Научно-популярный очерк о Вселенной, в которой мы живем

National GeographicНаука

В какой Вселенной мы живем?

d900a08c9b9d4c1fa2fe7a01828e7399.max-2000x1000.jpg
Галактика Млечный Путь в представлении художника. Фото: jpl.nasa.gov

Существуют атомы и пустота,
все остальное — мнения. Демокрит (460-370 гг. до н. э.).

В 2020 году в дополнение к привычным заботам полевой сейсморазведки судьба неожиданно подарила мне возможность прямого общения со студентами Санкт-Петербургского Горного университета. За это я глубоко благодарен ректору университета, профессору Владимиру Стефановичу Литвиненко, который посчитал целесообразным скрестить учебную тематику подготовки профессиональных кадров с реальным опытом представителей горно-геологического производства. Среди обсуждаемых в процессе общения со студентами тем в начале превалировали разговоры о реальных условиях полевых геофизических работ, о профессиональном росте специалистов, о мерах по их материальному стимулированию и социальному обеспечению. Обсуждались не только реальные особенности проведения геофизических исследований. Порой собеседование непредсказуемо выходило за рамки производственной тематики. Отсутствие запретных тем стимулировало память и воображение.

Поиск обоснованных ответов на возникающие вопросы, особенно если они касались не производственной тематики, а, например, современного состояния наук о природе, грядущей водородной энергетики, мирового кризиса питьевого водоснабжения или энергетического баланса Земли, потребовал серьезной подготовки. В результате сбора и анализа необходимых материалов были сформулированы приемлемые ответы на прозвучавшие вопросы. Серьезную дискуссию вызвал вопрос о происхождении Вселенной, об особенностях ее развития и о связанных с этой тематикой некоторых общих философских проблемах, которые держат на плаву наше мировозрение. Рассмотрению некоторых особенностей этой комплексной темы посвящен настоящий научно-популярный очерк о Вселенной, в которой мы живем. 

В начале хотелось бы схематично обозначить иерархию привязанных к Космосу понятий. Здесь, как в русской деревянной матрешке, целесообразно будет сохранить следующую последовательность соподчинений: Вселенная — Метагалактики — Галактики и скопления галактик — Межзвездная среда — Звезды (шаровые скопления, стационарные, двойные, сверхновые, квазары, магнетары, цефеиды, белые карлики, черные дыры, нейтронные звезды и др.) — Планетные системы и их спутники — Астероиды и кометы.

Наблюдаемая Вселенная

Мы живем в пределах, так называемой, наблюдаемой части Вселенной, которую зарубежные ученые называют «Multiverse» (Множественная Вселенная). Она сформировалась сравнительно недавно, всего 14-15 млрд. лет тому назад, в результате, как утверждается многими учеными, Большого взрыва   и, как другие многочисленные и подобные ей структурные образования, размещается на бескрайных просторах безграничной Вселенной (Universe).

Сегодня никто не оспаривает вывод о том, что наша галактика «Млечный Путь» является одной из миллиардов других Галактик. Полагаем, что в этом случае и видимая часть Вселенной, которую правильнее было бы называть Метагалактикой, является одной из множества других подобных ей или растущих, или стабилизировавшихся, или сжимающихся (схлопывающихся) Метагалактик, размещенных в поистине беспредельной Вселенной, которую некоторые ученые называют Метавселенной. Разумнее было бы, на наш взгляд, в иерархии Космоса остановиться на использовании только двух терминов: Вселенная и Метагалактика (видимая часть Вселенной).

Прежде всего целесообразно отметить, что мы не можем сегодня точно описать все особенности Вселенной и в своих рассуждениях о ней опираемся только на параметры и «действующих лиц» наблюдаемой ее части. Существует несколько гипотетических соображений о процессах ее формирования. Часть ученых полагают, что она родилась из сингулярности и миновав «горячую фазу» своего развития, стремительно расширяется после Большого взрыва, о котором свидетельствует наблюдаемое микроволновое фоновое излучение с температурой в 2,73 К – послесвечение взрыва (1).            

