รูปลักษณ์ใหม่ที่การขยายตัวอย่างรวดเร็วของจักรวาลอย่างไม่คาดคิด การขยายตัวของจักรวาล: ค้นพบได้อย่างไร

สร้างเมื่อ: 10/25/2013 , 10010 46

“พระองค์ทรงสร้างโลกด้วยฤทธานุภาพของพระองค์ ทรงสถาปนาโลกด้วยพระปรีชาญาณของพระองค์ และด้วยความเข้าใจของพระองค์ก็ทรงแผ่ฟ้าสวรรค์ออก”"

เยเรมีย์ 10:12

ในระหว่างการพัฒนาวิทยาศาสตร์ นักวิทยาศาสตร์หลายคนเริ่มมองหาโอกาสที่จะกีดกันพระเจ้าจากมุมมองของพวกเขาในฐานะสาเหตุแรกของจักรวาล ด้วยเหตุนี้ จึงเกิดทฤษฎีต่างๆ มากมายเกี่ยวกับต้นกำเนิดของจักรวาล ตลอดจนลักษณะที่ปรากฏและการพัฒนาของสิ่งมีชีวิต ที่นิยมมากที่สุดคือทฤษฎี "บิ๊กแบง" และทฤษฎี "วิวัฒนาการ" ในกระบวนการพิสูจน์ทฤษฎีบิกแบง หนึ่งในทฤษฎีพื้นฐานของนักวิวัฒนาการ นั่นคือจักรวาลขยาย (Expanding Universe) ทฤษฎีนี้ชี้ให้เห็นว่ามีการขยายตัวของอวกาศตามมาตราส่วนของเอกภพ ซึ่งสังเกตได้จากการที่ดาราจักรแยกจากกันอย่างค่อยเป็นค่อยไป

ลองดูข้อโต้แย้งที่นักวิทยาศาสตร์บางคนพยายามพิสูจน์ทฤษฎีนี้ นักวิทยาศาสตร์ด้านวิวัฒนาการโดยเฉพาะสตีเฟน ฮอว์คิง เชื่อว่าจักรวาลที่กำลังขยายตัวเป็นผลมาจากบิกแบง และหลังจากการระเบิด ก็มีการขยายตัวอย่างรวดเร็วของเอกภพ จากนั้นมันก็ช้าลง และตอนนี้การขยายตัวนี้ช้า แต่กระบวนการนี้ยังคงดำเนินต่อไป . พวกเขาโต้แย้งเรื่องนี้โดยการวัดความเร็วของดาราจักรอื่นที่เคลื่อนออกจากดาราจักรของเราโดยใช้ปรากฏการณ์ดอปเปลอร์ และด้วยข้อเท็จจริงที่ว่าพวกเขารู้ความเร็วเป็นเปอร์เซ็นต์ ซึ่งสตีเฟน ฮอว์คิงกล่าวว่า "ดังนั้น เรารู้เพียงว่าอัตราการขยายตัว ของจักรวาลอยู่ที่ 5-10% ต่อพันล้านปี (S. Hawking "ประวัติศาสตร์ที่สั้นที่สุดของเวลา" trans. L. Mlodinov, p. 38) อย่างไรก็ตาม มีคำถามเกิดขึ้นที่นี่: ได้เปอร์เซ็นต์นี้มาอย่างไร และใครเป็นผู้ดำเนินการการศึกษานี้อย่างไรและอย่างไร Stephen Hawking ไม่ได้อธิบายเรื่องนี้ แต่เขาพูดตามความเป็นจริง เมื่อตรวจสอบปัญหานี้แล้ว เราได้รับข้อมูลว่าวันนี้ ในการวัดความเร็วของการหายตัวไปของดาราจักร เราใช้กฎฮับเบิลโดยใช้ทฤษฎี "Redshift" ซึ่งในทางกลับกันก็อิงตามเอฟเฟกต์ดอปเปลอร์ มาดูกันว่าแนวคิดเหล่านี้คืออะไร:

กฎของฮับเบิลเป็นกฎหมายที่เกี่ยวข้องredshift ของกาแล็กซีและระยะห่างเป็นเส้นตรง กฎนี้มีรูปแบบ: cz = H 0 D โดยที่ z คือการเปลี่ยนสีแดงของดาราจักร H0 - สัมประสิทธิ์สัดส่วนที่เรียกว่า "ค่าคงที่ฮับเบิล" D คือระยะห่างจากกาแล็กซี องค์ประกอบที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งของกฎของฮับเบิลคือความเร็วแสง

