Vesmír

Hubblovo ultra-hlboké pole. Na tomto obrázku sú stovky galaxií a zobrazuje iba nepatrnú oblasť nočnej oblohy.
Nie je to žiadna raketová veda, je to ...
Astronómia
link =: category:
Konečná hranica
Priepasť hľadí späť
Pamätajte, môj syn, vesmír je veľké miesto - možno najväčšie!
—Kilgore Trout
Priestor je veľký. Skutočne veľký. Len neuveríte, aké je to ohromne, ohromujúco obrovské. Myslím, že by ste si mohli myslieť, že k chemikovi je to dlhá cesta, ale to je arašidový vesmír
- Stopárov sprievodca po Galaxii

The vesmír je všetko!

Všetko z priestor a čas a všetko, čo je v nich obsiahnuté, sa nazýva vesmír. To zahŕňa to, čo vidíme, čo nevidíme, čo vieme, že nevidíme a čo vidímeneviem, že nevidíme. Aj mimo vesmíru je stále časť vesmíru (aj keď si niektorí myslia, že náš vesmír je v skutočnosti súčasťou väčšieho „multiverza“, čo znamená, že náš koncept toho, čo vesmír predstavuje, sa bude musieť zmeniť).

Odkiaľ pochádza, nikto nevie, okrem, samozrejme, kreacionisti SZO vedieť že Boh bol ten, ktorý to dokázal (a konkrétneich Bože ). Odkiaľ pochádza Boh, nikto nevie. Všetci sme teda na jednej lodi, naozaj.

Na tom až tak veľmi nezáleží, ak sa nad tým zamyslíte.

Obsah

Dejiny vesmíru

Zatiaľ čo si niektorí ľudia myslia, že vesmír bol stvorený v priebehu a šesťdňové rozpätie asi pred 6 000 až 10 000 rokmi ukazujú zmerané fakty bolestivé chyby, pokiaľ sa neprihlásite na odber Minulý štvrtok alebo podobný nápad, ale to je tu irelevantná domnienka.

Zdá sa, že vesmír sa vytvoril približne pred 13,8 miliardami rokov v rýchlom a masívnom rozšírení časopriestoru nazývaného Veľký tresk . Po počiatočnom nafúknutí sa energetické častice ochladili a jadrový reakcie vytvorili to, čo sa malo stať na čom záleží , ktoré sa nakoniec spojili a vytvorili galaxie a hviezd . V priebehu hviezdnej evolúcie sa vyrábali ťažšie prvky, čo viedlo k tomu, že hviezdne systémy neskoršej generácie mali planéty niekedy väčšinou vyrobené z týchto ťažkých prvkov - kamenné planéty .



Náš slnečná sústava je stará zhruba 4,5 miliardy rokov a obsahuje niekoľko takýchto kamenných planét a menších trosiek spolu so štyrmi plynových gigantov , ktoré sú väčšinou zložené z ľahších prvkov a zlúčenín. Po dlhom období ochladenia náš planéty sa stal pohostinným pre vývoj veľmi zložitých organických zlúčenín, o ktorých je dnes známe, že ich je vo vesmíre dostatok. Jedna zbierka uvedených zlúčenín to napísala nedávno, zatiaľ čo iná zbierka to teraz číta.

Štruktúra

Pri pohľade na najväčšie mierky sa vesmír ukazuje nekonečná sada korytnačiek, jedna pod druhou štruktúra, v ktorej sú galaxie a zhluky galaxií usporiadané do dlhých pavučinových vlákien a stien obklopujúcich veľké dutiny, v ktorých je len niečo viac ako temná energia a kopa izolovaných galaxií, pričom galaktické nadkupy majú tendenciu byť v uzloch kozmického priestoru tkajte, ako by bolo často známe, rastie na úkor vlákien, zatiaľ čo prázdne miesta sa zväčšujú a zväčšujú tak, ako sa vesmír rozpína ​​čoraz rýchlejšie. Toto predpovedali teoretické modely aj počítačové simulácie. Ako sa tiež predpovedalo, teoreticky (tzv ΛCDM model, v ktorom je kozmologická konštanta Λ spojená s temná energia a C. starý D archa M ešte raz sú prítomné) a potvrdené pozorovaniami, veci rastú „zdola nahor“, pretože malé galaxie a zhluky galaxií sa spájajú a vytvárajú väčšie galaxie a zhluky atď.

