Kích thước tương đối của vũ trụ. So sánh kích thước của các vật thể trong Vũ trụ (ảnh)

Bạn có biết rằng vũ trụ mà chúng ta quan sát có ranh giới khá rõ ràng? Chúng ta đã quen liên kết Vũ trụ với một cái gì đó vô hạn và không thể hiểu được. Tuy nhiên, khoa học hiện đại đối với câu hỏi về "sự vô tận" của Vũ trụ lại đưa ra một câu trả lời hoàn toàn khác cho câu hỏi "hiển nhiên" như vậy.

Theo các khái niệm hiện đại, kích thước của vũ trụ quan sát được là xấp xỉ 45,7 tỷ năm ánh sáng (hay 14,6 gigaparsec). Nhưng những con số này có ý nghĩa gì?

Câu hỏi đầu tiên xuất hiện trong đầu một người bình thường là làm thế nào Vũ trụ không thể là vô hạn? Có vẻ như không thể chối cãi rằng vật chứa mọi thứ tồn tại xung quanh chúng ta không nên có ranh giới. Nếu những ranh giới này tồn tại, chúng thậm chí đại diện cho cái gì?

Giả sử một số phi hành gia bay đến biên giới của vũ trụ. Anh ấy sẽ thấy gì trước mặt mình? Bức tường kiên cố? Tường chắn lửa? Và đằng sau nó là gì - sự trống rỗng? Một vũ trụ khác? Nhưng liệu sự trống rỗng hay một Vũ trụ khác có nghĩa là chúng ta đang ở biên giới của vũ trụ? Nó không có nghĩa là "không có gì". Tính không và một Vũ trụ khác cũng là “cái gì đó”. Nhưng Vũ trụ là thứ chứa đựng tất cả mọi thứ “một cái gì đó”.

Chúng tôi đi đến một mâu thuẫn tuyệt đối. Hóa ra biên giới của Vũ trụ nên che giấu chúng ta một điều gì đó không nên có. Hoặc ranh giới của Vũ trụ nên ngăn cách “mọi thứ” khỏi “thứ gì đó”, nhưng “thứ gì đó” này cũng phải là một phần của “mọi thứ”. Nói chung, hoàn toàn vô lý. Vậy làm thế nào các nhà khoa học có thể khẳng định kích thước, khối lượng và thậm chí cả tuổi tối đa của vũ trụ chúng ta? Những giá trị này, mặc dù lớn không thể tưởng tượng được, nhưng vẫn là hữu hạn. Khoa học có tranh luận với điều hiển nhiên không? Để giải quyết vấn đề này, trước tiên chúng ta hãy xem làm thế nào con người có được sự hiểu biết hiện đại về vũ trụ.

Mở rộng ranh giới

Từ thời xa xưa, con người đã quan tâm đến thế giới xung quanh họ như thế nào. Bạn không thể đưa ra ví dụ về ba con cá voi và những nỗ lực khác của người xưa để giải thích vũ trụ. Như một quy luật, cuối cùng thì tất cả đều quy về cơ sở của vạn vật là bầu trời trần gian. Ngay cả trong thời cổ đại và thời trung cổ, khi các nhà thiên văn học đã có kiến ​​​​thức sâu rộng về quy luật chuyển động của các hành tinh trong thiên cầu "cố định", Trái đất vẫn là trung tâm của vũ trụ.

Đương nhiên, ngay cả ở Hy Lạp cổ đại cũng có những người tin rằng Trái đất quay quanh Mặt trời. Có những người nói về nhiều thế giới và sự vô tận của vũ trụ. Nhưng những biện minh mang tính xây dựng cho những lý thuyết này chỉ nảy sinh khi cuộc cách mạng khoa học bắt đầu.

Vào thế kỷ 16, nhà thiên văn học người Ba Lan Nicolaus Copernicus đã tạo ra bước đột phá lớn đầu tiên trong kiến ​​thức về vũ trụ. Ông đã chứng minh chắc chắn rằng Trái đất chỉ là một trong những hành tinh quay quanh Mặt trời. Một hệ thống như vậy đã đơn giản hóa rất nhiều việc giải thích chuyển động phức tạp và rắc rối như vậy của các hành tinh trong thiên cầu. Trong trường hợp Trái đất đứng yên, các nhà thiên văn học đã phải đưa ra đủ loại lý thuyết khéo léo để giải thích hành vi này của các hành tinh. Mặt khác, nếu Trái đất được giả định là di động, thì lời giải thích cho những chuyển động phức tạp như vậy sẽ đến một cách tự nhiên. Do đó, một mô hình mới gọi là "thuyết nhật tâm" đã được củng cố trong thiên văn học.

nhiều mặt trời

Tuy nhiên, ngay cả sau đó, các nhà thiên văn học vẫn tiếp tục giới hạn vũ trụ trong "quả cầu của các ngôi sao cố định". Cho đến thế kỷ 19, họ không thể ước tính khoảng cách đến các ngôi sao sáng. Trong nhiều thế kỷ, các nhà thiên văn học đã không thành công khi cố gắng phát hiện những sai lệch về vị trí của các ngôi sao so với chuyển động quỹ đạo của Trái đất (thị sai hàng năm). Các công cụ của thời đó không cho phép đo lường chính xác như vậy.