เรดชิฟต์ -การเปลี่ยนเส้นสเปกตรัมขององค์ประกอบทางเคมีไปทางด้านสีแดง เป็นที่เชื่อกันว่าปรากฏการณ์นี้อาจเป็นการแสดงออกถึงปรากฏการณ์ดอปเปลอร์หรือการเปลี่ยนทิศทางความโน้มถ่วง หรือทั้งสองอย่างรวมกัน แต่เอฟเฟกต์ดอปเลอร์มักถูกนำมาพิจารณาด้วย นี่เป็นเพียงการแสดงความจริงที่ว่ายิ่งดาราจักรไกลออกไป แสงก็จะยิ่งเคลื่อนไปทางด้านสีแดงมากขึ้นเท่านั้น

ดอปเปลอร์เอฟเฟกต์ -การเปลี่ยนแปลงความถี่และความยาวของคลื่นเสียงที่บันทึกโดยเครื่องรับซึ่งเกิดจากการเคลื่อนที่ของแหล่งกำเนิดคลื่นเสียงอันเป็นผลมาจากการเคลื่อนที่ของเครื่องรับ พูดง่ายๆ ก็คือ ยิ่งวัตถุอยู่ใกล้ ความถี่ของคลื่นเสียงก็จะยิ่งมากขึ้น และในทางกลับกัน ยิ่งวัตถุอยู่ไกลเท่าใด ความถี่ของคลื่นเสียงก็จะยิ่งต่ำลงเท่านั้น

อย่างไรก็ตาม มีปัญหาหลายประการเกี่ยวกับหลักการเหล่านี้ในการวัดความเร็วของดาราจักรถอยห่าง สำหรับกฎของฮับเบิล การประมาณค่า "ค่าคงที่ของฮับเบิล" เป็นปัญหา เพราะนอกจากความเร็วของดาราจักรที่ถอยกลับแล้ว พวกมันยังมีความเร็วของตัวเองด้วย ซึ่งนำไปสู่ความจริงที่ว่ากฎของฮับเบิลนั้นปฏิบัติตามได้ไม่ดี หรือไม่ได้เลยสำหรับ วัตถุที่อยู่ในระยะใกล้กว่า 10-15 ล้านปีแสง กฎของฮับเบิลยังปฏิบัติตามได้ไม่ดีสำหรับกาแลคซีในระยะทางที่ไกลมาก (ในพันล้านปีแสง) ซึ่งสอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงสีแดงที่มากกว่า 1 ระยะทางไปยังวัตถุที่มีการเปลี่ยนสีแดงขนาดใหญ่นั้นสูญเสียเอกลักษณ์ของพวกมันไป เนื่องจากพวกมันขึ้นอยู่กับแบบจำลองที่ยอมรับของ จักรวาลและที่พวกเขาได้รับมอบหมายให้เป็นจุดในเวลา ในกรณีนี้ ปกติจะใช้เฉพาะเรดชิฟต์เป็นการวัดระยะทาง ดังนั้น ปรากฎว่าแทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะกำหนดความเร็วของการถอยดาราจักรที่อยู่ห่างไกลออกไป และถูกกำหนดโดยแบบจำลองของจักรวาลที่ผู้วิจัยยอมรับเท่านั้น นี่แสดงให้เห็นว่าทุกคนเชื่อในความเร็วเชิงอัตวิสัยของกาแล็กซีที่เคลื่อนที่ออกไป

