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/

Со Вселенной что-то не так: новое открытие астрономов бросает вызов теории гравитации

Ученые обнаружили признаки того, что во Вселенной может не существовать темной материи, а традиционная теория гравитации может быть неполной.


Фото: NASA | Новое исследование показывает, что галактики в ранней Вселенной намного больше и ярче, чем ожидалось, точно так, как предсказывает модифицированная ньютоновская динамика

Астрономы с помощью космического телескопа Уэбб сделали открытие, которое бросает вызов традиционной теории гравитации и модели формирования галактик. Ученые обнаружили в ранней Вселенной галактики, которые больше и ярче, чем должны быть. Таким образом, астрономы пришли к выводу, что они очень быстро росли, но без влияния темной материи. Исходя из полученных данных, ученые считают, что альтернативная теория гравитации под названием модифицированная ньютоновская динамика (MOND) может быть верной, ведь она не требует наличия темной материи во Вселенной. Исследование опубликовано в журнале The Astrophysical Journal, пишет Space.

Галактики, которых не должно быть

По словам ученых, согласно существующей модели формирования галактик в ранней Вселенной, космический телескоп Уэбб должен был увидеть лишь маленькие и очень тусклые первичные галактики, которые образовались в течение первых 500 млн лет после Большого взрыва. Но астрономы обнаружили, что галактики в ранней Вселенной слишком большие и слишком яркие, что не соответствует модели. Это значит, что мы можем неправильно понимать эволюцию Вселенной.

Авторы исследований указывают на то, что модель формирования галактик предполагает, что все огромные галактики, которые мы видим сегодня, были созданы из крошечных галактик и медленно росли в течение миллиардов лет. При этом их формирование и рост неразрывно связаны с наличием темной материи.


Ученые считают, что альтернативная теория гравитации под названием модифицированная ньютоновская динамика (MOND) может быть верной, ведь она не требует наличия темной материи во Вселенной
Фото: EarthSky

Согласно общепринятой стандартной космологической модели Вселенной темная материя, которую еще никогда никто не видел, помогла обычной материи собраться вместе, чтобы образовать галактики. При этом темная материя, как считается, объясняет необычное вращение галактик. То есть скорость вращения снижается дальше от центра галактики.

Альтернативная теория гравитации

В то же время уже более 40 лет существует альтернативная теория гравитации, которая называется модифицированная ньютоновская динамика (MOND). Она объясняет странное вращение галактик без привлечения темной материи. А более 20 лет назад сторонники этой теории предположили, что темной материи во Вселенной не существует и галактики формировались без ее участия и при этом очень быстро.

Согласно теории MOND, когда гравитация становится чрезвычайно слабой, то она ведет себя не так, как предсказывал Исаак Ньютон. И это можно увидеть на окраинах галактик. Также эта теория предполагает, что галактики могут создаваться и расти быстрее, сначала расширяясь вместе с остальной частью Вселенной, а затем сжимаясь под действием более сильной гравитации.


Космический телескоп Уэбб должен был увидеть лишь маленькие и очень тусклые первичные галактики, которые образовались в течение первых 500 млн лет после Большого взрыва. Но астрономы обнаружили, что галактики в ранней Вселенной слишком большие и слишком яркие
Фото: NASA

Таким образом авторы исследования предполагают, что теория MOND может быть верна, ведь результаты наблюдений показывают признаки такого развития событий в ранней Вселенной. Это также значит, что существующая теория гравитации, которую полностью описал в своей общей теории относительности Альберт Эйнштейн, основываясь на законах Ньютона, может быть неполной.

Темной материи не существует

Ученые говорят, что явления, которые сейчас приписываются влиянию темной материи на самом деле вызваны изменениями в силе гравитации. А причина, по которой до сих пор темная материя не была обнаружена, состоит в том, что ее нет.

С другой стороны, многие наблюдения указывают на то, что теория гравитации верна и во Вселенной существует темная материя, которая оказывает влияние на ее эволюцию. Но авторы исследования говорят, что невозможно согласовать наличие больших и ярких галактик в ранней Вселенной с текущей моделью их формирования.

Хотя теория MOND не является широко принятой теорией, авторы исследования считают, что некоторые ее аспекты уже имеют подтверждение, а значит новое открытие не может быть простым совпадением. Но что именно происходило в ранней Вселенной пока что астрономы точно не знают, и как гласит слоган известного сериала "Секретные материалы" — истина где-то там.

https://focus.ua/technologies/678413-so-vselennoy-chto-to-ne-tak-novoe-otkrytie-...