Cuối cùng, vào năm 1837, nhà thiên văn học người Đức gốc Nga Vasily Struve đã đo được thị sai. Điều này đánh dấu một bước tiến mới trong việc tìm hiểu quy mô của vũ trụ. Bây giờ các nhà khoa học có thể nói một cách an toàn rằng các ngôi sao giống như Mặt trời ở xa. Và ngôi sao sáng của chúng ta không còn là trung tâm của mọi thứ nữa, mà là một “cư dân” bình đẳng của một cụm sao vô tận.

Các nhà thiên văn học thậm chí còn tiến gần hơn đến việc hiểu quy mô của vũ trụ, bởi vì khoảng cách đến các vì sao hóa ra lại thực sự khủng khiếp. Ngay cả kích thước quỹ đạo của các hành tinh dường như không đáng kể so với thứ này. Tiếp theo, cần phải hiểu các ngôi sao tập trung như thế nào.

nhiều dải ngân hà

Ngay từ năm 1755, nhà triết học nổi tiếng Immanuel Kant đã dự đoán những nền tảng của sự hiểu biết hiện đại về cấu trúc quy mô lớn của vũ trụ. Ông đưa ra giả thuyết rằng Dải Ngân hà là một cụm sao khổng lồ đang quay. Đổi lại, nhiều tinh vân có thể quan sát được cũng là những "dải ngân hà" xa hơn - các thiên hà. Mặc dù vậy, cho đến thế kỷ 20, các nhà thiên văn học vẫn tin rằng tất cả các tinh vân đều là nguồn hình thành sao và là một phần của Dải Ngân hà.

Tình hình đã thay đổi khi các nhà thiên văn học cách đo khoảng cách giữa các thiên hà bằng cách sử dụng. Độ sáng tuyệt đối của các ngôi sao thuộc loại này hoàn toàn phụ thuộc vào chu kỳ biến thiên của chúng. So sánh độ sáng tuyệt đối của chúng với độ sáng nhìn thấy được, có thể xác định khoảng cách đến chúng với độ chính xác cao. Phương pháp này được phát triển vào đầu thế kỷ 20 bởi Einar Hertzschrung và Harlow Shelpie. Nhờ có ông, nhà thiên văn học Liên Xô Ernst Epik vào năm 1922 đã xác định được khoảng cách đến Andromeda, hóa ra là lớn hơn một bậc so với kích thước của Dải Ngân hà.

Edwin Hubble tiếp tục công việc của Epic. Bằng cách đo độ sáng của Cepheids trong các thiên hà khác, ông đã đo khoảng cách của chúng và so sánh nó với độ dịch chuyển đỏ trong quang phổ của chúng. Vì vậy, vào năm 1929, ông đã phát triển định luật nổi tiếng của mình. Công trình của ông đã bác bỏ dứt khoát quan điểm cố hữu rằng Dải Ngân hà là rìa của vũ trụ. Bây giờ nó là một trong nhiều thiên hà từng coi nó là một phần không thể thiếu. Giả thuyết của Kant đã được xác nhận gần hai thế kỷ sau khi phát triển nó.

Sau đó, mối liên hệ giữa khoảng cách của thiên hà với người quan sát và tốc độ di chuyển của nó khỏi người quan sát, được phát hiện bởi Hubble, giúp có thể biên soạn một bức tranh hoàn chỉnh về cấu trúc quy mô lớn của Vũ trụ. Hóa ra các thiên hà chỉ là một phần rất nhỏ của nó. Chúng kết nối thành cụm, cụm thành siêu cụm. Đổi lại, các siêu đám xếp lại thành những cấu trúc lớn nhất đã biết trong vũ trụ - sợi và tường. Những cấu trúc này liền kề với các siêu khoảng trống khổng lồ () và tạo thành một cấu trúc quy mô lớn của Vũ trụ hiện được biết đến.

biểu kiến ​​vô cực

Từ những điều đã nói ở trên, có thể thấy rằng chỉ trong vài thế kỷ, khoa học đã dần chuyển từ thuyết địa tâm sang hiểu biết hiện đại về vũ trụ. Tuy nhiên, điều này không giải đáp được tại sao ngày nay chúng ta giới hạn vũ trụ. Rốt cuộc, cho đến bây giờ nó chỉ là về quy mô của vũ trụ, chứ không phải về bản chất của nó.

