Бесконечна ли Вселенная?
Задолго до того, как появилась возможность измерить расстояние между нами и звездами далеких галактик, философ XVI века Джордано Бруно выдвинул идею бесконечной Вселенной. Он утверждал, что не существует причины, удобства, возможности, смысла или природы, которые могли бы установить ее предел, заявляя: “Нет причины, удобства, возможности, смысла или природы, которая назначила бы ей предел”. Далее он проиллюстрировал свою концепцию бесконечности мысленным образом линии горизонта, которая, кажется, обозначает конец ландшафта. Однако по мере продвижения вперед эта линия отступает, открывая новые пейзажи за ней. За такие идеи итальянская церковь приговорила его к смерти через сожжение, но это уже история для другого раза.
Сегодня мы получаем информацию о размерах Вселенной, наблюдая за распределением звезд по небу. Улавливая излучаемый ими свет и анализируя его свойства, мы можем определить их расстояние от Земли. Таким образом, размер Вселенной, по крайней мере, равен этому расстоянию, хотя остается неясным, бесконечна ли она. Тем не менее, эти знания очень ценны, и они побуждают нас задаться вопросом: какое самое большое расстояние астрономы измерили сегодня? Или, наоборот, каков размер наблюдаемой Вселенной?
Это подводит нас к другому вопросу: расширению Вселенной. Современные представления подтверждают, что Вселенная расширяется по меньшей мере 13,7 миллиарда лет – период, начавшийся после Большого взрыва. Этой информации достаточно для решения вопроса о размере наблюдаемой Вселенной.
В 1965 году физики обнаружили космическое микроволновое фоновое излучение – тип электромагнитного излучения, испускаемого примерно через 300 000 лет после Большого взрыва, когда образовались первые атомы. Обнаружить фотон из этого фонового излучения означает наблюдать свет, испущенный примерно 13,7 миллиарда лет назад. Следовательно, за этот промежуток времени свет преодолевает расстояние в 13,7 миллиарда световых лет.
Однако из-за расширения Вселенной небесное тело, испустившее этот фотон, сейчас находится гораздо дальше. Для расчета этого расстояния необходима теория этого расширения. В рамках “стандартной модели космологии” (теоретической модели, которая лучше всего объясняет крупномасштабные наблюдения за Вселенной) это расстояние составляет примерно 46,5 миллиарда световых лет. Поскольку фоновое излучение равномерно во всех направлениях, геометрия наблюдаемой Вселенной сферическая.
Таким образом, согласно наиболее достоверным теориям, наблюдаемая Вселенная представляет собой сферу диаметром около 100 миллиардов световых лет. По мере расширения Вселенной этот размер постоянно увеличивается.
Значит ли это, что размер Вселенной постоянно расширяется? Это неясно. Но если расширение никогда не прекратится, то радиус сферы в конце концов превысит любое заранее известное число, а это не может быть именно тем, что мы определяем как бесконечность?
