Как осознать бесконечность вселенной. Бесконечный космос. Сколько вселенных существует? Существует ли граница у космоса Почему вселенная бесконечна но не безгранична

• была наполнена энергией, присущей самому пространству;
• расширялась в постоянном экспоненциальном порядке;
• создавала новое пространство так быстро, что самая маленькая физическая длина, длина Планка, растягивалась до размеров наблюдаемой сегодня Вселенной каждые 10 -32 секунд.

Верно, в нашем регионе Вселенной инфляция завершилась. Но есть несколько вопросов, на которые мы пока не знаем ответа, которые могут определить истинный размер Вселенной, а также и то, бесконечна она или нет.

Насколько большой была область Вселенной после инфляции, в которой родился наш Большой Взрыв?

Глядя на нашу Вселенную сегодня, на равномерное послесвечение Большого Взрыва и на плоскость Вселенной, мы можем извлечь не так много. Мы можем определить высший предел энергетического масштаба, при котором происходила инфляция; мы можем определить, какая часть Вселенной прошла через инфляцию; мы можем определить нижний предел того, сколько должна была продолжаться инфляция. Но кармашек инфляционной Вселенной, в которой родилась наша собственная, может быть намного, намного больше нижнего предела. Он может быть в сотни, миллионы или гуголы раз больше, чем мы можем наблюдать… или воистину бесконечным. Но пока мы не сможем наблюдать больше Вселенной, чем доступно нам в настоящее время, мы не получим достаточно информации, чтобы ответить на этот вопрос.

Верна ли идея «вечной инфляции»?

Если вы считаете, что инфляция должна быть квантовым полем, то в любой момент в ходе этой фазы экспоненциального расширения существует вероятность, что инфляция закончится Большим Взрывом, и вероятность, что инфляция будет продолжаться, создавая все больше и больше пространства. Эти расчеты мы вполне можем произвести (при нескольких допущениях) и они приведут к неизбежному выводу: если вам нужна инфляция, которая производит наблюдаемую нами Вселенную, тогда инфляция всегда будет создавать больше пространства, которое продолжает расширяться, по сравнению с регионами, которые уже закончились Большими Взрывами. И если наша наблюдаемая Вселенная могла появиться в результате окончания инфляции в нашем регионе пространства порядка 13,8 миллиарда лет назад, существуют области, в которых инфляция продолжается - создавая все больше и больше пространства и рождая Большие Взрыва - и по сей день. Эта идея носит название «вечной инфляции» и в целом принимается сообществом физиков-теоретиков. И тогда насколько велика вся ненаблюдаемая Вселенная?

Как долго протекала инфляция до своего конца и Большого Взрыва?

Мы можем видеть лишь наблюдаемую Вселенную, созданную в конце инфляции и нашим Большим Взрывом. Мы знаем, что эта инфляция должна была продолжаться по меньшей мере 10 -32 секунд или около то, но вполне могла и дольше. Но насколько дольше? На секунды? Годы? Миллиарды лет? Или бесконечно? Всегда ли протекала инфляция Вселенной? Было ли у нее начало? Возникла ли она из предыдущего состояния, которое было вечно? Или, возможно, все пространство и время возникло из «ничего» какое-то время назад? Возможностей много, но все они непроверяемы и недоказуемы к настоящему времени.

В соответствии с нашими лучшими наблюдениями, мы знаем, что Вселенная намного, намного больше той части, которую мы имеем счастье наблюдать. За пределами того, что мы видим, находится много больше Вселенной, с теми же законами физики, с теми же структурами (звездами, галактиками, скоплениями, нитями, пустотами и т. п.) и с теми же шансами на развитие сложной жизни. Также должны быть конечные размеры «пузырей», в которых заканчивается инфляция, и гигантское количество таких пузырей, заключенных в гигантском, раздувающемся в процессе инфляции пространстве-времени. Но любым большим числам есть предел, они не бесконечны. И только если инфляция не продолжалась на протяжении бесконечно протяженного времени, Вселенная должна быть конечной.