В видимой части Вселенной сконцентрировалось около 200 миллиардов Галактик самой различной формы (8). Астрономы – острословы (17) придумали своеобразные названия для 15 различных их видов. В том числе упоминаются Галактики – «канибалы», поглощающие более мелкие структуры (Андромеда и др.); Галактики – «медузы», подобные расположенной в созвездии Южный Треугольник спиральной Галактике ESO 137-001 с линейными «щупальцами» из ярких синих звезд; Галактики – «зомби» (Галактика МАСS2129-1, вращающаяся в два раза быстрее, чем Млечный Путь, в составе которой нет звезд моложе 10 млрд. лет; Галактика – «цветок» (ESO 38 – 12) в созвездии Центавра – гибрид спиральной и эллипсовидной галактик и ряд других.

Самая большая во Вселенной Галактика IC 1101 – космический монстр и «хищник», диаметром в 6 миллионов световых лет, расположенная в созвездии Девы, была обнаружена в 1790 году Уильямом Гершелем. Она в две тысячи раз массивнее Галактики Млечный путь и удалена от Земли на расстояние в 1 миллиард световых лет. Если бы она располагалась на месте нашей галактики, то поглотила бы ее и всех «соседей» (Большое и Малое Магеллановы Облака, Галактики Андромеду и Треугольник). Важно отметить, что во Вселенной наблюдаются галактики, не обремененные «темной материей» (например, Галактика NGC 1052-DF2, расположенная на расстоянии в 42 млн. световых лет от Земли). В процессе наблюдений установлено, что большинство галактик улетают от нас (закон Фридмана и Хаббла). Это определяется «красным смещением» (сдвигом частоты видимого света в сторону более растянутых волн красного света).

cf0362b3793546a8847a073075b1b0a5.max-2000x1000.jpg
Галактика NGC 1052-DF2. Фото: ESA/Hubble

Большой взрыв

Исповедуемые в физике и астрономии понятие «научной строгости» выводов и выявляемых закономерностей базируется на двух китах: принципе наблюдаемости и принципе воспроизводства. В современной космологии оба эти принципа строго не соблюдаются. Отсюда и появились соображения о Большом взрыве, о точке сингулярности (объекте бесконечно большой плотности), с которой начат отсчет развития Вселенной, о «темной материи» и «темной энергии». Обсуждаемый в литературе Большой взрыв, на наш взгляд, имеет отношение только к наблюдаемой части Вселенной, называемой Метагалактикой, которая является на самом деле лишь одной из мириадов параллельно существующих в безграничных просторах Вселенной подобных структур. Некоторые полагают, что рождению Вселенной предшествовала смерть ее предшественницы - «прародительницы». Полагают даже, что до Большого взрыва время текло в противоположную сторону («ткань пространства и времени до Большого взрыва была зеркальной»). Некоторые вообще считают, что до Большого взрыва время не существовало. Не цитируя конкретных авторов и не ссылаясь на литературные источники, полагаю необходимым отметить, что подобного рода соображения о происхождении Вселенной подаются в яркой сенсационной «обертке» и многими принимаются на веру.

Физик-теоретик из калифорнийского университета Шон Кэрролл полагает, что Вселенная перед Большим взрывом была размером с персик очень плотной и горячей (4 млрд град. С). Георгий Гамов, который одним из первых говорил о Большом взрыве и вместе с Робертом Германом предсказал реликтовое излучение Большого взрыва, полагал, что «зародыш» Вселенной был размером с семечку. Британский физик-теоретик Стивен Хокинг (10) вообще считал, что Вселенная получилась из Ничего. Он пришел к такому выводу на основании математических расчетов. Главная идея противников выводов С. Хокинга, не согласных что Вселенная возникла из Ничего, сводится к утверждению, что Вселенная существовала и до Большого Взрыва. Имеется несколько гипотетических версий возможного развития событий в начальный момент ее «горячей стадии» (3). Одной из часто обсуждаемых в научной литературе является гипотеза об инфляционном расширении Вселенной, которая якобы в стартовый период раздувалась с невероятной скоростью и в какой-то момент перешла в фазу «горячей стадии».