Người đầu tiên quyết định biện minh cho sự vô hạn của vũ trụ là Isaac Newton. Sau khi phát hiện ra định luật vạn vật hấp dẫn, ông tin rằng nếu không gian là hữu hạn, tất cả các vật thể của nó sớm muộn gì cũng sẽ hợp nhất thành một thể duy nhất. Trước anh ta, nếu ai đó bày tỏ ý tưởng về sự vô tận của Vũ trụ, thì đó chỉ là một chìa khóa triết học. Không có bất kỳ sự biện minh khoa học nào. Một ví dụ về điều này là Giordano Bruno. Nhân tiện, giống như Kant, ông đã đi trước khoa học nhiều thế kỷ. Ông là người đầu tiên tuyên bố rằng các vì sao là những mặt trời xa xôi, và các hành tinh cũng xoay quanh chúng.

Có vẻ như sự thật về sự vô hạn là khá hợp lý và hiển nhiên, nhưng những bước ngoặt trong khoa học của thế kỷ 20 đã làm lung lay “sự thật” này.

vũ trụ tĩnh

Bước quan trọng đầu tiên hướng tới sự phát triển của một mô hình vũ trụ hiện đại được thực hiện bởi Albert Einstein. Nhà vật lý nổi tiếng đã giới thiệu mô hình Vũ trụ đứng yên của mình vào năm 1917. Mô hình này dựa trên thuyết tương đối rộng do ông phát triển một năm trước đó. Theo mô hình của ông, vũ trụ là vô hạn về thời gian và hữu hạn về không gian. Nhưng xét cho cùng, như đã lưu ý trước đó, theo Newton, một vũ trụ có kích thước hữu hạn phải sụp đổ. Để làm được điều này, Einstein đã đưa ra hằng số vũ trụ, bù cho lực hấp dẫn của các vật thể ở xa.

Dù nghe có vẻ nghịch lý đến đâu, Einstein đã không giới hạn sự hữu hạn của Vũ trụ. Theo ông, Vũ trụ là một lớp vỏ khép kín của một siêu cầu. Một sự tương tự là bề mặt của một quả cầu ba chiều bình thường, ví dụ, quả địa cầu hoặc Trái đất. Cho dù du khách có đi khắp Trái đất bao nhiêu, anh ta sẽ không bao giờ đến được rìa của nó. Tuy nhiên, điều này không có nghĩa là Trái đất là vô hạn. Lữ khách sẽ chỉ đơn giản là quay trở lại nơi mà anh ta bắt đầu cuộc hành trình của mình.

Trên bề mặt của siêu cầu

Theo cách tương tự, một người lang thang ngoài không gian, vượt qua Vũ trụ Einstein trên một con tàu vũ trụ, có thể quay trở lại Trái đất. Chỉ lần này, kẻ lang thang sẽ không di chuyển trên bề mặt hai chiều của quả cầu, mà trên bề mặt ba chiều của siêu cầu. Điều này có nghĩa là Vũ trụ có thể tích hữu hạn, và do đó có số lượng ngôi sao và khối lượng hữu hạn. Tuy nhiên, vũ trụ không có bất kỳ ranh giới hay trung tâm nào.

Einstein đã đi đến kết luận như vậy bằng cách liên kết không gian, thời gian và lực hấp dẫn trong lý thuyết nổi tiếng của mình. Trước ông, những khái niệm này được coi là riêng biệt, đó là lý do tại sao không gian của Vũ trụ hoàn toàn là Euclide. Einstein đã chứng minh rằng bản thân lực hấp dẫn là một độ cong của không-thời gian. Điều này đã thay đổi hoàn toàn những ý tưởng ban đầu về bản chất của vũ trụ, dựa trên cơ học Newton cổ điển và hình học Euclid.

vũ trụ mở rộng

Ngay cả bản thân người khám phá ra "vũ trụ mới" cũng không xa lạ gì với ảo tưởng. Einstein, mặc dù giới hạn vũ trụ trong không gian, nhưng ông vẫn tiếp tục coi nó là tĩnh. Theo mô hình của ông, vũ trụ đã và vẫn tồn tại vĩnh cửu, và kích thước của nó luôn không đổi. Năm 1922, nhà vật lý Liên Xô Alexander Fridman đã mở rộng đáng kể mô hình này. Theo tính toán của ông, vũ trụ không hề tĩnh tại. Nó có thể mở rộng hoặc ký hợp đồng theo thời gian. Đáng chú ý là Friedman đã đi đến một mô hình như vậy dựa trên thuyết tương đối giống như vậy. Ông quản lý để áp dụng lý thuyết này một cách chính xác hơn, bỏ qua hằng số vũ trụ.

