная скорость света, конечный возраст Вселенной и расширение Вселенной. Возможно, вы знакомы с парадоксом Ольберса . Если нет, то настоятельно рекомендуется к прочтению.
В основном это иллюстрирует нашу неспособность видеть бесконечно далеко во Вселенной. Отсюда термин «наблюдаемая Вселенная». На самом деле это скорее утверждение о причинно-следственной связи, чем о технологических ограничениях. Поскольку скорость света конечна, а Вселенная расширяется, существует ограничение на расстояние, на которое мы можем отправлять и получать сигналы. На самом деле мы все еще можем наблюдать некоторые очень далекие объекты, которые излучали свой свет очень давно, но мы никогда не сможем послать им сигнал, потому что Вселенная расширяется слишком быстро, поэтому свет никогда не сможет догнать его, даже если он путешествует бесконечное количество времени. Этот пример иллюстрирует суть вопроса о протяженности Вселенной, то есть о горизонтах. За пределами этих горизонтов мы никогда не сможем достичь,
Еще одним интересным следствием расширения Вселенной является то, что далекие объекты ускользают с нашего горизонта. Из-за этого можно сказать, что количество содержимого (видимой материи) в наблюдаемой Вселенной на самом деле уменьшается, в то время как сама Вселенная постоянно расширяется.
Причина поднятия вопроса о горизонтах заключается в том, что высказывание утверждений о Вселенной за пределами горизонтов (и в бесконечности за их пределами) находится на грани философии. Это не значит, что нужно перестать думать об этом или задавать вопросы, как раз наоборот. Но это означает, что консенсуса часто трудно достичь. Существует множество экзотических идей о природе ненаблюдаемой Вселенной. К ним относятся мультивселенная, вечная инфляция, локальная пустота и многие другие. Я предлагаю прочитать о тех, если это представляет интерес.
Я хотел бы закончить ссылкой, которая находится на грани горизонта. Он содержит несколько очень информативных диаграмм, которые иллюстрируют некоторые из различных космологических горизонтов, присутствующих в нашей Вселенной. Я должен предупредить, что их нелегко понять даже профессионалам, но они передают много информации и понимания, если уделить им некоторое время.
[1] Т. М. Дэвис, « Фундаментальные аспекты расширения Вселенной и космических горизонтов », февраль 2004 г.
Если бы мы могли наблюдать Вселенную во всей ее полноте, мы бы знали ее размер. Однако размеры Вселенной остаются неизвестными. Наблюдаемая Вселенная состоит из того, что можно увидеть в телескопы, и в настоящее время ограничена технологиями телескопов.
Диаметр наблюдаемой Вселенной оценивается примерно в 28 миллиардов парсеков (93 миллиарда световых лет), 3 что означает, что край наблюдаемой Вселенной находится на расстоянии около 46–47 миллиардов световых лет.[4][5]
- Википедия (ссылка выше)
[править] Вот Модель того, насколько невообразимо огромна Солнечная система: Если бы Солнце было 8-дюймовым шаром для боулинга, Плутон был бы размером с булавочную головку на расстоянии 1 километра. Солнечная система простирается до комет, которые уходят в 25 раз дальше, чем Плутон, или на 25 км в модели.
Ближайшая звезда находится в 265,6 раза дальше кометы, которая в модели составляет 6640 км. Таким образом, если бы Солнце было размером с 8-дюймовый шар для боулинга, ближайшая звезда была бы так же далеко, как ядро земли (радиус Земли). Радиус известной Вселенной в 10 миллиардов раз дальше, чем у ближайшей звезды, которая в нашей модели находится на расстоянии 66,4 триллиона километров. Ближайшая звезда находится на расстоянии 39,7 триллиона километров, поэтому, если бы диаметр Солнца был 8 дюймов, размеры известной Вселенной были бы в 1,5 раза дальше, чем расстояние до ближайшей звезды. Мой мозг сейчас взорвется! Пожалуйста, проголосуйте, прежде чем это произойдет.
Если бы мы могли выяснить источник «материи» и «пространства» во Вселенной, мы получили бы все ответы относительно Вселенной.
Вселенная для целей науки — это видимая вселенная ., как и все остальное исключается позитивизмом. Это сфера с нами в центре, со стеной на расстоянии 13,7 миллиарда световых лет от нас (измеряется определением «сейчас» вдоль луча света, начинающегося с Земли и уходящего в направленном назад конусе), на котором большой взрыв можно представить себе как продолжающийся удар, а эта стена подобна горизонту черной дыры, которая летит наружу со скоростью, немного меньшей скорости света, и которая в какой-то момент в будущем, когда стемнеет, замедлится еще сильнее. доминирует энергия, а потом останавливаемся и просто сидим, высасывая из нас все, пока вся наблюдаемая вселенная не станет горизонтом, окруженным почти пустым де-Ситтеровским пространством (только мы и некоторые соседние галактики) со сферической стеной космологического горизонта на радиусе чего-то вроде 70 млрд. световых лет.
Вот и все. Это вселенная. Все остальное — необоснованная экстраполяция с использованием моделей сомнительной достоверности за пределами космологического горизонта, причем экстраполяции не нужны, так как они не влияют непосредственно на наблюдения.
Форма Вселенной сферическая вокруг любого наблюдателя, поэтому мы не находимся в каком-то особом месте. Это немного нелогично.
Я считаю, что смогу помочь вам визуализировать этот вопрос (без математики).
давайте начнем со вселенной в начале, например, вся вселенная для простоты составляет 1 милю в поперечнике.
Давление такого размера чрезвычайно велико, поэтому все давит на то, что находится рядом с ним. Так что, как только эти вещи продвигаются все дальше и дальше, Вселенная сначала растет очень быстро из-за высокого давления.
Это можно представить себе как каплю воды, растекающуюся по поверхности стеклянного стола все тоньше и тоньше.
Вы спрашиваете физически, насколько эта капля может «распространиться», самый простой физический ответ: нет предела (бесконечно).
Вода будет распространяться вечно, поскольку давление уменьшается, вы ожидаете, что скорость распространения будет замедленной, но в среде без трения нет ничего, что могло бы замедлить воду, исходное давление продолжает увеличивать скорость снова и снова.
если вы находитесь в начале (или где-то в середине, если уж на то пошло), вода по краям уйдет так далеко, что вы их больше не увидите. Таким образом, выйдя из поля вашего зрения, вы не можете со 100% точностью сказать, как далеко находятся Края (Ненаблюдаемая Вселенная), вы можете только описать физический горизонт (Наблюдаемая Вселенная).
Не видите математики, которую вы никогда не сможете получить, но она где-то там (настолько велика, что не в пределах обычной причины приводить ее в уравнения, поэтому = Infinite просто на самом деле говорит: «У нас нет таких больших чисел». используется новая математика. каждый день и новые теории подтверждаются снова и снова, нам нужно пересматривать наше «Понимание» того, что мы можем себе представить, и того, что существует, постепенно начинают согласовываться друг с другом, поскольку мы находим новые способы измерения ранее «бесконечных» идей.
Грант Томас
Qмеханик
пользователь46925