ต้องกล่าวด้วยว่าเป็นไปไม่ได้ที่จะวัดระยะทางไปยังดาราจักรไกลโพ้นที่สัมพันธ์กับรัศมีของดาราจักรหรือเรดชิฟต์ สิ่งนี้ถูกขัดขวางโดยข้อเท็จจริงบางประการ กล่าวคือ ความเร็วของแสงไม่คงที่และเปลี่ยนแปลง และการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ไปในทิศทางของการชะลอตัวลง ที่1987 ปีในรายงานจากสถาบันวิจัยสแตนฟอร์ด นักคณิตศาสตร์ชาวออสเตรเลีย เทรเวอร์ นอร์แมน และแบร์รี เซ็ตเทอร์ฟิลด์ ตั้งสมมติฐานว่าในอดีต ความเร็วแสงลดลงอย่างมาก (บี. เซ็ตเทอร์ฟิลด์ ดิ ความเร็ว ของ แสงสว่าง และ ที่ อายุ ของ ที่ จักรวาล.) ที่ 1987 ปีนักฟิสิกส์เชิงทฤษฎี Nizhny Novgorod V.S. ทรอยสกี้ตั้งข้อสังเกตว่าเมื่อเวลาผ่านไป ความเร็วแสงลดลงอย่างมาก ดร.ทรอยสกี้พูดถึง ปฏิเสธความเร็วSvetaใน10 ล้านครั้งหนึ่งเทียบกับมูลค่าปัจจุบัน (V.S. Troitskii, ทางกายภาพ ค่าคงที่ และ วิวัฒนาการ ของ ที่ จักรวาล, ดาราศาสตร์ฟิสิกส์และอวกาศ 139(1987): 389-411.). ที่1998 ปีนักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีของ Imperial College London Albrecht และ Joao Mageijo ยังตั้งสมมติฐานว่าความเร็วของแสงลดลง เมื่อวันที่ 15 พฤศจิกายน พ.ศ. 2541 The London Times ได้ตีพิมพ์บทความเรื่อง "ความเร็วของแสง - เร็วที่สุดในจักรวาล - กำลังลดลง" ( ดิ ความเร็ว ของ แสงสว่าง - ที่ เร็วที่สุด สิ่ง ใน ที่ จักรวาล - เป็น ได้รับ ช้าลง, เดอะ ลอนดอน ไทมส์, พ.ย. 15, 2541.)เรื่องนี้ต้องบอกว่ามีหลายปัจจัยที่ส่งผลต่อความเร็วของแสง เช่น องค์ประกอบทางเคมีที่แสงผ่านเข้ามา ตลอดจนอุณหภูมิที่มี เพราะแสงผ่านองค์ประกอบบางอย่างได้ช้ากว่าและผ่านองค์ประกอบอื่นๆ ได้เร็วกว่ามาก ซึ่งได้รับการพิสูจน์จากการทดลอง ดังนั้น18 กุมภาพันธ์1999 ของปีในวารสารวิทยาศาสตร์ Nature ที่ได้รับการยกย่องอย่างสูง (และวิวัฒนาการ 100%) บทความทางวิทยาศาสตร์ได้รับการตีพิมพ์รายละเอียดการทดลองที่ความเร็วSvetaจัดการลดก่อน17 เมตรในให้เวลาฉันสักครู่แล้วมีก่อนบาง60 กิโลเมตรในชั่วโมง.ซึ่งหมายความว่าเขาสามารถสังเกตได้ว่าเป็นรถที่ขับไปตามถนน การทดลองนี้ดำเนินการโดย Lene Howe นักฟิสิกส์ชาวเดนมาร์กและทีมนักวิทยาศาสตร์นานาชาติจาก Harvard และ Stanford Universities พวกมันส่งแสงผ่านไอโซเดียม ถูกทำให้เย็นลงจนมีอุณหภูมิต่ำอย่างไม่น่าเชื่อ วัดเป็นนาโนเคลวิน (นั่นคือหนึ่งในพันล้านของเคลวิน นี่คือศูนย์สัมบูรณ์ในทางปฏิบัติ ซึ่งตามคำจำกัดความคือ -273.160C) ความเร็วแสงลดลงเป็นค่าในช่วง 117 กม./ชม. - 61 กม./ชม. ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิที่แน่นอนของไอระเหย กล่าวคือโดยพื้นฐานแล้วก่อน1/20,000.000thจากสามัญความเร็วSveta(L.V. Hau, SE Harris, ศาสตร์ ข่าว, 27 มีนาคม น. 207, 1999).

ในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2543 นักวิทยาศาสตร์จากสถาบันวิจัย NEC ในเมืองพริงสตันรายงาน อัตราเร่งพวกเขาSvetaก่อนความเร็ว,เกินความเร็วสเวต้า!การทดลองของพวกเขาได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Nature ของอังกฤษ พวกเขาส่งลำแสงเลเซอร์ไปที่ห้องกระจกที่มีไอซีเซียม อันเป็นผลมาจากการแลกเปลี่ยนพลังงานระหว่างโฟตอนของลำแสงเลเซอร์และอะตอมของซีเซียมทำให้เกิดลำแสงขึ้นซึ่งความเร็วที่ออกจากห้องนั้นสูงกว่าความเร็วของลำแสงอินพุต แสงถือว่าเดินทางด้วยความเร็วสูงสุดในสุญญากาศที่ไม่มีแรงต้าน และช้าลงในตัวกลางอื่นๆ เนื่องจากมีความต้านทานเพิ่มเติม ตัวอย่างเช่น เราทุกคนรู้ว่าแสงเดินทางในน้ำได้ช้ากว่าในอากาศ ในการทดลองที่อธิบายข้างต้น เรย์ออกมาจากกล้องกับเป็นคู่ซีเซียมมากกว่าก่อนไป,อย่างไรอย่างเต็มที่ได้เข้ามาในของเธอ.ความแตกต่างนี้น่าสนใจมาก เลเซอร์เรย์กระโดดข้ามบน18 เมตรซึ่งไปข้างหน้าจากไปสถานที่,ที่ไหนต้องเคยเป็นเป็น.ในทางทฤษฎี อาจถือได้ว่าเป็นผลที่ตามมาก่อนหน้าสาเหตุ แต่สิ่งนี้ไม่เป็นความจริงทั้งหมด นอกจากนี้ยังมีพื้นที่ทางวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาการขยายพันธุ์ของพัลส์ superluminal การตีความที่ถูกต้องของการศึกษานี้คือ: ความเร็วSvetaไม่แน่นอนและแสงสว่างสามารถเร่งความเร็วชอบใครก็ได้อื่นทางกายภาพวัตถุในจักรวาลด้วยสภาวะที่เหมาะสมและแหล่งพลังงานที่เหมาะสม นักวิทยาศาสตร์ได้รับสสารจากพลังงานโดยไม่สูญเสีย เร่งความเร็วแสงให้เร็วกว่าความเร็วแสงที่ยอมรับในปัจจุบัน

