If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Если вы используете веб-фильтр, пожалуйста, убедитесь, что домены *.kastatic.org и *.kasandbox.org разблокированы.

Основное содержание
Текущее время:0:00Общая продолжительность:16:39

Транскрипция к видео

На настоящий момент самая точная оценка времени Большого Взрыва – повторюсь, что не очень люблю этот термин, потому что он наводит на мысль о неком взрыве, в то время как на самом деле это было начало расширения пространства из сингулярности. По оценкам ученых, это случилось 13,7 миллиарда лет тому назад. И хотя мы привычно оперируем миллиардными цифрами, особенно когда речь идёт о финансах и т.п., это невероятный период времени. Кажется, что это легко себе представить – но на самом деле это не так. В будущих видео мы отдельно поговорим о шкале времени чтобы вы смогли представить себе, или хотя бы попытаться представить, и в конечном итоге понять, что просто невозможно осознать, как это много - 13,7 миллиарда лет. Я также хотел обратить ваше внимание, что это наиболее достоверная оценка на настоящий момент. Даже за время моей жизни, за тот период, пока я слежу за теорией Большого взрыва, эта цифра менялась. Я подозреваю, что в будущем эта цифра изменится и станет более точной. Но сейчас это наиболее вероятная оценка. Разобравшись с этим, давайте подумаем – что эта цифра говорит нам о величине наблюдаемой Вселенной. наблюдаемой Вселенной. Если расширение началось 13,7 миллиарда лет назад, и всё, что мы наблюдаем в нашей трехмерной Вселенной, находилось в единой точке, максимальным расстоянием, которое мог преодолеть световой фотон, достигший нас к этому моменту и попавший в мой глаз, допустим, это мой глаз, с ресницами. И фотон только что приблизился к моему глазу, или например, к объективу телескопа. Максимальная его дистанция составляет 13,7 миллиарда световых лет. То есть фотон мог находиться в пути 13,7 миллиарда лет. Мог находиться в пути 13,7 миллиарда лет Так что когда мы говорили о наблюдаемой Вселенной два или три видео назад я рисовал такой круг. Вот такой круг. То есть, когда мы видим свет, который дошел до нас от этих удаленных объектов. Мы находимся здесь. А вот тут на схеме удаленный объект. Cвет от удаленного объекта доходит до нас только сейчас, проведя в пути 13,7 миллиарда лет. 13,7 миллиарда лет. Но сейчас я попытаюсь оспорить этот факт, и здесь речь идет о таких огромных расстояниях и таких огромных периодах времени, в условиях расширения самого пространства, мы увидим, что расстояние до объекта НЕ обязательно – подчеркиваю «НЕ» обязательно равно 13,7 миллиарда световых лет. На меньших расстояниях или при более коротком пути можно было бы сказать, что то или иное значение приблизительно верно. Расширение самой Вселенной не оказало бы значительного влияния. Поясню подробнее. Вот объект. Нас интересуют его координаты в пространстве. На самом деле, я бы сказал – координаты в пространстве-времени, поскольку мы рассматриваем его в конкретный момент. Но эта точка координат удалена от нашего текущего положения не на 13,7 миллиарда световых лет. Почему? Рассмотрим пару причин. Во-первых,: да, этот свет был излучён 13,7 миллиарда лет назад. Когда он излучался, мы были гораздо ближе к этой точке. Эта точка была гораздо ближе к этой. Наше нынешнее местоположение во Вселенной было гораздо ближе к вот этой точке. Также надо учесть следующее - я нарисую схему. Возьмем точку спустя 300 000 лет после исходного расширения сингулярности, то есть когда история Вселенной насчитывала всего 300 000 лет, 300 000 лет был срок жизни Вселенной. поначалу объекты во Вселенной не были развиты так, как сейчас. Это мы еще обсудим при изучении фонового микроволнового излучения. На тот момент практически вся Вселенная состояла из почти однородной раскаленной водородной плазмы. И, как мы ещё рассмотрим, она испускала микроволновое излучение. Об этом мы поговорим в отдельном видео. А пока представим себе две точки в этой ранней Вселенной. Вот одна точка. И другая, которая соответствует нашим нынешним координатам. Вот эта точка. Лучше я не буду ставить ее в центре – так будет даже понятней. И, предположим, что на этой ранней стадии Вселенной, если