Автор ответа: Дмитрий Вибе • Научные ответы на самые трудные детские вопросы в разделе «E-mail науки» на «Элементах»
Где находится центр Вселенной? То - есть по теории Большого взрыва вселенная начала расширяться

Где находится центр Вселенной? То есть по теории Большого взрыва вселенная начала расширяться. А где находится точка или координаты места начала этого взрыва?

Вопросы о центре Вселенной возникают довольно часто, и причина — в словосочетании «Большой взрыв», которое является переводом английского термина «Big Bang» — Большой бум. Этот термин был придуман известным физиком Фредом Хойлом, который таким образом выразил свое саркастическое отношение к идее возникновения Вселенной. Космологи сарказма не уловили и охотно взяли термин на вооружение. Английское словосочетание Big Bang, конечно, не является строгим физическим термином, но оно на такой термин и не похоже! Русский перевод — Большой взрыв — выглядит более солидно и потому кажется более физичным, что многих вводит в заблуждение. Раз был взрыв, значит, было и место взрыва, и то, что взорвалось. На самом деле у расширения Вселенной центра быть не должно. Здесь самая популярная аналогия — надуваемый воздушный шарик. Его поверхность расширяется, но никакого центра у этого расширения нет.

Когда шарик _очень_ большой, отличить его от плоскости весьма затруднительно. Раньше люди были, например, уверены, что Земля плоская.

"Геометрический центр существует [. ] не знают, где искать[. ]"

А Вы подскажите им. Если бы они знали, какого размера пальцы, это помогло бы.

"Вначале был взрыв. Не такой взрыв, который знаком нам на Земле и который начинается из определенного центра и затем распространяется, захватывая всё больше и больше пространства, а взрыв, который произошел одновременно везде, заполнив с самого начала "всё пространство", причем каждая частица материи устремилась прочь от любой другой частицы. В этом контексте «всё пространство» может означать либо всё пространство бесконечной Вселенной, либо всё пространство конечной Вселенной, которое замкнуто на себя, как поверхность сферы."

1. Почему сначала быстро расширялось, а потом (сейчас) много медленней?

Потому, что, когда шарик маленький, даже близкие объекты скрыты за горизонтом, и при надувании много чего нового открывается. А, когда он уже большой, горизонт отодвигается относительно медленно, и окружающая картина почти неизменна. Получается - скорость "надувания" постоянна, а вначале был-таки БУМ.

Берём тот же маленький, очень маленький, шарик. То, из чего они должны образоваться, просто не видит другое "то", за горизонтом оно. Шарик увеличился, горизонт отодвинулся - о, видно! Начинаем взаимодействовать. появились кварки. Ещё надулся - кварки "увидели" друг друга, взаимодействие - появились протоны. И так далее.

Но давайте попробуем представить что было 14 миллионов лет назад, получится, что расстояние между этими точками было 999 миллиметров. Ну, а 28 миллионов лет назад - 998 миллиметров. Если мы продолжим счет, то обнаружим, что 14 миллиардов лет назад (тысячу раз по 14 миллионов лет) расстояние между нашими точками было ноль миллиметров. При этом неважно, какие точки, в нашем времени, мы возьмем, на расстоянии один метр, или один мегапарсек, расстояние между любыми точками 14 миллиардов лет назад, было равно нулю. То есть в истории Вселенной есть одна знаменательная дата, когда все расстояния были равны нулю, и вещество, как будто было сжато в точку.

Получается, что 14 миллиардов лет назад, что-то произошло, и после этого все точки начали отдалятся друг от дружки, пространство начало расширятся. Так как в повседневной жизни мы видим разного рода взрывы, салют к примеру, то ученые назвали то, что случилось 14 миллиардов лет назад, не просто взрывом, а Большим Взрывом, Вселенная как никак расширяться начала. Но, как мы уже поняли, со взрывом это ничего общего не имеет.

Спасибо за внимание. Рад буду выслушать Ваши вопросы.

1) Т.е. можно считать, что любая "структура", внутри которой действуют гравитационные силы - не подвержена расширению вследствие ДЕЙСТВИЯ ГРАВИТАЦИОННЫХ СИЛ?

Насколько я понял текущую модель, то да.

2) Влияет ли именно гравитация на это?

Судя по всему да.