ค่อนข้างแดงเกี่ยวกับการกระจัดนั้นต้องบอกว่าไม่มีใครสามารถพูดได้อย่างแม่นยำถึงสาเหตุของการปรากฏตัวของเรดชิฟต์และจำนวนครั้งที่หักเหของแสงไปถึงพื้นและสิ่งนี้จะทำให้พื้นฐานสำหรับการวัดระยะทางโดยใช้ redshift ที่ไร้สาระ . นอกจากนี้ การเปลี่ยนแปลงความเร็วของแสงจะหักล้างสมมติฐานที่มีอยู่ทั้งหมดเกี่ยวกับระยะทางไปยังกาแลคซีไกลโพ้น และทำให้วิธีการวัดระยะทางนี้ลดลงด้วยการเปลี่ยนสีแดง ยังต้องกล่าวอีกว่าการประยุกต์ใช้เอฟเฟกต์ดอปเปลอร์กับแสงนั้นเป็นทฤษฎีล้วนๆ และด้วยความเร็วของแสงที่เปลี่ยนไป จึงทำให้การนำเอฟเฟกต์นี้ไปใช้กับแสงเป็นเรื่องยากเป็นสองเท่าทั้งหมดนี้แสดงให้เห็นว่าวิธีการกำหนดระยะทางไปยังกาแลคซีไกลโพ้นด้วยการเปลี่ยนสีแดง และอื่นๆ อีกมาก ข้อโต้แย้งที่จักรวาลกำลังขยายตัวนั้นเป็นเพียงเรื่องไร้สาระและเป็นเรื่องหลอกลวง ลองคิดดู แม้ว่าเราจะรู้ความเร็วของการหายของดาราจักร แต่ก็เป็นไปไม่ได้ที่จะบอกว่าการขยายตัวของอวกาศของจักรวาลกำลังเกิดขึ้น ไม่มีใครสามารถพูดได้ว่าการขยายตัวดังกล่าวเกิดขึ้นเลยหรือไม่ การเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์และกาแลคซี่ในจักรวาลไม่ได้บ่งชี้ถึงการเปลี่ยนแปลงของอวกาศ แต่ตามทฤษฎีบิกแบง อวกาศปรากฏขึ้นอันเป็นผลมาจากบิ๊กแบงและกำลังขยายตัว ข้อความนี้ไม่ใช่วิทยาศาสตร์ เนื่องจากไม่มีใครพบขอบจักรวาล จึงวัดระยะห่างของเอกภพได้น้อยกว่ามาก