можно было взять линейку и измерить расстояние, то оно бы составило 30 миллионов световых лет. 30 миллионов световых лет. И, предположим, в этот момент этот объект – помечу фиолетовым – испускает фотон в микроволновом диапазоне частот. Именно в этом диапазоне. И этот излученный фотон движется со скоростью света. Потому что это и есть свет. Свету надо пройти всего 30 миллионов световых лет. Это казалось бы, немного. Всего 30 миллионов лет – и фотон прибудет. Я объясняю вам в абстрактном виде, так как полное математическое изложение сложнее. Я хочу, чтобы вы поняли суть происходящего. Фотон мог бы предположить: “примерно через 10 миллионов лет я буду находиться здесь”. Пройдя примерно треть расстояния. Но что происходит за эти 10 миллионов лет? За эти 10 миллионов лет произошло определённое расширение Вселенной. Вселенная расширилась – и, возможно, немало. Рисуем расширенную Вселенную. Через 10 миллионов лет Вселенная может выглядеть так – или даже больше. Перерисую. Спустя 10 миллионов лет Вселенная сильно расширилась, как показано на этой схеме. Спустя 10 миллионов лет назад, что по Космологическим меркам, было младенчеством Вселенной, так как мы говорим о периоде примерно в 13,7 миллиарда лет. Итак, предположим что прошло 10 миллионов лет, 10 миллионов лет. Вселенная расширилась. Эта точка (наши координаты в настоящее время) теперь находится тут. Точка, откуда начал путь фотон теперь будет находиться вон там. Теперь фотон мог бы подумать: “Через 10 миллионов световых лет я попаду туда”, – я говорю приблизительно и очень абстрактно. Главное – донести до вас идею. Итак, точка, куда доберется фотон спустя 10 миллионов световых лет, будет примерно здесь. Вся Вселенная расширилась и все координаты отодвинулись друг от друга Что же произошло здесь? В результате расширения Вселенной. Расстояние, ранее составлявшее 30 миллионов световых лет, (я беру цифры с потолка, я не знаю точных значений) теперь будет (для того, чтобы дать вам представление), равно не 30 миллионам световых лет. Может быть, теперь это 100 миллионов световых лет. 100 миллионов световых лет. Расширение Вселенной ведет к тому, что расстояние между координатами увеличивается. Представьте себе батут или поверхность воздушного шарика. Её растягивают в стороны. И та точка, которой достиг свет за 10 миллионов лет, оказывается удаленной на гораздо большее расстояние. Это расстояние теперь может быть равно, например, порядка 30 миллионов световых лет. Это всё приблизительно, расчетами я не занимался. Итак, пройдено 30 миллионов световых лет. И эти числа на самом деле не должны быть пропорциональны. Потому что пройденное расстояние и расстояние, которое нужно пройти из-за расширения не будут абсолютно пропорциональными. По крайней мере насколько я могу себе представить, но настаивать не буду. Но дистанция, которая стала пройденной, получилась может быть, равной 20 миллионам световых лет, поскольку фотон добрался вот сюда. Каждый раз, как он проходил какое-то расстояние, пройденное пространство расширялось. Так что хотя он находился в пути 10 миллионов лет, пройденный путь уже не равняется 10 миллионам световых лет. Он теперь растянулся до 20-ти миллионов световых лет. И расстояние, которое осталось пройти, больше не равняется 20 миллионам световых лет, а составляет теперь, например, 80 миллионов. Теперь это 80 миллионов световых лет. Есть от чего фотону расстроиться. С другой стороны, есть повод для оптимизма. Если за 10 миллионов лет пройдено 20 миллионов световых лет, получается, что движение было быстрее скорости света. На самом деле это не так, поскольку происходит удаление пространственных координат. Они расходятся дальше и дальше. Так что фотон движется просто со скоростью света, но расстояние, пройденное им на самом деле за 10 миллионов лет оказалось более 10 миллионов световых лет. Оно составляет 20 миллионов световых лет. Так что в космологическом масштабе нельзя просто умножать время на скорость, когда сами координаты удаляются друг от друга. Думаю, вы понимаете к чему это ведет. Предположим, этот фотон считает: “Вот 80 миллионов световых лет - я преодолею их за 40 миллионов лет”. Но на самом деле через 40 миллионов лет эти 80 