Pôvod týchto štruktúr sa pripisuje nadmerným hmotám hmoty spôsobeným kvantovými výkyvmi vzniknutými po kozmickej inflácii, ktoré vymazali takmer všetky tie, ktoré sa objavili na samom konci Veľký tresk .

Friedmannove vesmíry a tvar vesmíru

Pre vesmíry naplnené ničím iným ako hmotou je osud vesmíru úzko spojený s jeho geometriou, ako je opísané nižšie; tj ak je priestor vo veľkých mierkach zakrivený alebo nie. Existujú tri základné možnosti, nazývané Friedmannove vesmíry, týkajúce sa hustoty hmoty a energie. Všimnite si však, že náš vesmírpresne nesedído ktorejkoľvek z týchto kategórií. Friedmannovy vesmíry sa často vyskytujú v populárnych vedeckých zdrojoch, najmä v starších, a vo vedeckých učebniciach z 90. rokov a skôr (pretože o temnej energii sme sa dozvedeli až v roku 1999). Pamätajte však, že súnahradenéako možné popisy nášho vesmíru.

  • Otvorený vesmír, ktorý má negatívne zakrivenie. V tomto scenári sa uhly na trojuholníku, ktoré sú menšie ako 180 ° a dve rovnobežné čiary, skôr alebo neskôr rozchádzajú. Tento vesmír má menšiu hustotu, ako je potrebné na zastavenie jeho expanzie, a bude sa rozširovať stále.
  • Plochý vesmír, ktorý nemá žiadne zakrivenie. Tu je Euklidovská geometria platí pre školy: uhly trojuholníkového súčtu 180 ° a dvoch rovnobežných čiar budú vždy rovnobežné. Má iba kritickú hustotu potrebnú na zastavenie svojej expanzie ... po nekonečnom čase.
  • Uzavretý vesmír, ktorý má pozitívne zakrivenie. Trojuholníky v tomto type vesmíru vidia, ako súčet ich uhlov presahuje 180 °, a dve rovnobežné čiary sa nakoniec budú zbiehať. Táto je taká hustá, že sa skôr či neskôr zrúti do Veľkej krízy.

Súčasné údaje podporujú plochý vesmír bez (merateľného) zakrivenia a kritickej hustoty po pridaní tmavej energie. TotonieZnamená to, že Vesmír musí byť nekonečný, ako sa zvyčajne uvádza, pretože nie je naplnený ničím iným ako hmotou, ale tiež značným množstvom tmavej energie, ktorá sa správa inak. Existujú aj modely konečných vesmírov s nulovým zakrivením, ako napríklad torus (vesmír v tvare dougnhutu. Mmmmm ... šišky) alebo štruktúra podobná rohu, ktoré sú kompatibilné s našimi pozorovaniami. Alebo jeho zakrivenie môže byť také malé, že sa nedá merať súčasným vybavením.

Veľkosť vesmíru

Aká je veľkosť vesmíru? Veľmi dôležitou výhradou je odlíšeniepozorovateľnýVesmír vesmírucelýVesmír. Prvý z nich samozrejme zodpovedá jeho časti, ktorú je možné vidieť zo Zeme a možno ju vidieť ako guľu zameranú na nás s priemerom okolo 93 miliárd svetelných rokov. Nevieme, čo sa skrýva za týmto horizontom, a z dôvodu rozpínania sa vesmíru „nebudeme“ schopní pozorovať oveľa ďalej ako v ďalekej budúcnosti (v skutočnosti uvidímemenej a menej), ale predpokladá sa, že je to pravdepodobne viac rovnakých vecí, ktoré tvoria náš kútik vesmíru. Jeho veľkosť nie je známa a pohybuje sa v skutočnosti od niektorých minulých návrhov vesmírumenšienež pozorovateľná, a v ktorých by vzdialené galaxie boli vlastne obrazmi bližších, ktorých svetlo ho dokázalo obísť, odhadom založeným na pravdepodobnostných výpočtoch alebo na predpovediach založených na teórii kozmickej inflácie. Týmto spôsobom mámenižšielimity, ktoré sa pohybujú od 5 alebo 250 zväzkov. Ak teória inflácie je odhad správnej veľkosti v rozmedzí od pôsobivých 3 x 10 krát väčších ako pozorovateľný vesmír donajmenejohromujúci 10 megaparsekov , ktorý je prakticky nekonečný. To za predpokladu, že to nie je skutočne nekonečné, ako je uvedené vyššie.