การสำรวจทฤษฎีของ "บิ๊กแบง" เราพบปรากฏการณ์ที่ยังไม่ได้สำรวจและไม่ได้รับการพิสูจน์อีกประการหนึ่ง แต่ที่พูดกันตามความเป็นจริงก็คือ "สสารสีดำ" มาดูกันว่าสตีเฟน ฮอว์คิงกล่าวอย่างไรเกี่ยวกับเรื่องนี้: “ดาราจักรของเราและดาราจักรอื่นควรมีสสารมืดจำนวนมากซึ่งเราไม่สามารถสังเกตได้โดยตรง แต่เราทราบถึงการดำรงอยู่ของมันเนื่องจากอิทธิพลโน้มถ่วงที่มีต่อวงโคจรของดาวในดาราจักร . บางทีหลักฐานที่ดีที่สุดสำหรับการมีอยู่ของสสารมืดอาจมาจากการโคจรของดาวฤกษ์ที่ขอบกาแล็กซีกังหันอย่างทางช้างเผือก ดาวเหล่านี้โคจรรอบดาราจักรเร็วเกินกว่าจะโคจรรอบด้วยแรงโน้มถ่วงของดาวฤกษ์ที่มองเห็นได้ของดาราจักรเพียงลำพัง"(S. Hawking "ประวัติศาสตร์ที่สั้นที่สุดของเวลา" trans. L. Mlodinov, p. 38)เราต้องการเน้นว่ามีการพูดถึง "สสารมืด" ดังนี้ "ซึ่งเราไม่สามารถสังเกตได้โดยตรง" สิ่งนี้บ่งชี้ว่าไม่มีข้อเท็จจริงเกี่ยวกับการดำรงอยู่ของเรื่องนี้ แต่เป็นพฤติกรรมของกาแลคซีในจักรวาลที่นักวิวัฒนาการเข้าใจยาก ทำให้พวกเขาเชื่อในการมีอยู่ของบางสิ่งบางอย่าง แต่พวกเขาไม่รู้ว่าอะไรข้อความดังกล่าวก็น่าสนใจเช่นกัน “อันที่จริง ปริมาณสสารมืดในจักรวาลมากเกินปริมาณสสารธรรมดา". ข้อความนี้พูดถึงปริมาณของ "สสารมืด" แต่มีคำถามเกิดขึ้นว่าจำนวนนี้ถูกกำหนดอย่างไรและโดยวิธีใดภายใต้เงื่อนไขเมื่อไม่สามารถสังเกตและศึกษา "สสาร" นี้ได้? พูดได้เลยว่าไม่มีใครรู้ว่าได้อะไรไปและได้เงินมาเท่าไรก็ไม่ชัดเจนว่าเป็นอย่างไร การที่นักวิทยาศาสตร์ไม่เข้าใจว่าดาวของดาราจักรชนิดก้นหอยอยู่ในวงโคจรของมันอย่างไรด้วยความเร็วสูง ไม่ได้หมายความถึงการมีอยู่ของ "สสาร" ที่น่าสยดสยองที่ไม่มีใครเห็นและไม่สามารถสังเกตได้โดยตรง

วิทยาศาสตร์สมัยใหม่เสียเปรียบในเรื่องจินตนาการของบิ๊กแบง สตีเฟน ฮอว์คิง กล่าวโดยสรุปในการคิดเกี่ยวกับการมีอยู่ของเรื่องต่างๆ ว่า “อย่างไรก็ตาม เป็นไปไม่ได้ที่จะแยกการมีอยู่ของสสารรูปแบบอื่นที่เรายังไม่รู้จัก กระจายไปเกือบเท่าๆ กันทั่วทั้งจักรวาล ซึ่งอาจเพิ่มขึ้นได้ ความหนาแน่นเฉลี่ยของมัน ตัวอย่างเช่น มีอนุภาคมูลฐานที่เรียกว่านิวตริโนซึ่งมีปฏิกิริยากับสสารน้อยมากและตรวจจับได้ยากอย่างยิ่ง”(S. Hawking "ประวัติศาสตร์ที่สั้นที่สุดของเวลา" trans. L. Mlodinov, p. 38). นี่แสดงให้เห็นว่าวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ทำอะไรไม่ได้ในการพยายามพิสูจน์ว่าจักรวาลดำรงอยู่ได้ด้วยตัวมันเองโดยปราศจากพระผู้สร้าง หากไม่พบอนุภาค การโต้แย้งทางวิทยาศาสตร์ก็ไม่สามารถสร้างขึ้นได้ เนื่องจากความน่าจะเป็นที่สสารรูปแบบอื่นไม่มีอยู่จริงนั้นมากกว่าความน่าจะเป็นของการมีอยู่ของพวกมัน

อย่างไรก็ตาม การเคลื่อนที่ของกาแลคซี ดาวเคราะห์ และวัตถุในจักรวาลอื่นๆ ไม่ได้บ่งบอกถึงการขยายตัวของอวกาศของจักรวาล เนื่องจากการเคลื่อนไหวดังกล่าวไม่เกี่ยวข้องกับคำจำกัดความของการขยายตัวของอวกาศ ตัวอย่างเช่น ถ้ามีคนสองคนอยู่ในห้องเดียวกันและคนหนึ่งย้ายออกจากกัน ไม่ได้หมายความว่าห้องกำลังขยายตัว แต่มีพื้นที่ที่สามารถเคลื่อนย้ายได้ ในสถานการณ์เช่นนี้ มีการเคลื่อนที่ของดาราจักรในอวกาศด้วย แต่ไม่ได้หมายความว่าจะมีการเปลี่ยนแปลงในอวกาศ นอกจากนี้ยังเป็นไปไม่ได้อย่างยิ่งที่จะพิสูจน์ว่าดาราจักรที่อยู่ไกลที่สุดอยู่ที่ขอบจักรวาล และไม่มีดาราจักรอื่นอยู่เบื้องหลัง ในทางกลับกัน แสดงว่าไม่พบขอบจักรวาล

