Введение в теорию Большого взрыва

Господствующая современная теория о происхождении Вселенной называется теорией Большого взрыва. Теория Большого взрыва. И в ее основе лежит предположение, что Вселенная образовалась из крошечной точки, бесконечно малой сингулярности, которая взорвалась и расширилась из своего состояния до той Вселенной, которая существует сейчас. И я себе это представляю, как и говорит само название, как супермощный взрыв, как супермощный взрыв, когда маленькая, беспредельно плотная точка взорвалась, стремительно расширяясь в стороны. И в процессе расширения материя начала уплотняться. Так появились галактики и огромные скопления галактик. Они сгущались, и внутри них появлялись звезды и планеты. Что привело к образованию Вселенной, в которой мы сейчас живем. Но у этой модели Большого взрыва несколько недостатков. Во-первых, когда мы говорим о Большом взрыве, мы не имеем в виду, что в одной точке была собрана вся масса, всё вещество Вселенной. Мы говорим о расширении пространства. То есть речь идет не о расширении чего-то в пространстве, какой-то физической материи, а о расширении самого пространства. И поэтому в подобной модели, когда заходит речь о “расширении”, возникает вопрос – а куда оно расширяется? Что находится там, куда расширяется Вселенная? Если, скажем, самые удаленные части этой материи находятся тут, то что же находится там? Там ведь должно находиться какое-то пространство? Как же тогда можно говорить о расширении самого пространства? То есть, по теории Большого взрыва если самая удаленная материя находится здесь, то не будет ли это границей Вселенной? Есть ли у Вселенной край? Ответ на оба эти вопроса - то, что мы попробуем разобрать в этом видео, - во-первых, Вселенная не имеет края. И во-вторых, пространства вне её не существует. Мы не расширяемся в некое другое пространство. И я это поясню. Надеюсь, мое пояснение будет наглядным. Лучше всего будет представить это в виде аналогии. Если бы я сказал вам, что существует двумерное пространство с конечной площадью, и раз его площадь конечна – оно не бесконечно. Но у него также нет края. нет края. На первый взгляд, это выглядит бессмысленно. Как можно построить фигуру конечной площади, но не имеющую края? Какую фигуру не рисуй, у неё получаются края. А если предположить, что это двумерное пространство искривлено? Наиболее простой пример этого - поверхность сферы. Нарисуем сферу. Вот сфера, нарисуем на ней линии широты и долготы. Эта сфера, как ни странно - заштрихуем ее для красоты, - она имеет конечную площадь. Поверхность воздушного шарика, поверхность пузыря, или поверхность земного шара имеет конечную площадь, но не имеет краёв. Если непрерывно двигаться в одном направлении, то обогнешь сферу и окажешься за начальной точкой. Теперь попробуем представить трехмерное пространство, обладающее теми же свойствами – конечной площадью хотя – нет, мы больше не говорим о конечной площади, если пространство уже не двумерное. Нарисую схему. У нас есть трехмерное пространство.Трехмерное пространство. Запишем. Вместо площади, раз мы теперь находимся в трех измерениях, у нас есть конечный объем, конечный объем, и нет краев. Как такое возможно? Если подумать, то может показаться, что то никак не получится поместить конечный объем в какой-либо, например, куб - потому что будут края. Ни внутрь какой-либо сферы, поскольку сфера однозначно имеет край – всю поверхность сферы. Как же построить трехмерное пространство с конечным объемом и без краев? Должен вам сказать, что представить это будет крайне сложно. Но чтобы его представить, мне фактически придется изобразить то же, что и здесь. Вам придется вообразить - иначе не получится, если только, у вас нет сверхспособности к визуализации более трех измерений, что это сфера. Поясняю. Это двухмерная поверхность. двухмерная поверхность. На поверхности сферы можно двигаться только в двух перпендикулярных измерениях. Можно двигаться так – или так. Вправо-влево или вверх-вниз. То есть это двухмерная поверхность трехмерной сферы. А теперь по аналогии, попробуем вообразить (это будет нелегко) трехмерную поверхность. трехмерная поверхность. Это можно сделать математически. Как ни странно, математика этого проще чем может показаться. Это трехмерная поверхность четырехмерной сферы. четырехмерной сферы. И я изображу ее так же. И мы сможем наблюдать три измерения как эти два