Budúcnosť vesmíru

Aleluja!

Koniec vesmíru je zaujímavá téma, o ktorej si za tisícročia predpokladajú mnohí ľudia.

Ľudské porozumenie

Pozrite si hlavný článok o tejto téme: Zoznam predpovedí konca sveta

Až do modernej doby Vedecký vek „, nad budúcnosťou vesmíru dominovali náboženský interpretácie. Celkovo v Abrahámsky a Európsky - náboženstvá zostúpené, išlo o akýsi vrcholný „Súdny deň“ alebo všeobecnú katastrofu. Iné viery predpokladali určitú formu pokračujúcej večnej existencie. Takmer všetky tieto myšlienky sú iniciované neochotou veriť v osobné prerušenie (smrť) a stále sa nimi zaoberá „ kňazské triedy „ako buď pohodlie:“ Nerobte si starosti so svojím stavom tu na Zemi. Príďte v deň, keď sa pripojíte k Pánovi v nebi, ‘alebo ako hrozby:‚ Ak sa nebudete riadiť pravidlami, ktoré sú vtedy stanovené, príďte v ten deň, nebudete spasení. ‘ Väčšina z týchto scenárov závisela od seba-zväčšenia (alebo cupidity!) Zodpovedných osôb a od nevedomosti (alebo hlúposti) tých, ktorí ich majú v rukách.

Nástup vedy

Keď vzdelaní začali objavovať svet okolo seba a ako sa vzdelávanie v spoločnosti šírilo smerom nadol, začali sa vynárať otázky týkajúce sa začiatku a konca všetkých vecí.

Predstava vesmíru bez premýšľania, vodiacej sily s nepretržitým vplyvom na udalosti bol pre väčšinu zaznamenaných dejín nevyhnutne skrytou vierou, pretože tieto myšlienky priniesli hanbu a sankcie každému, kto je dostatočne odvážny (alebo hlúpy) na ich vyjadrenie. Stále to tak je v prípade niektoré časti svetove, zo sveta.

Prírodní filozofi, predchodcovia dnešných vedcov, začali popisovať svet o nich vo všetkých starodávnych civilizáciách sveta, ale len veľmi málo z nich sa odvážilo vysloviť ateistický svetonázor.

Moderná interpretácia

Hlavná položka: Konečný osud vesmíru

Objav Edwina Hubbla o rozšírení vesmíru viedol k vytvoreniu konceptu Veľký tresk a vznik vesmíru, ale jeho konečný osud je už dlho predmetom diskusií a polemík.

Vynechajúc teóriu „ustáleného stavu“ (dnes zdiskreditovaná hypotéza, že vesmír sa neustále dopĺňa spontánnou produkciou atómov v prázdnom priestore), existovali donedávna tri možné cesty pre vesmír v závislosti od hodnoty jeho celkovej hustoty:

  1. pokračujúca expanzia na večnosť (otvorený vesmír)
  2. znižovanie expanzie do zastavenia po nekonečnom čase (plochý vesmír)
  3. klesajúca expanzia nasledovaná kontrakciou na Veľký Crunch „(Uzavretý vesmír)

Teraz sa verí, že na celkovej hmote a energie vesmíru je väčšinou (najmenej 90% a až 97%) fyzicky nedetegovateľný (akýmikoľvek tradičnými prostriedkami), ale jeho prítomnosť možno odvodiť z jeho účinkov. Táto hmota a energia nemajú žiadny iný vplyv na „normálnu“ hmotu gravitačne .

Počíta sa s tým, že je toho veľa omša zamknutý v temná hmota pomáha držať galaxie pohromade. Toto je potrebné na vysvetlenie rotačných rýchlostí hviezd na vonkajších okrajoch galaxií. S iba pozorovateľným množstvom hmoty by sa vonkajšie hviezdy mali „vytočiť“ a stratiť pre galaxie.

