Что находится за пределами нашей Вселенной и проблема ее непостижимости

Тема предела Вселенной – весьма неоднозначна и зависит от того, что именно мы рассматриваем. Дело в том, что не существует однозначного решения, что именно подразумевается под этим вопросом. Если речь идет о видимой части Вселенной, то на данный момент современные телескопы позволяют заглянуть в прошлое на 13,75 миллиарда лет. Именно столько и существует Вселенная. Ее пространство все время расширяется, таким образом, самый дальний ее край соответствует тому времени, когда начался Большой взрыв.

Текст и 5 картинок via

Последнее рассеяние

Поверхность последнего рассеяния – самая далекая область, которую могут наблюдать ученые сегодня. Именно оттуда прилетают фотоны, возникшего после Большого взрыва реликтового излучения. И именно она отражает момент, когда Вселенная стала прозрачной для такого излучения. То, что находится за этой областью, не подвластно изучению наших современных приборов, поэтому мы не можем увидеть эту область. Ведь только свет позволяет астрономам видеть далекие объекты и изучать их свойства.

Ученые все же могут предполагать, что происходит в пространстве за поверхностью последнего рассеяния. Для этого они изучают ее влияние на астрофизические объекты. Теория Лямбда-CDM гласит, что галактики удаляются друг от друга с ускорением. То есть чем дальше галактика от нас, тем быстрее она удаляется. Это значит, что в какой-то момент мы перестанем их видеть, они уйдут за горизонт. Но это не значит, что они исчезнут. Из этого можно сделать вывод, что за пределами Вселенной лежит пространство, которое мы не можем увидеть из-за того, что у скорости света есть предел.

Если же мы заведем речь о Вселенной вне зависимости видимой нами ее части, то ученые вообще не уверены, бесконечна ли она или просто велика. В этом случае предметом изучения становится кривизна пространства-времени. По ней можно судить о форме Вселенной. И действительно бесконечной она может быть только в том случае, если имеет плоскую форму.

Супервселенная

Текущие наблюдения показывают, что Вселенная плоская на 99,99%. Но даже если она плоская, то не обязательно бесконечна. Взять, например, поверхность такой геометрической фигуры, так цилиндр. Она плоская из-за того, что параллельные линии на ней не пересекаются, однако, цилиндр конечен. Так и Вселенная может иметь ограниченный объем и быть замкнутой в саму себя.

Так как в ближайшее время мы не поймем точно, где у Вселенной границы, и что есть за ними, то существуют всего лишь попытки объяснить это с помощью теорий. Одна из них предполагает, что где-то далеко находится Супервселенная – такое бесконечное пространство, где наша Вселенная будет расширяться вечно. А еще у нее есть соседи, такие же вселенные, как и она. Почему мы их не видим? Потому что они очень далеко, и свет от них не достигает нас.

По другой теории за пределами нашей Вселенной есть другая вселенная, пространственно-временная. В ней много измерений, а внутри нее расширяется наша Вселенная. Мы не можем ее выявить или увидеть, поскольку она имеет «высшее» измерение.

Существует еще много подобных теорий, и все они объясняют только наличие пространства и времени, а не их отсутствие. Ведь пространство-время появилось с возникновением нашей Вселенной. То есть, за пределами Вселенной нет ни скорости света, ни массы, ни одного из законов физики, в том числе и квантовой, ни самого времени и пространства.

Четырехмерное измерение

Однако если представить, что наша Вселенная является замкнутой, то мы даже достичь его края не сможем, а не то чтобы постичь. А если прибавить сюда теорию о многомерности пространства, то подобно тому, что нарисованный на листе бумаги двухмерный человечек не будет догадываться о том, что есть третье (трехмерное) измерение, которое могло бы ему придать объем, мы тоже не сможем ни вообразить, ни догадаться о том, что может существовать еще одно (четвертое) изменение.

В этом случае правда о Вселенной для нас действительно может оказаться непостижимой. И при этом здесь открывается интересный эффект. Связан он с тем, что существа, которые могли бы жить в четырехмерном пространстве, имели бы абсолютную власть над трехмерным. Но об этом мы расскажем в другой раз.

Идея о том, что помимо известных нам трех измерений (длина, ширина и высота), существуют дополнительные измерения, появилась в 60-е годы прошлого века. В повседневной жизни мы их не наблюдаем. Этот парадокс можно объяснить тем, что мир только кажется нам трехмерным.

Цилиндр и бублик для человечка

Если мы представим муравья, бегающего по цилиндру во всех направлениях, то мир для него будет двухмерным. Но если уменьшить диаметр, и муравью останется бегать только вдоль цилиндра. Тогда мир для него станет одномерным. То есть дополнительные измерения не видны для нас, так как они очень малы. Это один из возможных сценариев описания ненаблюдаемости дополнительных измерений.

Можно также вспомнить эксперимент с листом бумаги и нарисованным на нем человечком. Если свернуть лист бумаги в виде цилиндра, получится, что мы сделали двухмерное пространство для нашего человечка в одном из двух его измерений бесконечным, но он все еще может догадаться, что его мир рукотворный, если найдет край листа.

А если свернуть тот же листок, в форме бублика (тороида), то двухмерная форма жизни никогда не догадается о существовании чего-то большего, но в то же время наша власть над двухмерным пространством будет безграничной, вплоть до того, что мы можем создавать его. А теперь представьте, что это мы являемся теми нарисованными на бумаге человечками, для гипотетических существ, которые могли бы жить в четырехмерном пространстве.