Предполагается, что к Большому Взрыву могло привести столкновение двух существовавших до их слияния галактик. Столкновение галактик может носить не только парный характер. Учеными обнаружена группа из 14 сближающихся галактик, которые удалены от Земли на 12 млрд. световых лет. В целом взрывные процессы являются одним из типичных природных явлений. В наблюдаемой Вселенной зафиксировано несколько взрывов, которые проявляются в виде гигантских космических «пузырей». Некоторые из этих «пузырей» наблюдаются не только в центральных частях галактик, но и на их флангах.

Потенциальная энергия столкновения, находящихся в гравитационном коллапсе сверхмассивных черных дыр двух галактик в момент взрыва передается в виде кинетической энергии сверхсжатому и сверхплотному веществу взаимодействующих масс и окружающей их среде. Эта энергия расходуется на разрушение объектов столкновения, ударное сжатие окружающей среды и преодоление ее упругой деформации. Катастрофическое разрушение обоих объектов приводит к мгновенному многократному ослаблению порожденных гравитацией центростремительных сил и к небывалой силы взрыву, именуемому ныне Большим взрывом. Нейтронно-гиперонное вещество столкнувшихся черных дыр двух галактик, плотность которого превышала 1×10

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

«Хочу дорасти до миллиарда»: почему бизнес-сообщества больше не актуальны «Хочу дорасти до миллиарда»: почему бизнес-сообщества больше не актуальны

Почему никто больше не хочет заниматься «нетворкингом впрок»

Forbes
В Ботсване снова массово гибнут слоны В Ботсване снова массово гибнут слоны

Новый случай массовой гибели слонов

National Geographic
Стресс и ПМС Стресс и ПМС

Как эмоциональные встряски влияют на женское здоровье?

Лиза
7 неизвестных фактов об известных писателях 7 неизвестных фактов об известных писателях

О чем никогда не расскажут на уроках литературы

Maxim
В постели с муми-троллями В постели с муми-троллями

Байопик Туве Янссон: история творческого поиска оказывается счастливой

Weekend
Поэты бессеребряного века. О новых книгах Евгения и Василия Поповых Поэты бессеребряного века. О новых книгах Евгения и Василия Поповых

«В поисках утраченной духовности». Книги отца и сына Поповых

СНОБ
Ученые установили, почему женщинам сложнее достичь оргазма, чем мужчинам Ученые установили, почему женщинам сложнее достичь оргазма, чем мужчинам

Что эволюция сделала с женским оргазмом

Maxim
«Евровидение»: новая этика, старые проблемы «Евровидение»: новая этика, старые проблемы

«Евровидение» — самое популярное неспортивное телешоу в мире с двойным дном

РБК
Больше ни ногой! Главные рассадники модной безвкусицы, которых стоит избегать Больше ни ногой! Главные рассадники модной безвкусицы, которых стоит избегать

О трех самых беспощадных рассадниках безвкусицы

Cosmopolitan
На сладкое На сладкое

Сахар и его заменители: ищем правильный баланс

Лиза
Непоколебимые устои: как развивается мода с приставкой sustainable Непоколебимые устои: как развивается мода с приставкой sustainable

Какие проблемы решает устойчивое развитие

Forbes
Как доделывать дела и запускать проекты вовремя Как доделывать дела и запускать проекты вовремя

Есть такие проекты, в которых все есть, а итог всё равно грустный

VC.RU
Выгорание в середине жизни: как узнать, что это происходит с вами Выгорание в середине жизни: как узнать, что это происходит с вами