Temná energia Predpokladá sa, že preniká celým priestorom a má negatívny gravitačný účinok, čo spôsobuje zrýchlenie všetkej hmoty od susedov. (Predstavte si to ako tlak spôsobujúci expanziu balóna. Je to táto energia, ktorá utesňuje konečný osud Vesmíru ako variant (1) a (2) vyššie, t. J. Neustále sa zväčšujúca expanzia, alebotakmertak.

Veľké zmrazenie

Prítomnosť tejto temnej energie vedie astrofyzikov k domnienke, že osud vesmíru, často označovaného akoVeľké zmrazenie(aleboVeľký kňučanie), má byť nízkoteplotné (10 Kelvin) more z fotóny s nejakým zatúlaným elektróny a pozitróny . Celý proces v zásade prechádza „vyčerpaním“ dostupného množstva vodík a hélium a „odparovanie“ všetkých látok, ktoré nie sú vo forme čiernych dier, prostredníctvom prípadného rozpadu protónov a neutróny a z čierne diery prostredníctvom emisie Hawkingovo žiarenie . Bude to trvať dlho až 10 (áno, to je desaťtisícpäťsto) rokov. To čaká na plochý alebo otvorený vesmír.

Veľký Crunch

Keby sa však Vesmír začal rúcať, účinky by si hypotetickí pozorovatelia nejaký čas nevšimli kvôli oneskoreniu spôsobenému rýchlosť svetla (za predpokladu, že by dovtedy boli pozorovatelia, pretože kontrakcia sa mohla začať v ďalekej budúcnosti potom, čo by hviezdy vybuchli alebo horšie). Po viac či menej dlhej dobe poznačenej neustálym zvyšovaním teploty kozmického mikrovlnného pozadia by sa zhluky galaxií a galaxií zrazili a spojili, potom nasledovali vlastné hviezdy a koniec, veľká kríza, by prišiel v podobe všetkých čiernych dier splývajúcich v jednu obrovskú, ktorá by absorbovala všetko, čo zostalo - snáďreštartovaniev novom Veľkom tresku. -

Ďalšie možné (zlé) konce

Ak sa súčasná miera kozmickej inflácie zvýšila ešte rýchlejšie, ako naznačuje kozmologická konštanta, a temná energia má formu známu ako fantómová energia , vesmír by mohol prestať byťobývateľnýdlho predtým, ako všetko vybledne. V závislosti od modelu sa vesmír mohol za pouhých 20 miliárd rokov rozpínať tak rýchlo, že by sa roztrhlo všetko, počnúc galaxiou a galaktickými zoskupeniami až po nakoniec vlastné subatomárne častice na samom konci. Toto sa nazýva „Veľký rip“.

Tento cieľ by však predpokladal, že hustota temnej energie nezostane v priebehu času konštantná, ale v skutočnosti sa zvýši, čo spôsobí neurčitý rast akcelerácie vesmíru. Doposiaľ nebolo merané žiadne zvýšenie hustoty energie tmy a predpokladá sa, že je stabilný v štandardnom modeli kozmológie. Ak je to pravda, za niekoľko miliárd rokov sa vzdialené úseky vtedy pozorovateľného vesmíru od nás zrýchlia tak rýchlo, že opäť opustia pozorovateľný vesmír smerom von. Postupom času to bude ovplyvňovať čoraz viac galaxií, až nakoniec bude veľmi stará galaxia Milkdromeda jedinou vecou viditeľnou v celom vesmíre. Konečným osudom vesmíru potom bude vyššie Veľké zmrazenie.

Ďalší navrhovaný Game Over by mohol prísť, keby štruktúra vesmíru nebola úplne stabilná. V tomto scenári by prechod do stabilnej fázy mal formu bubliny skutočného stabilného priestoru, ktorá by sa rozpínala rýchlosťou svetla zožierajúcou starý Vesmír bez možnosti vidieť vec prichádzať alebo si všímať jej účinky a transformovať všetko raz dovnútra do niečoho nového, ale zároveň tam spôsobí kolaps centrálnej singularity. To sa neviekedyakdetoto sa mohlo začať, tak sa dobre vyspi.

Sci-fi

V programe boli popísané rôzne časy „blízko“ konca alebo obsadené znakmi sci-fi . Na konci vesmíru je príjemná reštaurácia, ktorá je priateľská k zvieratám a umožňuje opiciam sedieť pri stole. Po ťažkej nočnej jazde je bar Big Bang Burger na druhom konci mesta skvelým miestom, kde môžete získať mocný balík lupienky na absorbovanie nežiaducich toxínov, ktoré vždy sprevádzajú vašu intoxikáciu podľa vášho výberu.