Albert Einstein đã không ngay lập tức chấp nhận một "sự điều chỉnh" như vậy. Để hỗ trợ cho mô hình mới này, người ta đã phát hiện ra Hubble đã đề cập trước đó. Sự suy thoái của các thiên hà đã chứng minh một cách không thể chối cãi sự thật về sự giãn nở của Vũ trụ. Vì vậy, Einstein đã phải thừa nhận sai lầm của mình. Giờ đây, Vũ trụ đã có một độ tuổi nhất định, độ tuổi này hoàn toàn phụ thuộc vào hằng số Hubble, đặc trưng cho tốc độ giãn nở của nó.

Sự phát triển hơn nữa của vũ trụ học

Khi các nhà khoa học cố gắng giải quyết vấn đề này, nhiều thành phần quan trọng khác của Vũ trụ đã được phát hiện và nhiều mô hình khác nhau của nó đã được phát triển. Vì vậy, vào năm 1948, Georgy Gamow đã đưa ra giả thuyết “vũ trụ nóng”, giả thuyết này sau này trở thành lý thuyết vụ nổ lớn. Phát hiện vào năm 1965 đã xác nhận những nghi ngờ của ông. Giờ đây, các nhà thiên văn học có thể quan sát ánh sáng phát ra từ thời điểm vũ trụ trở nên trong suốt.

Vật chất tối, được tiên đoán vào năm 1932 bởi Fritz Zwicky, được xác nhận vào năm 1975. Vật chất tối thực sự giải thích sự tồn tại của các thiên hà, cụm thiên hà và chính cấu trúc của Vũ trụ nói chung. Vì vậy, các nhà khoa học đã học được rằng hầu hết khối lượng của vũ trụ là hoàn toàn vô hình.

Cuối cùng, vào năm 1998, trong quá trình nghiên cứu khoảng cách đến, người ta phát hiện ra rằng Vũ trụ đang giãn nở với gia tốc. Bước ngoặt tiếp theo này trong khoa học đã dẫn đến sự hiểu biết hiện đại về bản chất của vũ trụ. Được Einstein giới thiệu và Friedmann bác bỏ, hệ số vũ trụ một lần nữa tìm thấy vị trí của nó trong mô hình Vũ trụ. Sự hiện diện của một hệ số vũ trụ (hằng số vũ trụ) giải thích sự giãn nở tăng tốc của nó. Để giải thích sự hiện diện của hằng số vũ trụ, người ta đã đưa ra khái niệm - trường giả thuyết chứa phần lớn khối lượng của Vũ trụ.

Ý tưởng hiện tại về kích thước của vũ trụ quan sát được

Mô hình hiện tại của Vũ trụ còn được gọi là mô hình ΛCDM. Chữ cái "Λ" có nghĩa là sự hiện diện của hằng số vũ trụ, giải thích sự giãn nở có gia tốc của Vũ trụ. "CDM" có nghĩa là vũ trụ chứa đầy vật chất tối lạnh. Các nghiên cứu gần đây cho thấy hằng số Hubble vào khoảng 71 (km/s)/Mpc, tương ứng với tuổi của Vũ trụ là 13,75 tỷ năm. Khi biết tuổi của Vũ trụ, chúng ta có thể ước tính kích thước của vùng quan sát được của nó.

Theo thuyết tương đối, thông tin về bất kỳ vật thể nào không thể đến được người quan sát với tốc độ lớn hơn tốc độ ánh sáng (299792458 m/s). Hóa ra người quan sát không chỉ nhìn thấy một vật thể mà còn nhìn thấy quá khứ của nó. Đối tượng càng ở xa nó, thì nó càng có vẻ quá khứ xa xôi. Ví dụ, nhìn vào Mặt trăng, chúng ta thấy cách nó hơn một giây trước, Mặt trời - hơn tám phút trước, các ngôi sao gần nhất - năm, các thiên hà - hàng triệu năm trước, v.v. Trong mô hình tĩnh của Einstein, Vũ trụ không có giới hạn về tuổi tác, nghĩa là vùng quan sát được của nó cũng không bị giới hạn bởi bất cứ thứ gì. Người quan sát, được trang bị các dụng cụ thiên văn ngày càng tiên tiến, sẽ quan sát các vật thể ngày càng xa hơn và cổ xưa hơn.