Проблема в этом всем то, что мы знаем только, как получить доступ к информации, доступной в нашей наблюдаемой Вселенной: к этим 46 миллиардам световых лет во всех направлениях. Ответ на самый большой из всех вопросов, будь Вселенная конечной или бесконечной, может быть закодирован в самой этой Вселенной, но мы слишком связаны по рукам, чтобы узнать это. К сожалению, физика, которая у нас есть, не дает нам других вариантов.

Все довольно просто. Как известно, Вселенная расширяется, и в этой связи нужно понимать один важный момент: более отдаленные объекты Вселенной удаляются от наблюдателя с более высокой скоростью. Таким образом, в какой бы точке Вселенной мы ни находились, это правило всегда будет сохраняться. Это приводит к тому, что пространство Вселенной ближе к ее границам расширяется со скоростью, которая больше скорости света. По этой причине достигнуть "границы" Вселенной невозможно, потому что ничто не может двигаться быстрее скорости света (кроме самого пространства). В связи с этим Вселенная считается бесконечной, хотя, как вы уже поняли, это не совсем так.

К сожалению осознать то, для чего не приспособлен наш мозг, развивавшийся в определенных условиях нельзя. Вы не сможете представить даже гораздо меньшие сущности, чем бесконечность, не сталкиваясь с ними в жизни. Например попробуйте вообразить миллион лет и даже тысячу или расстояние до другой галактики. Во всех смыслах осознать бесконечность не получится, но есть инструмент, для понимания принципов таких неочевидных вещей - это математика. Через её язык можно приблизиться к желаемому, ничего при этом сломав.

К сожалению, а может быть к счастью, мозг придется "сломать" в привычном психологическом смысле этого слова.

Академик Л.Д. Ландау как то сказал: "Человеку далекому от физики трудно представить себе насколько глубоко физика зашла в своем понимании законов природы, и какая фантастическая картина при этом открылась. Картина настолько фантастическая, что человеческое воображение часто уже отказывается служить. И может быть величайшим триумфом человеческого гения является то, что человек может понять вещи, которые он уже не силах вообразить".

Наука с позиций классической физики хорошо описывает законы движения плотных объектов, (от молекул до движущихся планет).
Однако, при исследовании частиц квантового Мира, оказалось, что классическая физика Ньютона не применима.

За последние сто лет было получено много обновлений при описании элементарных частиц квантового Мира…
Квантовая теория не вмешивается в классическую физику.
Физика Ньютона хорошо работает и объясняет процессы и явления, происходящие в макромире.

В далёком прошлом люди имели представление о Нашем Мире гораздо более широкое, чем современные учёные.
Только сейчас наука начала находить подтверждение наличия этих знаний.
ИЗ древности было известно, что в Нашем Мире всё состоит из общих элементов, - как живое так и не живое.

Молекулы, атомы…
Между ними Пустота?
И это - основной «объем» пространства Нашей Вселенной.

Атом водорода состоит из ядра и электрона.
Если ядро - это песчинка, то орбита электрона - футбольное поле…
Остальное пространство (между ними) – "ПУСТОТА"?
Таким образом, Наш Мир состоит, преимущественно из "ПУСТОТЫ".
Солнечная система, состоит из Солнца и вращающихся вокруг него планет.
Между Солнцем и планетами – расстояния…

Наша Вселенная состоит из Пустоты.

Материальные объекты Нашего Мира – ничтожные процеты, а остальное все Пустота.

Однако ПУСТОТА, которая определяет собой всё пространство Нашей Вселенной, представлена ЭНЕРГИЕЙ.

Электрон, переходя на другую орбиту, переходит не плавно, а скачком – мгновенно. Это явление назвали квантовым ПЕРЕХОДОМ.

Квантовый Мир, по своей природе, вовсе не материален, а «частицы», из которых состоят: атомы, - вся материя Нашей Вселенной, являются усложнениями энергоинформационного наполнения – ЭНЕРГИЕЙ.
Пустота вибрирует с определенной частотой, а при нарастающей плотности она преображается в усложнения энергоинформационного наполнения…

Изолированных наблюдателей за Нашей Вселенной нет: всё что есть в Нашей Вселенной, со всем, что в ней есть, и взаимодействует.
Невозможно извне наблюдать за тем, что происходит в Нашей Вселенной.
Если сосредоточить взгляд на какой - либо частице, то ее свойства будут меняться.
По своей сути наблюдение есть акт творения, а сознание человека обладает созидательной силой.
Чтобы наблюдать за элементарной частицей, мы должны «дотронуться» до нее, например, фотоном или другой частицей.
Точно так же поступает человек и в быту, он дотрагивается до того объекта, который его интересует, - за которым наблюдает: обращает на него своё ВНИМАНИЕ.