ดังนั้น เรามีข้อเท็จจริงทั้งหมดที่จะยืนยันว่าไม่มีหลักฐานสำหรับการขยายตัวของจักรวาลจนถึงปัจจุบัน และสิ่งนี้ก็ยืนยันความไม่สอดคล้องกันของทฤษฎี "บิ๊กแบง"

จักรวาลขยายตัวที่ไหน?
เชื่อว่าทุกคนคงเคยได้ยินมาบ้างแล้วว่า จักรวาลกำลังขยายตัว, และบ่อยครั้งเราคิดว่ามันเป็นลูกบอลขนาดใหญ่ที่เต็มไปด้วยกาแลคซีและเนบิวลาซึ่งเพิ่มขึ้นจากสถานะที่เล็กกว่าบางส่วนและความคิดก็คืบคลานไปในตอนต้น จักรวาล ถูกตรึงไว้โดยทั่วไป

แล้วเกิดคำถามว่าเบื้องหลัง ชายแดน , และ ที่ซึ่งจักรวาลกำลังขยายตัว ? แต่ขีด จำกัด คืออะไร? คือ จักรวาล ไม่สิ้นสุด? ลองคิดดูสิ

การขยายตัวของจักรวาลและทรงกลมฮับเบิล

ลองนึกภาพว่าเรากำลังสังเกตการณ์อยู่ในกล้องโทรทรรศน์ขนาดมหึมา ซึ่งคุณสามารถเห็นอะไรก็ได้ใน จักรวาล . มันกำลังขยายตัวและกาแล็กซีของมันกำลังเคลื่อนตัวออกไปจากเรา ยิ่งกว่านั้น ยิ่งพวกมันสัมพันธ์กับพื้นที่ของเรามากเท่าไหร่ กาแล็กซีก็จะยิ่งเคลื่อนตัวออกไปเร็วขึ้นเท่านั้น มาดูกันต่อไปเรื่อย ๆ และในบางระยะ ปรากฎว่าร่างกายทั้งหมดกำลังเคลื่อนตัวออกไปเมื่อเทียบกับเราด้วยความเร็วแสง จึงเกิดเป็นทรงกลมเรียกว่า ทรงกลมฮับเบิล . ตอนนี้เหลือน้อยแล้ว 14 พันล้านปีแสง และทุกสิ่งภายนอกนั้นบินเร็วกว่าแสงเมื่อเทียบกับเรา ดูเหมือนว่าสิ่งนี้จะขัดแย้ง ทฤษฎีสัมพัทธภาพ เพราะความเร็วไม่เกินความเร็วแสง แต่ไม่ใช่เพราะในที่นี้เราไม่ได้พูดถึงความเร็วของวัตถุ แต่เกี่ยวกับความเร็ว การขยายพื้นที่ . แต่สิ่งนี้แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงและสามารถเป็นอะไรก็ได้
แต่เราสามารถดูเพิ่มเติมได้ ในระยะหนึ่ง วัตถุต่างๆ ค่อยๆ ลดลงอย่างรวดเร็วจนเรามองไม่เห็นเลย โฟตอนที่ปล่อยออกมาในทิศทางของเราจะไม่มีวันไปถึงโลก พวกเขาเป็นเหมือนคนที่เดินสวนทางกับบันไดเลื่อน จะถูกกวาดกลับโดยการขยายพื้นที่อย่างรวดเร็ว ขอบเขตที่สิ่งนี้เกิดขึ้นเรียกว่า ขอบฟ้าอนุภาค . ตอนนี้ต่อหน้าเขาเกี่ยวกับ 46.5 พันล้านปีแสง . ระยะนี้เพิ่มขึ้น จักรวาลกำลังขยายตัว . นี้เรียกว่าเขตแดน จักรวาลที่สังเกตได้ . และทุกสิ่งที่อยู่นอกเหนือเขตแดนนี้ เราจะไม่มีวันได้เห็น
และนี่คือสิ่งที่น่าสนใจที่สุด แล้วเธอล่ะ? บางทีนี่อาจเป็นคำตอบของคำถาม? ปรากฎว่าทุกอย่างธรรมดามาก แท้จริงแล้วไม่มีพรมแดน และมีกาแล็กซี ดวงดาว และดาวเคราะห์ดวงเดียวกันที่ทอดยาวหลายพันล้านกิโลเมตร

แต่ยังไงล่ะ! เกิดขึ้นได้อย่างไร!

