Когда мы слышим, что Вселенная расширяется, воображение рисует шар, который становится больше внутри пустого пространства. Тогда возникает естественный вопрос: где его край и что находится за ним? Современная космология предлагает менее наглядную картину.Расширяется не облако вещества в готовой пустоте, а меняются расстояния в самом пространстве.
2. Наблюдаемая часть и вся Вселенная — не одно и то же
Свет распространяется с конечной скоростью, а возраст Вселенной составляет около 13,8 миллиарда лет. Поэтому мы видим только те области, чей свет успел до нас дойти. Эта доступная наблюдениям область называется наблюдаемой Вселенной.
Ее граница не похожа на стену. Этокосмологический горизонт, то есть предел сведений, которые могут прийти к наблюдателю к данному моменту. У далекой галактики есть собственная наблюдаемая область, и ее центр совпадает уже не с Землей, а с той галактикой. Особого центрального положения наша планета не получает.
Почему радиус наблюдаемой области больше 13,8 миллиарда световых лет? Пока древний свет летел к нам, пространство расширялось. Объекты, испустившие его, сегодня находятся гораздо дальше, чем простое произведение возраста на скорость света.
Мы смотрим не к физическому краю, а все глубже в прошлое.
Самое далекое электромагнитное излучение, которое удается наблюдать во всех направлениях, появилось примерно через 380 тысяч лет после Большого взрыва. Раньше вещество было непрозрачной горячей плазмой, и свободный свет не мог пройти через нее. Этот световой фон тоже не является оболочкой Вселенной: он отмечает эпоху, за которую обычным телескопом заглянуть нельзя.
3. Есть ли край у всей Вселенной?
Наука пока не знает ее полной формы и размера. Возможны по меньшей мере два общих варианта:
- пространство бесконечно;
- пространство конечно, но не имеет границы.
Второй вариант непривычен, но не противоречив. Поверхность Земли конечна по площади и при этом на ней нет края, с которого можно упасть. Трехмерное пространство может иметь более сложную геометрию, хотя эту аналогию нельзя понимать буквально.
Измерения показывают, что на доступных масштабах геометрия Вселенной очень близка к плоской. Это совместимо и с бесконечным пространством, и с конечным пространством, настолько большим, что его кривизну мы пока не замечаем.Наблюдения не подтверждают существование стены, оболочки или внешней пустоты.
4. Почему полет не решает задачу?
Даже фантастически быстрый корабль остается ограничен скоростью света. Но есть еще одно препятствие: расширение Вселенной ускоряется. Некоторые далекие области удаляются так, что сигнал, отправленный нами сейчас, никогда их не достигнет. Это не означает, что галактика локально пролетает сквозь пространство быстрее света. Увеличивается само расстояние между удаленными областями.
Путешественник не смог бы добраться и до «края наблюдаемой Вселенной», потому что такой край принадлежит конкретному наблюдателю и конкретному моменту. По мере движения его горизонт менялся бы, а перед ним открывались бы другие области. Горизонт нельзя встретить как предмет.
5. Что тогда означает вопрос о крае?
Он помогает разделить три понятия: предел наших наблюдений, возможную глобальную форму пространства и физическую границу. Первое существует, второе исследуется, а для третьего надежных свидетельств нет.
Так что долететь до края невозможно не только из-за огромного расстояния. Скорее всего,лететь именно к стене просто некуда. У Вселенной есть предел видимости, но он говорит прежде всего о свете, времени и положении наблюдателя.