Сознание практически сливается с наблюдаемым объектом, и, тем самым, влияет на него.
Когда человек наблюдает за объектом, то это приводит к его изменению…
Человек своим ВНИМАНИЕМ влияет на объект, а, значит, человек является источником преображения Нашего Мира.

Явления, происходящие в Нашей Вселенной, которые не поддаются разумному объяснению, - есть: воздействие ИЗВНЕ…
То есть, «кто - то извне наблюдает за Нашей Вселенной»…
тем самым вносятся «коррективы» в происходящее в Нашем Мире?

Кто - то сотворил Нашу Вселенную и наблюдает за происходящим?
Всё больше исследований подтверждает, что мы не просто присутствуем в Нашей Вселенной, а каждый человек своим жизнепроявлением преображает Наш Мир и, значит, участвует в его дальнейшем преображении…
Практически человек (каждый живой организм) предоставляет возможность на приращение ЭНЕРГИИ В ПРЕОБРАЖЕНИЕ мирового процесса Нашей Вселенной, но, взаимно, и Наша Вселенная воздействует на человека.
Человек наделен Душой -энергоинформационным наполнением, которая, по своей сути, и есть та субстанция, которая является "кирпичиком" ВременнОго Пространства -
праматерью мироздания.

Если исходить из того, что всё состоит из "Пустоты", которая является Энергией, а неотъемлемым качеством энергии является ИНФОРМАЦИЯ (Сознание), то это значит, что субстанция, из которой состоит мироздание, является… СОЗНАНИЕМ.
Отсюда можно сделать вывод, что "Пустота" – есть СОЗНАНИЕ - Высший Разум.
Все состоит из Пустоты? А это значит, - все обладает «Сознанием».

Есть два варианта: либо Вселенная конечна и обладает размером, либо бесконечна и тянется вечно. Оба варианта заставляют хорошенько задуматься. Насколько велика наша Вселенная? Все зависит от ответа на вышеуказанные вопросы. Пытались астрономы понять это? Конечно пытались. Можно сказать, они одержимы поиском ответов на эти вопросы, и благодаря их поискам мы строим чувствительные космические телескопы и спутники. Астрономы вглядываются в космический микроволновый фон, реликтовое излучение, оставшееся со времен Большого Взрыва. Каким образом можно проверить эту идею, просто наблюдая за небом?

Ученые пытались найти доказательства того, что особенности на одном конце неба связаны с особенностями на другом, вроде того, как края обертки на бутылке соединяются друг с другом. До сих пор не найдено никаких доказательств, что края неба могут быть связаны.

Если говорить по-человечески, это означает, что на протяжении 13,8 миллиарда световых лет во всех направлениях Вселенная не повторяется. Свет проходит туда-сюда-обратно через все 13,8 миллиарда световых лет и только потом покидает Вселенную. Расширение Вселенной отодвинуло границы покидания светом вселенной на 47,5 миллиарда лет. Можно сказать, наша Вселенная 93 миллиарда световых лет в поперечнике. И это минимум. Возможно, это число 100 миллиардов световых лет или даже триллион. Мы не знаем. Возможно, и не узнаем. Также Вселенная вполне может быть бесконечной.

Если Вселенная действительно бесконечна, то мы получим крайне интересный результат, который заставит вас серьезно поломать голову.

Итак, представьте себе. В одном кубометре (просто расставьте руки пошире) есть конечное число частиц, которое может существовать в этом регионе, и у этих частиц может быть конечное число конфигураций с учетом их спина, заряда, положения, скорости и т. д.

Тони Падилья из Numberphile подсчитал, что это число должно быть десять в десятой в семидесятой степени. Это настолько большое число, что его нельзя записать всеми карандашами во Вселенной. Если предположить, конечно, что другие формы жизни не изобрели вечные карандаши или не существует дополнительного измерения, заполненного сплошь карандашами. И все равно, наверное, карандашей не хватит.