Termodynamika

„Vesmír“ je v termodynamike žargónom. Vesmír je tvorený systémom a okolím podľa termodynamiky. Podľa Druhý zákon termodynamiky , entropia vesmíru má tendenciu stúpať s časom. V systéme s konštantným tlakom teplo opúšťa systém exotermickým procesom, ale energia sa šetrí.

Poetické interpretácie

  • Robert Frost:
„Niektorí hovoria, že svet skončí požiarom,
niektorí hovoria v ľade.
Z toho, čo som ochutnal z túžby
Držím sa tých, ktorí uprednostňujú oheň.
Keby to však malo zahynúť dvakrát,
Myslím, že dosť poznám nenávisti
Povedať, že na zničenie ľadu
Je tiež super
A stačilo by. “
  • T.S. Eliot:
„Takto končí svet
Nie s ofinou, ale s fňukaním. “

Multiverse

Aj keď je to termín najčastejšie spájaný so sci-fi, kozmologicky povedané, „ multiverse „je hypotetická oblasť, ktorá obsahuje náš vesmír a veľa ďalších možných. Mnoho fyzikov berie multiverzálnu teóriu trochu vážne, vrátane Andrei Linde, Alan Guth, Stephen Hawking , Michio Kaku , David Deutsch, Max Tegmark, Steven Weinberg, Hugh Everett, Raj Pathria, Alexander Vilenkin a Brian Greene.

Možno existovalo viac vesmírov s mnohými veľkými treskami a každý nový vesmír prijíma iné hody kozmickými kockami, čo má odlišné fyzikálne zákony. Existuje niekoľko teórií, ktoré môžu viesť k multiverzu: večná inflácia, teória strún, teória superstrún, kozmológia čiernych dier, teória M, Braneova kozmológia, holografický princíp a interpretácia mnohých svetov a niektorí fyzici uvedení vyššie ako Max Tegmark sa dokonca pokúsil klasifikovať rôzne typy vesmíru, ktoré siahajú od jeho Úroveň I. (časti vesmíru veľmi ďaleko mimo náš pozorovateľný, kde - samozrejme - fyzikálne zákony by boli rovnaké ako v našej oblasti vesmíru) k jeho Úroveň IV (Vesmír, ktorý používa odlišnú matematiku, nielen fyzikálne zákony, ako tá naša). Toto je filozoficky uspokojivý výklad vyladený vesmír problém. Je to však tiež úplne drsné nedefinovateľné :

Ako je na začiatku potrebné testovať existenciu iných vesmírov? ... [I] nvoking nekonečno neviditeľných vesmírov na vysvetlenie neobvyklých čŕt toho, čo vidíme, je rovnako do tohto ako vzývanie neviditeľného Stvoriteľa. Teória multiverza môže byť formulovaná vedeckým jazykom, ale v podstate si vyžaduje rovnaký skok viery.
—Paul Davies

Kým nevyvinieme prístroje, ktoré skutočne vidia mimo vesmír, alebo vytvoríme vesmír v nádobe, do ktorej môžeme strkať vedecké prístroje (o niečo pravdepodobnejšie), zostáva to neomylné.

Alternatívami k multivesmíru sú ekpyrotický cyklický vesmír (Paul Steinhardt a Neil Turok), plodný vesmír alebo kozmologický prírodný výber ( Lee Smolin ), konformná cyklická kozmológia (Roger Penrose a Vahe Gurzadyan), cyklický model Baum – Frampton (Lauris Baum a Paul Frampton), slučková kvantová kozmológia (Martin Bojowald, Abhay Ashtekar a Carlo Rovelli), večný statický vesmír alebo simulovaný vesmír (Nick Bostrom). A samozrejme Goddidit . V závislosti na teórii má multivesmír konečnú veľkosť a vek, ako vo večnej inflácii, alebo je nekonečný a nestarnúci, ako v interpretácii mnohých svetov. Aj keď niektoré teórie zahŕňajú konečný, ale nestarnúci multivesmír alebo nekonečný, ale konečne zostarnutý multivesmír.