Седьмое доказательство. Виктор Печорин
от физики перейдем к астрономии. Нас интересует: можно ли из наблюдений астрономов за окружающим нас космическим пространством сделать вывод о конечности или бесконечности Вселенной?
Астрономы подошли к проблеме таким образом. Если Вселенная вечна, рассуждали они, то она должна быть бесконечной в пространстве, не должна иметь ни границ, ни центра. И тогда к ней неприменимы такие понятия, как расширение или сжатие. Если же она конечна, т. е. временна, то, наоборот, должна находиться в динамическом состоянии – либо сжиматься, либо расширяться, либо сжиматься и расширяться попеременно.
Остается только понаблюдать: пребывает ли Вселенная в неизменности, или же ее состояние меняется в ту или иную сторону?
Что же показали наблюдения?
В 1929 году американский астроном Э. Хаббл опубликовал статью «Связь между расстоянием и лучевой скоростью внегалактических туманностей», в которой сделал такой вывод: «Далекие галактики уходят от нас со скоростью, пропорциональной удаленности от нас. Чем дальше галактика, тем больше ее скорость». Коэффициент пропорциональности получил название «параметра Хаббла». Значение «параметра Хаббла» определяет время, истекшее с начала расширения Вселенной, которое сейчас оценивается в 13,7 ± 0,13 млрд. лет. Такой вывод получен на основе эмпирически установленного физического эффекта – красного смещения, т. е. смещения длин волн в спектрах галактик в сторону красной части спектра по сравнению с эталонными спектрами. Это явление обусловлено эффектом Допплера30. Открытие Хабблом разбегания галактик лежит в основе концепции расширяющейся Вселенной.
Итак, астрономические наблюдения показывают: Вселенная расширяется.
Откуда ни взгляни, из любой точки Вселенной, любая галактика имеет красное смещение, пропорциональное расстоянию до нее. Само пространство как бы раздувается. Если на воздушном шарике нарисовать галактики и начать надувать его, то расстояния между ними будут возрастать, причем тем быстрее, чем дальше они расположены друг от друга. Разница лишь в том, что нарисованные на шарике галактики и сами увеличиваются в размерах, реальные же звездные системы повсюду во Вселенной сохраняют свой объем из-за сил гравитации.
Если спроецировать разбегание галактик назад в прошлое, то получается, что когда-то они были расположены гораздо теснее, чем сегодня.
А если «откатиться» еще дальше вглубь времен?
Окажется, что первоначально вся масса Вселенной была сконцентрирована в одной небольшой области, из которой и началось расширение. Последнее предположение получило название гипотезы горячей Вселенной.
Если представить всю массу Вселенной сжатой в один небольшой объём, в этом объёме возникнет колоссальное давление и невероятная температура (больше 1028 К). Тогда началом расширения такого сверхплотного вещества будет взрыв невообразимой мощности. Он должен был бы сопровождаться
Эффе́кт До́плера – изменение частоты и длины волн, регистрируемых приёмником, вызванное движением их источника и/или движением приёмника. Эффект назван в честь австрийского физика К. Допплера.