ศูนย์ขยายจักรวาลและขอบฟ้าอนุภาค

แค่ จักรวาล แตกค่อนข้างฉลาด สิ่งนี้เกิดขึ้นทุกจุดในอวกาศในลักษณะเดียวกัน ราวกับว่าเราใช้ตารางพิกัดและเพิ่มขนาดของมัน จากนี้ ดูเหมือนว่ากาแล็กซีทั้งหมดจะเคลื่อนห่างจากเรา แต่ถ้าคุณย้ายไป Galaxy อื่นเราจะเห็นภาพเดียวกัน ตอนนี้วัตถุทั้งหมดจะย้ายออกไปจากมัน นั่นคือทุกจุดในอวกาศดูเหมือนว่าเราอยู่ใน ศูนย์ขยาย . แม้ว่าจะไม่มีศูนย์
ดังนั้นถ้าเราเข้าใกล้ ขอบฟ้าอนุภาค กาแลคซีใกล้เคียงจะไม่บินหนีจากเราเร็วกว่าความเร็วแสง หลังจากนั้น ขอบฟ้าอนุภาค ย้ายไปกับเราและอีกครั้งมันจะห่างไกลมาก ดังนั้นขอบเขตจะเปลี่ยนไป จักรวาลที่สังเกตได้ และเราจะได้เห็นกาแล็กซีใหม่ๆ ซึ่งก่อนหน้านี้ไม่สามารถสังเกตการณ์ได้ และการดำเนินการนี้สามารถทำได้อย่างไม่มีกำหนด คุณสามารถย้ายไปยังขอบฟ้าอนุภาคได้ครั้งแล้วครั้งเล่า แต่แล้วมันก็จะเปลี่ยนตัวเอง เปิดมุมมองใหม่ให้กับการจ้องมองของคุณ จักรวาล . นั่นคือเราจะไม่มีวันไปถึงพรมแดน และปรากฎว่า จักรวาล และจริง ไม่มีที่สิ้นสุด . เฉพาะส่วนที่สังเกตได้เท่านั้นที่มีเส้นขอบ
สิ่งที่คล้ายกันเกิดขึ้นกับ โลก . สำหรับเราดูเหมือนว่าเส้นขอบฟ้าเป็นขอบเขตของพื้นผิวโลก แต่ทันทีที่เราเคลื่อนที่ไปยังจุดนั้น ปรากฎว่าไม่มีขอบเขต ที่ จักรวาล ไม่มีขีดจำกัดเกินกว่าที่ไม่มี กาลอวกาศ หรืออะไรทำนองนั้น แค่นี้เราก็เจอแล้ว อินฟินิตี้ ซึ่งไม่ธรรมดาสำหรับเรา แต่พูดแบบนี้ก็ได้ จักรวาล ไม่มีที่สิ้นสุดและยืดเยื้อมาโดยตลอดในขณะที่ยังคงไม่มีที่สิ้นสุด สามารถทำได้เพราะพื้นที่ไม่มีอนุภาคที่เล็กที่สุด สามารถยืดได้นานเท่าที่คุณต้องการ สำหรับการขยายตัว จักรวาลไม่ต้องการพรมแดนและพื้นที่ที่จะขยายออกไป มันจึงไม่มีอยู่ทุกที่

รอก่อนว่ายังไง บิ๊กแบง ?! ทุกสิ่งที่มีอยู่ในอวกาศถูกบีบอัดเป็นจุดเล็กๆ จุดเดียวไม่ใช่หรือ!

ไม่! ถูกบีบอัดให้เป็นจุดเท่านั้น ขอบเขตที่สังเกตได้ของจักรวาล . และโดยรวมแล้ว เธอไม่เคยมีขอบเขต เพื่อให้เข้าใจสิ่งนี้ ลองนึกภาพ จักรวาล พันล้านวินาทีหลังจากนั้น เมื่อส่วนที่สังเกตได้มีขนาดเท่ากับลูกบาสเก็ตบอล ถึงอย่างนั้นเราก็ย้ายไป .ได้ ขอบฟ้าอนุภาค และมองเห็นได้ทั้งหมด จักรวาล จะย้าย ทำกี่ครั้งก็ได้ตามใจชอบ ปรากฎว่า จักรวาล จริงๆ ไม่มีที่สิ้นสุด .
และเราสามารถทำได้เช่นเดียวกันก่อน ดังนั้น เมื่อย้อนเวลากลับไป เราจะพบว่าตัวเราใกล้ชิดกันมากขึ้น บิ๊กแบง . แต่ในขณะเดียวกันแต่ละครั้งเราจะพบว่า จักรวาลไม่มีที่สิ้นสุด ในทุกช่วงเวลา! แม้ในช่วงเวลาบิ๊กแบง! และปรากฎว่ามันไม่ได้เกิดขึ้นที่จุดใดจุดหนึ่ง แต่ทุกที่ทุกจุดของจักรวาลที่ไม่มีที่สิ้นสุด
อย่างไรก็ตาม นี่เป็นเพียงทฤษฎีเท่านั้น ใช่ ค่อนข้างสอดคล้องและมีเหตุผล แต่ไม่มีข้อบกพร่อง