Chúng ta có một bức tranh khác với mô hình vũ trụ hiện đại. Theo đó, Vũ trụ có tuổi và do đó có giới hạn quan sát. Nghĩa là, kể từ khi Vũ trụ ra đời, không có photon nào có thời gian đi được quãng đường lớn hơn 13,75 tỷ năm ánh sáng. Nó chỉ ra rằng chúng ta có thể nói rằng Vũ trụ quan sát được bị giới hạn từ người quan sát bởi một vùng hình cầu có bán kính 13,75 tỷ năm ánh sáng. Tuy nhiên, điều này không hoàn toàn đúng. Đừng quên việc mở rộng không gian của Vũ trụ. Cho đến khi photon đến được người quan sát, vật thể phát ra nó sẽ cách chúng ta 45,7 tỷ năm ánh sáng. năm. Kích thước này là chân trời hạt và nó là ranh giới của Vũ trụ quan sát được.

Trên đường chân trời

Vì vậy, kích thước của vũ trụ quan sát được chia thành hai loại. Kích thước biểu kiến, còn được gọi là bán kính Hubble (13,75 tỷ năm ánh sáng). Và kích thước thực, được gọi là chân trời hạt (45,7 tỷ năm ánh sáng). Điều quan trọng là cả hai chân trời này hoàn toàn không đặc trưng cho kích thước thực của Vũ trụ. Đầu tiên, chúng phụ thuộc vào vị trí của người quan sát trong không gian. Thứ hai, chúng thay đổi theo thời gian. Trong trường hợp của mô hình ΛCDM, chân trời hạt mở rộng với tốc độ lớn hơn chân trời Hubble. Câu hỏi liệu xu hướng này sẽ thay đổi trong tương lai, khoa học hiện đại không đưa ra câu trả lời. Nhưng nếu chúng ta cho rằng Vũ trụ tiếp tục giãn nở với gia tốc, thì tất cả những vật thể mà chúng ta nhìn thấy bây giờ sớm muộn gì cũng sẽ biến mất khỏi “trường nhìn” của chúng ta.

Cho đến nay, ánh sáng xa nhất mà các nhà thiên văn học quan sát được là CMB. Nhìn vào nó, các nhà khoa học thấy Vũ trụ tồn tại 380.000 năm sau Vụ nổ lớn. Vào thời điểm đó, Vũ trụ nguội đi rất nhiều đến mức nó có thể phát ra các photon tự do, ngày nay chúng ta có thể chụp được các photon này với sự trợ giúp của kính viễn vọng vô tuyến. Vào thời điểm đó, không có ngôi sao hay thiên hà nào trong Vũ trụ mà chỉ có một đám mây hydro, heli liên tục và một lượng không đáng kể các nguyên tố khác. Từ sự không đồng nhất được quan sát thấy trong đám mây này, các cụm thiên hà sau đó sẽ hình thành. Hóa ra chính xác là những vật thể sẽ hình thành từ tính không đồng nhất của bức xạ nền vi sóng vũ trụ nằm gần chân trời hạt nhất.

biên giới thật

Liệu vũ trụ có những ranh giới thực sự, không thể quan sát được hay không vẫn là chủ đề của sự suy đoán giả khoa học. Bằng cách này hay cách khác, mọi người đều hội tụ về sự vô tận của Vũ trụ, nhưng họ diễn giải sự vô tận này theo những cách hoàn toàn khác nhau. Một số coi Vũ trụ là đa chiều, trong đó Vũ trụ ba chiều "cục bộ" của chúng ta chỉ là một trong các lớp của nó. Những người khác nói rằng Vũ trụ là fractal, có nghĩa là Vũ trụ địa phương của chúng ta có thể là một hạt của vũ trụ khác. Đừng quên các mô hình khác nhau của Đa vũ trụ với các Đại học song song, mở, song song, lỗ sâu đục. Và nhiều, rất nhiều phiên bản khác nhau, số lượng chỉ bị giới hạn bởi trí tưởng tượng của con người.