Это фундаментальный вопрос. И на него нет ответа. Но можно сказать, что это происходит так, потому что следствия той модели, которую придумали ученые, говорят об этом.

Я думаю так - делать фундаментальные ошибки в рассуждениях на много лучше, чем не рассуждать.

Но, отсутствие - тоже результат, и сейчас параллельно разрабатывается без хиггсовая модель мира.

- тоже присутствует "вот только всё наоборот" (не линейка сжимается, на самом деле)

- никаких подступов к тому, почему был БУМ, а теперь плавно

- никаких подступов к тому, почему не просто "всё было в нуле расстояния", а ещё и не было никаких там протонов - а потом БАЦ и появились.

Надо данные красных смещениях галактик с двух точек в пространстве. И чем дальше эти точки будут удалены друг от друга тем точнее будет рассчитан центр.

Нет. Пусть у Вас есть два наблюдателя на некотором расстоянии, наблюдающих радугу. Каждый указывает _свое_ направление на правый конец ее. Где _на_самом_деле_ находится правый конец радуги?

Но имея две точки мы можем высчитать вектор движения нескольких объектов "галактик" и пересечение этих векторов и будет центром, причем пересекается все вектора должны в одной точке а иначе теория ББ не верна.

Да без проблем. В зависимости от примененной процедуры, Вы найдете эту точку. Но стоит Вам повторить измерения, сдвинувшись на R в любую сторону, как вычисленный "центр" переместится на R в ту же сторону от своего первого положения.

Допустим, есть три галактики A, B и C, лежащие на одной прямой и при этом разлетающиеся друг от друга. Не следует ли из этого, что пара из этих галактик движется в одном направлении, пусть и с разными скоростями?

Должна быть точка на этой прямой, из которой галактики начали движение?

Или Эвклидова геометрия здесь не работает?

Извините, если вопрос получился совсем уж глупым.

Шарик показывает, что в идее "разбегания без движения" нет ничего такого исключительного и непредставимого.

Картинка эта поражает слушающих тем, что наша Вселенная - это просто внутренности чёрной дыры.

И ещё - эта картинка объясняет, что было до бигбума: мы были вне чд, время могло идти в любую сторону, так что никакие известные законы физики не имели смысла. Собственно пересечение границы чд - и есть Большой Взрыв. И произошёл он - сразу везде, нет никакой точки, центра.

Главное, чем помогают эти иллюстрации - переводом обсуждения из категории бессмысленного набора слов и чудес в "это может быть и потому достойно изучения".

Поверхность шарик 2-мерная, и чтобы не было центра, он должен быть изогнут в 3-м измерении.

Наш мир 3-х мерный, и чтобы не было центра, он должен быть изогнут в 4-м измерении. А согласно последним данным, он плоский, с высокой точностью.

От этого ничего не меняется: этот центр мы обнаружить не можем в принципе.

Замените ваш шарик длинной резинкой. И растягивайте ее. В _любой_ точке этой резинки Вы обнаружите эффект Хабла: чем объект от Вас дальше, тем он быстрее от вас удаляется.

Тяготение: нас должно притягивать к центру Вселенной.

Ответ: НЕТ! Если Вселенная гораздо больше, чем 14 млрд св. лет. При инфляции она могла раздуться гораздо больше. Если мы не в самом центре, то со стороны центра больше массы, чем с противопроложной стороны. Но. Тяготение тоже распространяется со скоростью света. И тяготение этих "избыточных" масс просто не успело до нас "долететь". Т.е. Вселенная - большой, огромадный, пузырище. А мы "чувствуем" только то, что находится внутри нашего, "маленького" пузырика, радиусом в "какие-то" 13.8 млрд св. лет. И если наш "маленький" пузырек полностью находится внутри большого, то мы о большом ничего не узнаем.

А вот если бы мы оказались очень близко с краю "большого" пузыря, то наш "маленький" был бы ущербным. И появилось бы притяжение к центру Вселенной. Т.е. некий "поток". Возможно, этим и объясняется "звездный поток", обнаруженный несколько лет назад. Т.е. пузырь тамошний оказался близко к краю "большого пузыря" полной Вселенной.