измерения поверхности. Это аналогично. И если представить себе - я не утверждаю, что это и есть форма Вселенной, реальная форма нам неизвестна. Но нам известно, что она обладает небольшой кривизной. Не зная, какова реальная форма, мы используем сферу как модель. Можно было бы применить и другие. Тороид мог бы также пригодиться как модель конечного объема, не имеющего краев. Дело в том, что нам на самом деле неизвестно, конечен ли объём, это все ещё открытый вопрос. Но я хотел вам продемонстрировать что возможно существование конечного объёма при отсутствии краев. И большинство ученых полагают – я говорю “полагают”, потому что обоснований пока недостаточно, что мы имеем дело с конечным объёмом, особенно если следовать теории Большого взрыва. То есть в некотором измерении объём предполагается конечным – хотя он имеет колоссальный, неописуемо огромный размер, он всё же конечен. Итак, с этим мы разобрались, теперь представим себе сферу. Если вы находитесь на поверхности этой четырехмерной сферы, - естественно, я не могу нарисовать ее четырехмерной, - но, предположим, - на ней вы можете двигаться в любом направлении и вернетесь в исходную точку. Если вы будете двигаться так, то вернетесь сюда. Итак, размер Вселенной огромен. Даже свет, двигаясь с невероятной скоростью, сможет пересечь за колоссальный промежуток времени. И если эта сфера расширяется, то она может расширяться настолько быстро, что свет не никогда не успеет пройти вокруг неё. Но в теории, если бы что-то обладало достаточной скоростью и продолжало движение по кругу, то вернулось бы в эту точку. В отношении трехмерной поверхности четырехмерной сферы, это означает, что такое возможно в любом из трех измерений поверхности (из которых я могу изобразить только два). Но если это так – если Вселенная является трехмерной поверхностью четырехмерной сферы, то при движении постоянно “вверх”, вы рано или поздно выйдете “снизу”. И сколько не двигаться в некоем направлении, рано или поздно вернетесь в исходную точку. Вы пройдете неописуемо огромное расстояние, но вернетесь туда, откуда вышли. Если двинуться в правую сторону - вернетесь в исходную точку слева. Если двинуться вглубь схемы - напоминаю, у нас трехмерная поверхность, то рано или поздно выйдете из поверхности схемы и вернетесь в исходную точку. Итак, из этого следует, что любой путь приведет в исходную точку. Вернемся теперь к вопросу о расширении Вселенной, которая не расширяется в какое-то другое пространство. Это и есть всё пространство, и оно расширяется. Такова модель. Вы можете представить, что вскоре после Большого взрыва наша четырехмерная сфера выглядела вот так. Возможно, это была маленькая четырёхмерная сфера. В сам момент Большого взрыва эта была невероятно маленькая сфера. И вскоре после – вот такая сфера побольше, я заштрихую ее, чтобы показать объёмность. А потом сфера уже будет выглядеть вот так. У вас может возникнуть вопрос: «Салман, все-таки разве сфера, не расширяется в какое-то пространство? Разве это не является частью Вселенной?» Я отвечу, что в трех измерениях это не так. Вся Вселенная и есть эта поверхность. Поверхность этой четырехмерной сферы. Если бы измерений было больше, тогда можно было бы говорить о существовании чего-то вне нашей трехмерной вселенной. Во время расширения в пространстве и времени, одним способом представления четвертого измерения является, собственно, время - с течением времени объекты отдаляются друг от друга. И я еще расскажу последующих видео, почему теория Большого взрыва – наиболее достоверная из существующих теорий. Но, как вы можете вообразить, если на этой сфере есть две точки, разделенные вот этим расстоянием, то при расширении этой четырехмерной сферы, при раздувании этого шарика или пузыря, эти две точки – или лучше взять три точки… Скажем, что точек три. Эти три точки будут удаляться друг от друга. И это один из главных доводов в пользу теории Большого взрыва, - это объясняет, почему все объекты удаляются не от некоей центральной точки, а друг от друга. При движении из любой точки Вселенной в любую другую, все объекты взаимно удаляются. И чем дальше вы отдаляетесь, тем быстрее это относительное удаление от вас. На этом я оставлю вас, поразмыслить об услышанном. Дальше мы используем некоторые из этих положений, чтобы понять – что же значит наблюдать наблюдаемую Вселенную. Subtitles by the Amara.org community