Как устроена Вселенная. Рассказывают физики и астрономы

С точки зрения астрономии Вселенная считается самым большим объектом, доступным для наблюдения. Фактически получается, что граница видимого космоса совпадает с границей Вселенной и все, что находится дальше, доступно лишь для теоретических изысканий физиков.

Как устроена Вселенная по данным астрономов? Наша Земля – это одна из планет Солнечной системы. Солнце находится в галактике Млечного пути, а галактика Млечного пути – в облаке других галактик. Множество облаков галактик образует структуру, называемую метагалактикой. Метагалактика занимает всю видимую область Вселенной. Поэтому Вселенная состоит из очень разреженного межзвездного газа; звезд, неравномерно распределенных в космосе и образующих скопления и галактики; планет, комет, облаков пыли и других холодных объектов, попадающих в поле тяготения звезд и звездных скоплений. Так выглядит макромир.

Но описанная выше приближенная картина того, как устроена Вселенная, не полна. В ней не учитывается, что за видимой границей космоса могут существовать иные объекты, отличающиеся от тех, что наблюдаются внутри. Дело в том, что точка зрения о бесконечности Вселенной не совсем правильна. У Вселенной должна быть какая-то граница, пусть и очень сильно удаленная. Это следует хотя бы из самой популярной теории того, как произошло рождение Вселенной – теории Большого взрыва.

Исходя из теории Большого взрыва, возникновение Вселенной обязано существованию некоего сверхплотного вещества, которое и взорвалось. В результате взрыва в первые три минуты появились все элементарные частицы Вселенной, которые группировались в более крупные образования. Но до сих пор можно наблюдать последствия взрыва: пространство Вселенной расширяется, и галактики разлетаются во всех направлениях друг от друга.

Логично предположить, что первоначальное вещество (или энергия) должно было иметь конечный объем и находиться в некоем ином пространстве, которое, возможно, существует до сих пор и находится за границей Вселенной.

То, что называется в физике бесконечностью, на самом деле, бесконечность математическая. Она возникает там, где уравнения и теория не могут описать существующее явление. Поэтому остается только строить догадки о том, как устроена Вселенная там, куда не могут заглянуть самые мощные телескопы и математический аппарат теоретиков. В частности, мы не можем знать точно, как выглядит граница Вселенной.

Физики считают, что в ответе на вопрос о том, как устроена Вселенная, должно помочь исследование элементарных частиц. Опыты показывают, что «самые элементарные» субатомные частицы ведут себя как сгустки энергии. И кроме энергии больше ничего нет. Даже пространство, которое долгое время считалось самостоятельной сущностью, теперь рассматривается как вместилище энергии. Но между элементарными частицами, например, протонами и нейтронами в ядре атома, очень большое расстояние. Поэтому с позиции микромира Вселенная выглядит как точечные энергетические сгустки, разбросанные на очень большом расстоянии друг от друга.