В наблюдаемой Вселенной есть только 10^80 частиц. И этого намного меньше, чем возможных конфигураций материи в одном кубометре. Если Вселенная действительно бесконечна, то удаляясь от Земли вы в конце концов найдете место с точным дубликатом нашего кубометра космоса. И чем дальше, тем больше дубликатов.

Подумаешь, скажете вы. Одно облако водорода выглядит так же, как и другое. Но вы должны знать, что проходя по местам, которые будут выглядеть знакомыми все больше и больше, вы в конечном итоге дойдете до места, где найдете себя. А найти копию себя - это, пожалуй, самое странное, что может произойти в бесконечной Вселенной.

Продолжая, вы будете обнаруживать целые дубликаты наблюдаемой Вселенной с точными и неточными копиями вас. Что дальше? Возможно, бесконечное число дубликатов наблюдаемых Вселенной. Даже не придется приплетать мультивселенную, чтобы найти их. Это повторяющиеся Вселенные внутри нашей собственной бесконечной Вселенной.

Ответить на вопрос, конечна или бесконечна Вселенная, крайне важно, потому что любой из ответов будет умопомрачительным. Пока астрономы не знают ответа. Но не теряют надежды.

Доброго времени суток гиктаймс! На написание данной статьи меня толкнули видео с ютуба о необычных числовых парадоксах. А именно о парадоксах Зенона и того почему нельзя делить на ноль, о которых сегодня и пойдет речь.

Парадокс Зенона, очень легко объясняется на основе Ахилеса и черепахи. Те кто не знаком с данным парадоксом, вот наглядное видео другого автора:

Если вы не хотите смотреть видео, тогда расскажу вкратце: Представьте что Ахилес бежит за черепахой, которая его обгоняет. Расстояние между ними постоянно уменьшается, так как Ахилес бежит быстрее черепахи. В итоге когда Ахилес приблизится на расстояние 1 метр, через некоторое время оно будет равно 0,1 метра, потом 0,01 и так до бесконечности. Это значит что Ахилес никогда не догонит черепаху, но в реальности все совсем не так.

В реальности никакой проблемы нет, берем Ахилеса и черепаху, ставим на беговую дорожку и, пожалуйста, Ахилес спокойно обгоняет черепаху. Именно в этом и кроется возможное доказательство того что вселенная не бесконечна.

Давайте попробуем это объяснить на принципе работы компьютерных игр. Обычно положение объекта записывается в виде вектора состоящего из осей x, y и z. И каждое значение хранится в типе данных float (Значение с плавающей запятой) . К примеру Unity3D использует для указания положения в пространстве 32 битный float. Минимальное значение которого: 1,175494351 E – 38. , что дает плавное перемещение при почти любом масштабе. Здесь важное слово это «почти» , то есть если мы очень сильно уменьшим и приблизим модель то мы будем видеть как она передвигается скачками. Прыгая с 0,...1 на 0,...2 на 0,...3 и т.д. Это значит что в симуляции при любом раскладе Ахилес обгонит черепаху. Но как говорится не бывает худа без добра. Если мы имеем минимальное значение float значит есть и максимальное, так сказать граница 3D пространства. Выйти за которую нам не позволят (назовем это) законы физики виртуального мира. В реальности же мы просто не можем дать больше максимального значения переменной.

Если вернутся к парадоксу Зенона, Ахилес не только никогда не догонит черепаху, но никогда не достигнет границы его выдуманного мира, для него он будет бесконечен. От -∞ до +∞, как ни странно то же самое мы получим функцией f(x) = 1/х . И самое веселое что в эту функцию не попадает значение х/0 , так как функция никогда не достигнет нуля, как Ахилес черепаху. (Собственно по этому нельзя делить на ноль)

Хватит теории, давайте к практике. Возьмем реальный мир, мы все состоим из атомов, атомы состоят из протонов нейтронов и электронов, которые в свою очередь состоят из кварков (элементарных частиц) . Как в симуляции так и в реальном мире Ахилесу ничего не стоит обогнать черепаху. Все это приводит к тому, что как в симуляции так и в реальности элементарные частицы должны также скакать по числам 0,...1 0,...2 0,...3 как это происходит в игре, потому что Ахилес может обогнать черепаху и там и здесь. Это нам говорит что парадокс Зенона работает только на бумаге, или в своей системе координат, значение которых, от -∞ до +∞. В реальности скача по самым маленьким значениям элементарные частицы Ахилеса в какой-то момент настигают черепаху, их координаты становятся равным, после чего Ахилес убегает вперед.

