Научный взгляд на устройство вселенной
жүктеу/скачать 8,11 Mb. Pdf көрінісі
|
knocking on
| повышение звука
синее смещение красное смещение длинные волны понижение звука короткие волны высокие частоты низкие частоты Синее смещение Красное смещение РИС . 71. Свет от объекта, удаляющегося от нас, сдвигается к более низким частотам, то есть к красному концу спектра, тогда как свет от объектов, приближающихся к нам, сдвигается в сторону более вы- соких частот, то есть претерпевает синее смещение. Аналогичным образом звук сирены понижается, когда машина отъезжает, и повы- шается, когда она подъезжает ВСЕЛЕННАЯ НАИЗНАНКУ 433 Расширение Вселенной отличается от картин, которые первым делом возникают в нашем воображении. Нельзя считать, что Все- ленная расширяется в каком-то заранее определенном простран- стве. Вселенная — это все, что существует. Вокруг нее нет ничего, в пределах чего она могла бы расти. Вселенная, как и само про- странство, просто расширяется. Любые две точки в ней со вре- менем отдаляются друг от друга. Другие галактики непрерывно убегают от нашей, но наше местоположение ничем не выделяется среди прочих, — просто все галактики разбегаются по отношению друг к другу и к любой конкретной точке в пространстве. Вообразить себе эту ситуацию можно при помощи обычного воздушного шарика. Представьте, что вы отметили на шарике две произвольные точки. Если вы продолжите надувать шарик, точ- ки отдалятся друг от друга (рис. 72). Примерно то же происходит с любыми двумя точками во Вселенной при ее расширении. Рас- стояние между ними — или между любыми двумя галактиками — увеличивается. РИС . 72. На примере вселенной-шарика можно видеть, как все точки на ее поверхности удаляются друг от друга при надувании шарика (расширении Вселенной) Обратите внимание: в нашей аналогии точки не обязательно увеличиваются сами по себе — увеличиваются расстояния между ними. Именно так происходит и в реальной расширяющейся Все- ленной. Атомы, к примеру, прочно скреплены электромагнитны- ми силами и, естественно, не становятся больше. Не увеличивают- ся в размерах и такие относительно плотные и прочно связанные структуры, как галактики. Сила, заставляющая Вселенную расши- 434 МАСШТАБИРОВАНИЕ ВСЕЛЕННОЙ ряться, действует и на них тоже, но поскольку в них значительны и другие силы, то сами галактики не растут с общим расширением Вселенной. Действующие в них силы притяжения настолько суще- ственны, что галактики сохраняют свои размеры, тогда как рас- стояния между ними непрерывно растут. Разумеется, аналогия с воздушным шариком далеко не иде- альна. У Вселенной три пространственных измерения, а не два, как у оболочки шарика. Более того, Вселенная велика и, вероятно, бесконечна по размеру, а не мала и искривлена, как поверхность шарика. Мало того, шарик существует в нашей Вселенной и рас- ширяется в ней же, в отличие от Вселенной, которая существует и расширяется сама по себе. Но, несмотря на все ограничения, сравнение с шариком помогает представить, что такое расшире- ние пространства. Каждая точка на ней удаляется одновременно от всех остальных точек. Аналогия с шариком — на этот раз речь идет о его внутреннем содержимом — помогает понять и то, как Вселенная остывала, превращаясь из горячего плотного шара в нынешнее свое состоя- ние. Представьте очень горячий шар, который вдруг начинает рас- ширяться до очень больших размеров. Если сначала он, возможно, слишком горяч и до него невозможно дотронуться, то после рас- ширения воздух в нем окажется намного прохладнее. Теория Боль- шого взрыва утверждает, что первоначальная горячая и плотная Вселенная расширялась, одновременно остывая. Надо сказать, что еще Эйнштейн вывел гипотезу о расширении Вселенной из уравнений общей теории относительности. Однако в то время никто еще не измерил и не обнаружил это расширение экспериментально, и Эйнштейн не поверил собственным выво- дам. Пытаясь примирить свою теорию со стационарной Вселен- ной, он ввел новый тип энергии, включив для этого в свои уравне- ния лямбда-член. После наблюдений Хаббла Эйнштейн отказался от этого искусственного средства и назвал его «величайшим за- блуждением». Однако оказалось, что и гипотеза о дополнитель- ной энергии не была полностью ошибочной. Как мы скоро узнаем, недавние измерения показывают, что так называемая космоло- гическая константа, введенная Эйнштейном, действительно не- ВСЕЛЕННАЯ НАИЗНАНКУ 435 обходима для объяснения наблюдаемых явлений. В то же время ее измеренная величина, отвечающая за недавно обнаруженное жүктеу/скачать 8,11 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|