миллионов лет за счёт расширения Вселенной внезапно превратятся в совсем другую величину. Не буду рисовать весь этот пузырь, но если место происхождения фотона, например, здесь. А наше текущее положение тут, то место, куда добрался фотон за 10 миллионов лет будет здесь. А через 40 миллионов лет свет доберется сюда. Итак, это расстояние между двумя точками в начале было 10 миллионов световых лет. Потом стало 20 миллионов световых лет. А теперь составляет – не знаю сколько и сказать – например, миллиард. Теперь это может быть миллиард световых лет. А это расстояние - я взял цифры с потолка. Пожалуй, будет великовато. Пусть оно будет 100 миллионов световых лет. А это расстояние будет, например, 500 миллионов световых лет. А общее расстояние между двумя точками будет миллиард световых лет. Так что фотону есть от чего расстроиться. Чем большее расстояние он проходит, тем больше оно делается, оглянувшись назад, фотон может сказать: “За 50 миллионов лет я прошёл 600 миллионов световых лет - это так здорово!” Но при этом вместо изначальных 30 миллионов световых лет приходится проходить дистанцию, которая все время увеличивается из-за расширения пространства. Поэтому, возвращаясь к исходной задаче, фотон, который только что добрался до нас, провел в пути, скажем 13,4 миллиарда лет. Теперь промотаем вперед на 13,4 миллиарда лет от того момента до нынешнего. Если изобразить всю наблюдаемую Вселенную, то эта точка будет - вот откуда фотон отправился, вот где находимся мы. Сейчас поясню. Если изображать всю наблюдаемую Вселенную, то центр должен находиться там, где мы. Потому что мы можем наблюдать объекты в обоих направлениях. Если не происходит чего-то совсем странного, мы можем наблюдать на одинаковое расстояние в любом направлении. Так что лучше действительно поместить нас в центр. И если это вся наблюдаемая Вселенная, и фотон покинул эту точку 13,4 миллиарда лет назад - спустя 300 000 лет после Большого Взрыва, и он только что добрался до нас, то будет справедливо сказать, что фотон провел в пути 13,7 миллиарда лет. Но трудно представить то, что из-за расширения и взаимного удаления всех точек, сейчас его источник находится на расстоянии около 46 миллиардов световых лет от нас 46 миллиардов световых лет от нас. Ещё раз повторю - сейчас этот объект находится от нас на расстоянии 46 миллиардов световых лет. Если мы наблюдаем только исходящий от него свет, то складывается впечатление, что этот свет шел до нас 13,7 миллиарда лет. Это, вроде бы, естественный способ оценить расстояние по свету. Так что это расстояние в 13,4 или около того – миллиарда световых лет. Но в реальности, если бы сейчас можно было измерить линейкой, то из-за расширения пространства это расстояние получилось бы равным 46 миллиардам световых лет. И когда мы говорим о реликтовом микроволновом излучении, то место его происхождения удалено на 46 миллиардов световых лет, хотя путь фотонов до нас длился только 13,7 миллиарда лет. На что оно похоже? Судя по фотонам, которые достигают нас сейчас, и отправившимся в полёт 13,4 миллиарда лет назад, то есть эти фотоны излучались примитивными структурами, раскаленным туманом из водородной плазмы, то это мы и увидим. Недифференцированную плазму, не состоящую даже из стабильных атомов, не то что из галактик и звезд, - раскаленную массу. При этом та точка в пространстве, удаленная от нас на 46 миллиардов световых лет, сейчас скорее всего дифференцировалась, и появились стабильные атомы, галактики, звезды и планеты. И если там есть разумная жизнь, то тамошний наблюдатель, видя фотоны, исходящие из нашего местоположения, в пространстве, не увидит нас. Он увидит состояние этой точки 13,4 миллиарда лет назад. То же примитивное состояние нашего участка космоса, когда он был раскаленной плазмой. Об этом мы поговорим в следующем видео. Задумайтесь об этом. Любой фотон из этого периода времени, с любого направления, который был в пути 13,4 миллиарда лет, отражает то примитивное состояние, потому что его испустил объект той эпохи, когда всё было недифференцированной массой раскаленной плазмы. Надеюсь, теперь вам понятно происхождение фонового микроволнового излучения. Subtitles by the Amara.org community