Вот мы узнали какую систему координат использует наше пространство, давайте вернемся к главной теме. Если у нас есть минимальное значение значит будет и максимальное - край нашей вселенной . Найдутся те кто скажет, а почему тогда с одной стороны может быть бесконечной, а с другой стороны конечной. Но проблема в том что координаты или позиция это только элемент большой системы называемой пространство, и оно либо может быть полностью бесконечным, либо полностью конечным. Также это все наталкивает на вопрос, а мы случаем не в компьютерной симуляции находимся, а? Но это тема для другой статьи.

Итоги

Возможно, ограничения того, что мы можем наблюдать, просто искусственные; возможно, нет предела тому, что находится по ту сторону наблюдаемого.

13,8 миллиарда лет назад Вселенная началась с Большого Взрыва. С тех пор она расширяется и остывает, так было вчера, сегодня и будет завтра. С нашей точки зрения, мы можем наблюдать ее в 46 миллиардах световых лет во всех направлениях, благодаря скорости света и расширению пространства. Хотя это большое расстояние, оно конечно. Но ведь это лишь часть того, что предлагает нам Вселенная. Что находится за этой частью? Может ли Вселенная быть бесконечной?

Как можно было бы доказать это эмпирически?

Во-первых, то, что мы видим, рассказывает нам больше, чем 46 миллиардов световых лет.

Чем дальше мы смотрим в любом направлении, тем дальше назад во времени мы смотрим. Ближайшая галактика, в 2,5 миллиона световых лет от нас, видится нам такой, какой была 2,5 миллиона лет назад, поскольку свету нужно именно это время, чтобы попасть в наши глаза с того места, где он был испущен. Самые далекие галактики мы видим такими, какие они были миллионы, сотни миллионов или даже миллиарды лет назад. Мы видим свет молодой Вселенной. Поэтому если мы будем искать свет, который был испущен 13,8 миллиарда лет назад, оставленный Большим Взрывом, мы найдем и его: космический микроволновый фон.

Его картина флуктуаций невероятно сложная, при разных угловых масштабах налицо разные разницы в средних температурах. Также в нем закодировано невероятное количество информации о Вселенной, в том числе и поразительный факт: кривизна пространства, насколько мы можем судить, абсолютно плоская. Если бы пространство было положительно искривлено, если бы мы жили на поверхности четырехмерной сферы, мы увидели бы, как сходятся эти далекие лучи света. Если бы пространство было искривлено отрицательно, как если бы мы жили на четырехмерном седле, мы увидели бы, как далекие лучи света расходятся. Но нет, лучи света, приходящие издалека, продолжают двигаться в изначальном направлении, а флуктуации говорят об идеальной плоскости.

Космический микроволновый фон и крупномасштабная структура Вселенной в сочетании позволяют нам сделать вывод, что если Вселенная конечна и замыкается сама в себе, она должна быть по крайней мере в 250 раз больше того, что мы наблюдаем. И поскольку мы живем в трех измерениях, мы получаем (250)3 в виде объема, или умножаем пространство в 15 миллионов раз. Каким бы большим это число ни было, оно не бесконечно. По самой скромной оценке, Вселенная должна быть по меньшей мере 11 триллиона световых лет во всех направлениях. И это много, но… конечно.

Впрочем, имеются основания полагать, что она больше. Большой Взрыв мог ознаменовать начало наблюдаемой Вселенной, какой мы ее знаем, но он не знаменует рождение времени и пространства как таковых. До Большого Взрыва Вселенная переживала период космической инфляции. Она не была наполнена материей и излучением и не была горячей. Она:

• была наполнена энергией, присущей самому пространству;
• расширялась в постоянном экспоненциальном порядке;
• создавала новое пространство так быстро, что самая маленькая физическая длина, длина Планка, растягивалась до размеров наблюдаемой сегодня Вселенной каждые 10-32 секунд.