Смысл не в том, чтобы определить центр, а в том, что находясь во Вселенной невозможно указать в какой части её ты находишься. Это основа Общей Теории Относительности, проверенная и доказанная многократно. Конечная или Бесконечная Вселенная "изнутри" выглядят одинаково. Если представить Вселенную как конечную, то чем ближе "к краю", тем раньше во времени от её начала. Пространство-Время - это единая физическая сущность. Нельзя перемещаться в Пространстве, не перемещаясь во Времени.

Беда начинается - когда иллюстрацию принимают за аналогию. Да, Вселенная - не резиновый шарик. Но даже на резиновом шарике возможны эти, казалось бы, невозможности. Так что ничего невероятного в понятии расширяемой вселенной - нет.

"до Большого Взрыва (БВ) не существовало того пространства, центр которого мы ищем, так как это пространство возникло как раз благодаря БВ"

После этой фразы можно дальше ничего не объяснять. Вы ввели волшебство (с точки зрения слушающего), все дальнейшие фокусы пройдут мимо ушей.

Следующее "Вселенная хоть и конечна. но при этом безгранична", данное тоже без логической опоры, только добивает попытку популяризации. Как у дедушки Ленина: "Формально правильно, а по существу - издевательство".

Не знаю, как у вас с образованием, но вы явно гуманитарий - вам сложно оперировать понятиями, которые нельзя потрогать, увидеть или услышать. Оттого и бурный протест. В том, что я написал нет ничего сверхъестественного. Подобного "волшебства" сейчас знаете сколько в науке? Никто до сих пор, вроде, не жаловался. Мои высказывания - это ещё сущие мелочи. Привыкайте.

По моему скромному мнению (не обязательно правильному) все проблемы физики, вызывающие "детские" вопросы, на которые она не может адекватно ответить, связаны с тем, что физику загнали в математический тупик, когда при объяснении "детских"вопросов раскрывают не сущность явлений, а делают ссылку на формулы и составляющие их члены. Но суть этих членов абсолютно не определена. Например, раскройте суть фундаментального понятия ЭНЕРГИЯ.

Известны её формы: материя и излучение, известны виды её проявления : квантовые поля различной природы (вещественные, поля взаимодействия и др.), существует фундаментальный закон сохранения энергии (вопреки теории БВ). Но вот что это за субстанция под названием Энергия, не раскрывается. И нельзя сказать, что это пустой термин, поскольку масса и весь материальный мир суть сгустки энергии (Е=mс2, отсюда m - особая форма энергии).

С большой долей вероятности можно предположить, что Энергия является основой Мироздания. При отсутствии внешних импульсов Энергия нейтральна и имеет однородную плотность. Внешние импульсы вызывают её возмущения в виде волн различного типа (электромагнитных, гравитационных и др.) и формирование разномасштабных"сгустков", обладающих массой (электронов, нейтронов , протонов, кварков и других вещественных частиц) и, в конечном итоге, материальной структуры нашей Вселенной. В этих рассуждениях неясна природа и происхождение импульсов, выводящих Энергию из состояния покоя и равновесия. Можно предположить, что они возникали неоднократно и в различных участках пространства.

Теперь о пространстве и проблеме его бесконечности. Человек возомнил себя "пупом Вселенной", хотя по своим параметрам он никак не соответствует её размерам, но пытается изучить её своей метрикой. Отсюда и непонимание его бесконечности. С улучшением методов и инструментария исследований человечество будет все дальше отодвигать "границы" Вселенной, убеждаясь в её бесконечности.

Спасибо всем, кто дочитал этот пост до конца, и тем, кто что-нибудь из него понял.

Но, вспомнив принцип: "никогда не говори "никогда", подумал, если не центр, то направление на "центр расширения", возможно будет указать при сравнении карт анизотропии реликтовых излучений электромагнитного, нейтринного и гравитационного. Если последние два когда-нибудь измерят.

Как это можно заметить? Если энергетическая плотность вселенской среды - эфира/вакуума - почти одинакова что внутри нашей части Вселенной, что за её границами (за сферой Хаббла). Какой-то заметной анизотропии по температуре реликтового излучения это не вызовет. Наличие центра и края нашей Вселенной можно лишь предполагать в рамках версии множественности расширяющихся вселенных. И проверять это предположение надо косвенным путём - по выявлению следствий такого варианта мультиверса в прошлых или будущих экспериментах.

Где находится