Работа, семья, обязанности по дому — кажется, всему этому нет ни конца, ни края

Psychologies
На повышенных тонах: история самого одинокого кита на свете На повышенных тонах: история самого одинокого кита на свете

В северной части Тихого океана уже 20 лет плавает одинокий кит

Esquire
«Русские рукавицы» в регистрах Зунда «Русские рукавицы» в регистрах Зунда

Зундские таможенные регистры

Наука и жизнь
Глава Минприроды — РБК: «У нас нет KPI по числу штрафов за вред экологии» Глава Минприроды — РБК: «У нас нет KPI по числу штрафов за вред экологии»

Глава Минприроды — как защитить российские компании от углеродного налога ЕС

РБК
Освоение Арктики: «Севморпуть» возвращается Освоение Арктики: «Севморпуть» возвращается

Россия вновь взялась за Арктику всерьез

Популярная механика
10 актеров, неудачно порвавшие с привычным образом 10 актеров, неудачно порвавшие с привычным образом

Если рассудок и жизнь дороги вам, никогда не выходите из зоны комфорта!

Maxim
Аль Пачино, Павел Дуров, Элтон Джон и еще 7 знаменитостей, которые носят парики Аль Пачино, Павел Дуров, Элтон Джон и еще 7 знаменитостей, которые носят парики

Они не любят, когда им взъерошивают волосы

Maxim
«Паства не хочет видеть меня либералом». Что бывает со священниками, которые поддерживают оппозицию «Паства не хочет видеть меня либералом». Что бывает со священниками, которые поддерживают оппозицию

Зачем клирики РПЦ выступали в защиту оппозиции и как их наказывали?

СНОБ
5 способов упростить изучение иностранного языка (мнение ученых) 5 способов упростить изучение иностранного языка (мнение ученых)

Пять доказанных наукой способов, как можно выучить иностранный язык

Maxim
Про любовь: 10 фильмов о том, как по-разному зарождаются чувства Про любовь: 10 фильмов о том, как по-разному зарождаются чувства

Сможет ли человек прожить без любви?

Cosmopolitan
30 до 30. Музыка 30 до 30. Музыка

Список Forbes молодых и перспективных россиян. Музыка

Forbes
Идеальная шашка: как выбирать Идеальная шашка: как выбирать

Кавалерия получила идеальное оружие тогда, когда оно уже было не нужно

Популярная механика
Kion и «Немцы»: почему стриминг-революция в России забуксовала — на примере сложного политического сериала для взрослых с матом и сексом Kion и «Немцы»: почему стриминг-революция в России забуксовала — на примере сложного политического сериала для взрослых с матом и сексом

О новом сериале Kion «Немцы» и о том, как в России развиваются стриминги

Esquire
Ученые покопались в древних экскрементах, чтобы узнать много нового про кишечный микробиом Ученые покопались в древних экскрементах, чтобы узнать много нового про кишечный микробиом

Палеофекалии – это звучит гордо

National Geographic
Почему звезды предпочитают готовить сами и какие рецепты можно повторить Почему звезды предпочитают готовить сами и какие рецепты можно повторить

Cамые интересные и простые рецепты блюд, которые звезды готовят на своих кухнях

РБК
Прожорливая золотая рыбка сломала челюсть. Ей пришлось делать операцию Прожорливая золотая рыбка сломала челюсть. Ей пришлось делать операцию

Уникальная процедура по исправлению сломанной челюсти рыбке

National Geographic
Керчомъя, плато Маньпупунер и Мутный Материк: 7 причин съездить в Коми Керчомъя, плато Маньпупунер и Мутный Материк: 7 причин съездить в Коми

Внутренний туризм: что можно увидеть в Коми за две недели отпуска

РБК
Миссия Psyche – долгое путешествие, способное изменить жизнь на Земле Миссия Psyche – долгое путешествие, способное изменить жизнь на Земле

Психея – одно из самых необычных небесных тел в Поясе астероидов

Naked Science
Открыть в приложении