Nhưng nếu chúng ta bật chủ nghĩa hiện thực lạnh lùng hoặc đơn giản là tránh xa tất cả những giả thuyết này, thì chúng ta có thể cho rằng Vũ trụ của chúng ta là một vật chứa đồng nhất vô tận của tất cả các ngôi sao và thiên hà. Hơn nữa, tại bất kỳ điểm rất xa nào, cho dù nó cách chúng ta hàng tỷ gigaparsec, tất cả các điều kiện sẽ hoàn toàn giống nhau. Tại thời điểm này, chân trời hạt và quả cầu Hubble sẽ hoàn toàn giống nhau với cùng một bức xạ còn sót lại ở rìa của chúng. Xung quanh sẽ là những ngôi sao và thiên hà giống nhau. Thật thú vị, điều này không mâu thuẫn với sự giãn nở của vũ trụ. Rốt cuộc, không chỉ Vũ trụ đang mở rộng, mà chính không gian của nó. Thực tế là tại thời điểm xảy ra vụ nổ lớn, Vũ trụ phát sinh từ một điểm chỉ cho thấy rằng các kích thước vô cùng nhỏ (thực tế là bằng không) khi đó giờ đã biến thành những kích thước lớn không thể tưởng tượng được. Trong tương lai, chúng tôi sẽ sử dụng giả thuyết này để hiểu rõ quy mô của Vũ trụ quan sát được.

Đại diện trực quan

Nhiều nguồn khác nhau cung cấp tất cả các loại mô hình trực quan cho phép mọi người nhận ra quy mô của vũ trụ. Tuy nhiên, nó không đủ để chúng ta nhận ra vũ trụ bao la như thế nào. Điều quan trọng là phải hiểu các khái niệm như chân trời Hubble và chân trời hạt thực sự biểu hiện như thế nào. Để làm điều này, hãy tưởng tượng từng bước mô hình của chúng tôi.

Hãy quên rằng khoa học hiện đại không biết về khu vực "ngoại lai" của Vũ trụ. Loại bỏ các phiên bản về đa vũ trụ, Vũ trụ fractal và các "giống" khác của nó, hãy tưởng tượng rằng nó chỉ đơn giản là vô hạn. Như đã lưu ý trước đó, điều này không mâu thuẫn với việc mở rộng không gian của nó. Tất nhiên, chúng tôi tính đến thực tế là quả cầu Hubble của nó và quả cầu của các hạt lần lượt là 13,75 và 45,7 tỷ năm ánh sáng.

Quy mô của vũ trụ

Nhấn nút BẮT ĐẦU và khám phá một thế giới mới, chưa biết!
Để bắt đầu, chúng ta hãy cố gắng nhận ra mức độ lớn của các thang đo Phổ quát. Nếu bạn đã đi du lịch vòng quanh hành tinh của chúng ta, bạn có thể tưởng tượng Trái đất lớn như thế nào đối với chúng ta. Bây giờ hãy tưởng tượng hành tinh của chúng ta giống như một hạt kiều mạch, chuyển động theo quỹ đạo quanh Mặt trời dưa hấu, có kích thước bằng nửa sân bóng đá. Trong trường hợp này, quỹ đạo của Sao Hải Vương sẽ tương ứng với quy mô của một thành phố nhỏ, diện tích - đến Mặt trăng, diện tích ranh giới ảnh hưởng của Mặt trời - đến Sao Hỏa. Hóa ra hệ mặt trời của chúng ta lớn hơn Trái đất nhiều như sao Hỏa lớn hơn kiều mạch! Nhưng điều này chỉ là khởi đầu.

Bây giờ hãy tưởng tượng rằng kiều mạch này sẽ là hệ thống của chúng tôi, kích thước của nó xấp xỉ bằng một parsec. Khi đó Dải Ngân hà sẽ có kích thước bằng hai sân vận động bóng đá. Tuy nhiên, điều này sẽ không đủ cho chúng tôi. Chúng ta sẽ phải thu nhỏ Dải Ngân hà xuống cỡ centimet. Bằng cách nào đó, nó sẽ giống như bọt cà phê được bọc trong một xoáy nước ở giữa không gian liên thiên hà đen như cà phê. Cách đó 20 cm, có một "em bé" xoắn ốc tương tự - Tinh vân Andromeda. Xung quanh chúng sẽ là một đám thiên hà nhỏ trong Cụm địa phương của chúng ta. Kích thước rõ ràng của vũ trụ của chúng ta sẽ là 9,2 km. Chúng tôi đã hiểu được các kích thước vũ trụ.

Bên trong bong bóng phổ quát

Tuy nhiên, nó không đủ để chúng ta hiểu bản thân thang đo. Điều quan trọng là nhận ra Vũ trụ trong động lực học. Hãy tưởng tượng chúng ta là những người khổng lồ, mà Dải Ngân hà có đường kính bằng centimet. Như vừa lưu ý, chúng ta sẽ thấy mình đang ở trong một quả bóng có bán kính 4,57 và đường kính 9,24 km. Hãy tưởng tượng rằng chúng ta có thể bay vút bên trong quả bóng này, di chuyển, vượt qua toàn bộ megaparsec trong một giây. Chúng ta sẽ thấy gì nếu vũ trụ của chúng ta là vô hạn?