Верно, в нашем регионе Вселенной инфляция завершилась. Но есть несколько вопросов, на которые мы пока не знаем ответа, которые могут определить истинный размер Вселенной, а также и то, бесконечна она или нет.

Насколько большой была область Вселенной после инфляции, в которой родился наш Большой Взрыв?

Глядя на нашу Вселенную сегодня, на равномерное послесвечение Большого Взрыва и на плоскость Вселенной, мы можем извлечь не так много. Мы можем определить высший предел энергетического масштаба, при котором происходила инфляция; мы можем определить, какая часть Вселенной прошла через инфляцию; мы можем определить нижний предел того, сколько должна была продолжаться инфляция. Но кармашек инфляционной Вселенной, в которой родилась наша собственная, может быть намного, намного больше нижнего предела. Он может быть в сотни, миллионы или гуголы раз больше, чем мы можем наблюдать… или воистину бесконечным. Но пока мы не сможем наблюдать больше Вселенной, чем доступно нам в настоящее время, мы не получим достаточно информации, чтобы ответить на этот вопрос.

Верна ли идея «вечной инфляции»?

Если вы считаете, что инфляция должна быть квантовым полем, то в любой момент в ходе этой фазы экспоненциального расширения существует вероятность, что инфляция закончится Большим Взрывом, и вероятность, что инфляция будет продолжаться, создавая все больше и больше пространства. Эти расчеты мы вполне можем произвести (при нескольких допущениях) и они приведут к неизбежному выводу: если вам нужна инфляция, которая производит наблюдаемую нами Вселенную, тогда инфляция всегда будет создавать больше пространства, которое продолжает расширяться, по сравнению с регионами, которые уже закончились Большими Взрывами. И если наша наблюдаемая Вселенная могла появиться в результате окончания инфляции в нашем регионе пространства порядка 13,8 миллиарда лет назад, существуют области, в которых инфляция продолжается - создавая все больше и больше пространства и рождая Большие Взрыва - и по сей день. Эта идея носит название «вечной инфляции» и в целом принимается сообществом физиков-теоретиков. И тогда насколько велика вся ненаблюдаемая Вселенная?

Как долго протекала инфляция до своего конца и Большого Взрыва?

Мы можем видеть лишь наблюдаемую Вселенную, созданную в конце инфляции и нашим Большим Взрывом. Мы знаем, что эта инфляция должна была продолжаться по меньшей мере 10-32 секунд или около то, но вполне могла и дольше. Но насколько дольше? На секунды? Годы? Миллиарды лет? Или бесконечно? Всегда ли протекала инфляция Вселенной? Было ли у нее начало? Возникла ли она из предыдущего состояния, которое было вечно? Или, возможно, все пространство и время возникло из «ничего» какое-то время назад? Возможностей много, но все они непроверяемы и недоказуемы к настоящему времени.

В соответствии с нашими лучшими наблюдениями, мы знаем, что Вселенная намного, намного больше той части, которую мы имеем счастье наблюдать. За пределами того, что мы видим, находится много больше Вселенной, с теми же законами физики, с теми же структурами (звездами, галактиками, скоплениями, нитями, пустотами и т. п.) и с теми же шансами на развитие сложной жизни. Также должны быть конечные размеры «пузырей», в которых заканчивается инфляция, и гигантское количество таких пузырей, заключенных в гигантском, раздувающемся в процессе инфляции пространстве-времени. Но любым большим числам есть предел, они не бесконечны. И только если инфляция не продолжалась на протяжении бесконечно протяженного времени, Вселенная должна быть конечной.

Проблема в этом всем то, что мы знаем только, как получить доступ к информации, доступной в нашей наблюдаемой Вселенной: к этим 46 миллиардам световых лет во всех направлениях. Ответ на самый большой из всех вопросов, будь Вселенная конечной или бесконечной, может быть закодирован в самой этой Вселенной, но мы слишком связаны по рукам, чтобы узнать это. К сожалению, физика, которая у нас есть, не дает нам других вариантов.