Стоит ли наша Вселенная на месте? Изучение ключевой теории Эйнштейна через космический “инь-ян”

Существует ли такая вещь, как абсолютное движение? Современная наука, представленная теорией относительности Эйнштейна, утверждает, что нет. Ведь для абсолютного движения необходимо существование единой системы координат – или общей точки отсчета, – которую все наблюдатели могли бы признать неподвижной. Такой системы координат не существует.

Но современная наука нашла способ наблюдать систему координат всей видимой Вселенной. Если можно найти систему координат, в которой видимая Вселенная стационарна, то не является ли она “правильной”? Какова истина, стоящая за этим, и опровергает ли она теорию Эйнштейна? И как в этом случае действует символ инь-ян?

Теория относительности Эйнштейна содержит множество противоречивых утверждений, но эти утверждения являются следствием одного фундаментального предположения: любой человек имеет полное право считать, что он является единственной, неподвижной вещью во всей Вселенной. Это утверждение можно назвать “принципом космического эгоиста”. По сути, вы – единственный, вокруг которого вращается вся Вселенная.



Если вы стоите на железнодорожной платформе и наблюдаете за проносящимся мимо поездом, вы можете сказать, что поезд движется. Однако человек, сидящий в поезде, с таким же правом может утверждать, что он неподвижен на своем месте, а движутся те несчастные души на платформе. Более того, такие соображения, как вращение и орбита Земли или любое астрономическое движение, не имеют значения. Относительность построена на идее, что движение всегда можно определить как относительное по отношению к самому себе; собственно, отсюда и название.

Однако Вселенная – это нечто особенное. В конце концов, слово “Вселенная” означает “всё”. Поэтому, если ученые смогут найти систему координат, в которой Вселенная находится в состоянии покоя, то можно будет утверждать, что эта система координат является особой.

Космический микроволновый фон

В 1964 году ученые смогли наблюдать реликтовый остаток Большого взрыва: первобытный огненный шар, который господствовал в ранней Вселенной. Поскольку с момента возникновения Вселенной прошло так много времени, и Вселенная так сильно расширилась, то, что когда-то было светящимся газом, давно остыло, и это раннее свечение можно обнаружить в наши дни только с помощью радиоволн. Эта совокупность радиоволн называется космическим микроволновым фоном, или реликтовым излучением. Используя точные измерения реликтового излучения, исследователи определили, что наша некогда горячая Вселенная остыла до ледяной температуры -273,15 ºC. И, как и ожидалось, температура Вселенной почти одинакова во всех направлениях.


Это изображение космического микроволнового фона показывает движение Земли по сравнению с остальной Вселенной. Красные части немного горячее, а синие части немного холоднее.

Это “почти одинакова” очень важно, потому что еще в 1971 году исследователи поняли, что могут видеть крошечные различия в температуре. Если они смотрели в сторону созвездия Льва, то видели, что Вселенная в этом направлении немного горячее (на 0,004 ºC). И наоборот, когда они смотрели в противоположном направлении, в сторону созвездия Водолея, Вселенная была холоднее на ту же величину. Когда исследователи перенесли эту разницу температур с трехмерного неба на двухмерную карту, результат получился похожим на гигантский космический символ инь-ян.

Эта разница весьма поразительна, но еще более поразительно то, что она означает. Это результат движения Земли по сравнению с видимой Вселенной. Подобно тому, как меняется высота свистка поезда, когда он проносится мимо человека, стоящего у путей, восприятие света также зависит от движения. Если вы движетесь к далекой звезде, она будет казаться немного голубее (горячее), чем если бы вы были неподвижны по отношению к звезде. Точно так же, если вы удаляетесь от звезды, она будет казаться немного краснее (холоднее) из-за относительного движения.

Учитывая это, ученые смогли определить, что Земля движется со скоростью чуть менее 370 км/с по сравнению с огненным шаром, который был Большим взрывом. Эта скорость объединяет все движения Солнца, от его скорости движения по орбите Млечного Пути до скорости Млечного Пути по сравнению с другими галактиками.

Естественная система координат?

Именно здесь часто вступают скептики теории относительности. Они указывают на реликтовое излучение как на естественную систему координат. Действительно, в этом утверждении есть определенный смысл. Среднее значение видимой Вселенной действительно является привлекательной системой координат. Однако она не является абсолютной.

Начнем с того, что видимая Вселенная – это не вся Вселенная – это просто часть Вселенной, которую мы можем видеть. Та часть, которую мы видим, состоит из тех мест, которые находятся достаточно близко, чтобы свет, созданный Большим Взрывом, успел достичь нас. В настоящее время видимая Вселенная представляет собой сферу диаметром 92 миллиарда световых лет с центром на Земле. Исследователи считают, что объем всей Вселенной по меньшей мере в 125 миллионов раз больше, чем видимая нами Вселенная.

Подобно тому, как Земля движется по отношению к Солнцу, а Солнце – по отношению к Млечному Пути, возможно – и более того, вероятно – что видимая часть Вселенной имеет некоторое движение по отношению ко всей Вселенной. Таким образом, видимая Вселенная ни в коем случае не является абсолютной системой координат.

И даже если бы видимая Вселенная была неподвижна по сравнению со всей Вселенной, предположение Эйнштейна об относительном движении все равно остается в силе. Ни одна система координат не является особенной. Вы по-прежнему можете с полным основанием утверждать, что, когда вы занимаетесь своими повседневными делами – пьете кофе, идете на работу или совершаете послеобеденную пробежку, – вы неподвижны, а Вселенная движется вокруг вас.

Поэтому, несмотря на то, что астрономам удалось с помощью радиотелескопов определить, как движется Земля по сравнению со всей видимой Вселенной, теория относительности Эйнштейна остается в силе.

https://etm-club.site/stoit-li-nasha-vselennaya-na-meste-izuchenie-klyuche/