Tất nhiên, trước mặt chúng ta sẽ xuất hiện vô số các loại thiên hà. Hình elip, xoắn ốc, không đều. Một số khu vực sẽ tràn ngập chúng, những khu vực khác sẽ trống rỗng. Đặc điểm chính sẽ là về mặt trực quan, tất cả chúng sẽ bất động, trong khi chúng ta sẽ bất động. Nhưng ngay khi chúng ta bước một bước, các thiên hà sẽ bắt đầu chuyển động. Ví dụ, nếu chúng ta có thể nhìn thấy Hệ Mặt trời vi mô trong Dải Ngân hà centimet, thì chúng ta có thể quan sát sự phát triển của nó. Sau khi di chuyển ra xa thiên hà của chúng ta 600 mét, chúng ta sẽ nhìn thấy tiền sao Mặt trời và đĩa tiền hành tinh tại thời điểm hình thành. Tiếp cận nó, chúng ta sẽ thấy Trái đất xuất hiện như thế nào, sự sống được sinh ra và con người xuất hiện. Theo cách tương tự, chúng ta sẽ thấy các thiên hà thay đổi và di chuyển như thế nào khi chúng ta ra xa hoặc tiến lại gần chúng.

Do đó, chúng ta càng nhìn vào những thiên hà xa xôi thì chúng càng cổ xưa hơn đối với chúng ta. Vì vậy, các thiên hà xa nhất sẽ nằm cách chúng ta hơn 1300 mét, và ở ngã rẽ 1380 mét, chúng ta sẽ thấy bức xạ di tích. Đúng, khoảng cách này sẽ là tưởng tượng đối với chúng ta. Tuy nhiên, khi đến gần CMB hơn, chúng ta sẽ thấy một bức tranh thú vị. Đương nhiên, chúng ta sẽ quan sát các thiên hà sẽ hình thành và phát triển như thế nào từ đám mây hydro ban đầu. Khi đến được một trong những thiên hà đã hình thành này, chúng ta sẽ hiểu rằng mình đã vượt qua không phải 1,375 km mà là tất cả 4,57 km.

thu hẹp quy mô

Kết quả là, chúng tôi sẽ tăng kích thước hơn nữa. Bây giờ chúng ta có thể đặt toàn bộ khoảng trống và bức tường trong nắm tay. Vì vậy, chúng ta sẽ thấy mình đang ở trong một bong bóng khá nhỏ mà không thể thoát ra được. Không chỉ khoảng cách đến các vật thể trên mép bong bóng sẽ tăng lên khi chúng đến gần, mà chính mép đó sẽ di chuyển vô tận. Đây là toàn bộ kích thước của vũ trụ quan sát được.

Cho dù Vũ trụ lớn đến đâu, đối với người quan sát, nó sẽ luôn là một bong bóng có giới hạn. Người quan sát sẽ luôn ở trung tâm của bong bóng này, trên thực tế, anh ta là trung tâm của nó. Cố gắng tiếp cận một vật thể nào đó trên mép bong bóng, người quan sát sẽ dịch chuyển tâm của nó. Khi bạn đến gần đối tượng, đối tượng này sẽ di chuyển ngày càng xa khỏi mép của bong bóng và đồng thời thay đổi. Ví dụ, từ một đám mây hydro không hình thù, nó sẽ biến thành một thiên hà chính thức hoặc xa hơn là một cụm thiên hà. Ngoài ra, đường dẫn đến đối tượng này sẽ tăng lên khi bạn đến gần nó, vì chính không gian xung quanh sẽ thay đổi. Khi chúng ta đến đối tượng này, chúng ta sẽ chỉ di chuyển nó từ mép của bong bóng đến tâm của nó. Ở rìa của Vũ trụ, bức xạ di tích cũng sẽ nhấp nháy.

Nếu chúng ta giả định rằng Vũ trụ sẽ tiếp tục mở rộng với tốc độ nhanh hơn, thì việc ở trung tâm của bong bóng và uốn lượn thời gian trong hàng tỷ, hàng nghìn tỷ và thậm chí các đơn hàng cao hơn trong nhiều năm tới, chúng ta sẽ nhận thấy một bức tranh thậm chí còn thú vị hơn. Mặc dù bong bóng của chúng ta cũng sẽ tăng kích thước, nhưng các thành phần đột biến của nó sẽ rời xa chúng ta thậm chí còn nhanh hơn, rời khỏi rìa của bong bóng này, cho đến khi mọi hạt của Vũ trụ lang thang trong bong bóng cô đơn của nó mà không có khả năng tương tác với các hạt khác.

Vì vậy, khoa học hiện đại không có thông tin về kích thước thực của vũ trụ là gì và liệu nó có ranh giới hay không. Nhưng chúng ta biết chắc rằng Vũ trụ quan sát được có một ranh giới thực và hữu hình, lần lượt được gọi là bán kính Hubble (13,75 tỷ năm ánh sáng) và bán kính hạt (45,7 tỷ năm ánh sáng). Những ranh giới này hoàn toàn phụ thuộc vào vị trí của người quan sát trong không gian và mở rộng theo thời gian. Nếu bán kính Hubble mở rộng nghiêm ngặt ở tốc độ ánh sáng, thì sự mở rộng của chân trời hạt được tăng tốc. Câu hỏi liệu gia tốc chân trời hạt của nó có tiếp tục tiếp tục và chuyển sang co lại hay không vẫn còn bỏ ngỏ.

> quy mô của vũ trụ

sử dụng trực tuyến quy mô tương tác của vũ trụ: kích thước thực của Vũ trụ, so sánh các đối tượng không gian, hành tinh, ngôi sao, cụm, thiên hà.

Tất cả chúng ta đều nghĩ về các chiều theo những thuật ngữ chung chung, chẳng hạn như một thực tại khác, hoặc nhận thức của chúng ta về môi trường xung quanh. Tuy nhiên, đây chỉ là một phần của các phép đo thực sự là gì. Và trên hết là sự hiểu biết hiện có phép đo quy mô của vũ trụ là tốt nhất của những gì được mô tả trong vật lý.

Các nhà vật lý cho rằng các phép đo chỉ đơn giản là các khía cạnh khác nhau của nhận thức về quy mô của vũ trụ. Ví dụ, bốn chiều đầu tiên bao gồm chiều dài, chiều rộng, chiều cao và thời gian. Tuy nhiên, theo vật lý lượng tử, có những chiều khác mô tả bản chất của vũ trụ và có thể là tất cả các vũ trụ. Nhiều nhà khoa học tin rằng hiện có khoảng 10 chiều.

Quy mô tương tác của vũ trụ

Đo lường quy mô của vũ trụ

Kích thước đầu tiên, như đã đề cập, là chiều dài. Một ví dụ điển hình về đối tượng một chiều là một đường thẳng. Vạch này chỉ có thước đo độ dài. Kích thước thứ hai là chiều rộng. Kích thước này cũng bao gồm chiều dài, một ví dụ điển hình về vật thể hai chiều sẽ là một mặt phẳng siêu mỏng. Mọi thứ trong hai chiều chỉ có thể được nhìn thấy trong mặt cắt ngang.

Chiều thứ ba bao gồm chiều cao và đây là chiều mà chúng ta quen thuộc nhất. Kết hợp với chiều dài và chiều rộng, đây là phần dễ thấy nhất của vũ trụ xét về kích thước. Dạng vật lý tốt nhất để mô tả chiều này là một khối lập phương. Chiều thứ ba tồn tại khi chiều dài, chiều rộng và chiều cao giao nhau.

Bây giờ mọi thứ trở nên phức tạp hơn một chút, bởi vì 7 chiều còn lại được liên kết với các khái niệm phi vật chất mà chúng ta không thể quan sát trực tiếp, nhưng chúng ta biết rằng chúng tồn tại. Chiều thứ tư là thời gian. Đó là sự khác biệt giữa quá khứ, hiện tại và tương lai. Do đó, mô tả tốt nhất về chiều thứ tư sẽ là niên đại.

Các kích thước khác đối phó với xác suất. Chiều thứ năm và thứ sáu có liên quan đến tương lai. Theo vật lý lượng tử, có thể có vô số tương lai có thể xảy ra, nhưng chỉ có một kết quả duy nhất và lý do cho điều này là sự lựa chọn. Chiều thứ năm và thứ sáu được liên kết với sự phân nhánh (thay đổi, phân nhánh) của từng xác suất này. Về bản chất, nếu bạn có thể kiểm soát chiều thứ năm và thứ sáu, bạn có thể quay ngược thời gian hoặc đến thăm các tương lai khác nhau.

Kích thước từ 7 đến 10 có liên quan đến vũ trụ và quy mô của nó. Chúng dựa trên thực tế là có một số vũ trụ, và mỗi vũ trụ có chuỗi phép đo riêng về thực tế và các kết quả có thể xảy ra. Chiều thứ mười và chiều cuối cùng thực sự là một trong tất cả các kết quả có thể xảy ra của tất cả các vũ trụ.