สถานะอะไรในตอนนี้? บิ๊กแบง ? เกิดอะไรขึ้นก่อนหน้ามันและทำไมมันถึงเกิดขึ้นเลย? จนถึงตอนนี้ยังไม่มีคำตอบที่ชัดเจนสำหรับคำถามเหล่านี้ แต่โลกวิทยาศาสตร์ไม่หยุดนิ่ง และบางทีเราอาจจะกลายเป็นผู้เห็นเหตุการณ์ในการแก้ปัญหาความลึกลับเหล่านี้

ท้องฟ้าเต็มไปด้วยดวงดาวเหนือศีรษะเป็นสัญลักษณ์ของความเป็นนิรันดร์ของมนุษย์มาช้านาน เฉพาะในยุคใหม่เท่านั้นที่ผู้คนตระหนักดีว่าดาวฤกษ์ที่ "คงที่" นั้นเคลื่อนที่ได้จริงและด้วยความเร็วที่ยอดเยี่ยม ในศตวรรษที่ยี่สิบ มนุษยชาติเคยชินกับข้อเท็จจริงที่แปลกประหลาดกว่านั้น: ระยะห่างระหว่างระบบดาว - กาแล็กซีซึ่งไม่ได้เชื่อมต่อกันด้วยแรงโน้มถ่วงนั้นเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง

และประเด็นนี้ไม่ได้อยู่ในธรรมชาติของกาแลคซี: จักรวาลเองก็กำลังขยายตัว! วิทยาศาสตร์ธรรมชาติต้องแยกจากหลักการพื้นฐานประการหนึ่ง นั่นคือ ทุกสิ่งเปลี่ยนแปลงในโลกนี้ แต่โลกโดยรวมยังคงเหมือนเดิมเสมอ นี่ถือได้ว่าเป็นเหตุการณ์ทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญที่สุดของศตวรรษที่ยี่สิบ

ทุกอย่างเริ่มต้นเมื่ออัลเบิร์ต ไอน์สไตน์สร้างทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป บทเรียนของเธออธิบายคุณสมบัติพื้นฐานของสสาร อวกาศ และเวลา (“ญาติ” ในภาษาละตินฟังดูเหมือนสัมพัทธภาพ ดังนั้นทฤษฎีที่อิงจากทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์จึงเรียกว่าสัมพัทธภาพ)

เมื่อนำทฤษฎีของเขาไปใช้กับจักรวาลทั้งระบบ ไอน์สไตน์ค้นพบว่าวิธีแก้ปัญหาดังกล่าวซึ่งสอดคล้องกับจักรวาลที่ไม่เปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลานั้นใช้ไม่ได้ผล สิ่งนี้ไม่ได้ทำให้นักวิทยาศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่พึงพอใจ

เพื่อให้ได้คำตอบที่อยู่กับที่สำหรับสมการของเขา ไอน์สไตน์ได้แนะนำคำศัพท์เพิ่มเติมเข้าไป ซึ่งเรียกว่าเทอมแลมบ์ดา อย่างไรก็ตาม จนถึงขณะนี้ยังไม่มีใครสามารถหาเหตุผลทางกายภาพสำหรับคำเพิ่มเติมนี้ได้

ในช่วงต้นทศวรรษ 1920 นักคณิตศาสตร์ชาวโซเวียต A. A. Fridman ได้แก้ไขสมการสัมพัทธภาพทั่วไปสำหรับจักรวาลโดยไม่กำหนดเงื่อนไขที่คงที่ เขาพิสูจน์ว่าจักรวาลอาจมีสองสถานะ: โลกที่กำลังขยายตัวและโลกที่หดตัว สมการที่ได้จากฟรีดแมนยังคงใช้เพื่ออธิบายวิวัฒนาการของจักรวาล

ข้อโต้แย้งทางทฤษฎีทั้งหมดนี้ไม่ได้เชื่อมโยงนักวิทยาศาสตร์กับโลกแห่งความเป็นจริงเลย จนกระทั่งในปี 1929 นักดาราศาสตร์ชาวอเมริกัน เอ็ดวิน ฮับเบิล ได้ยืนยันการขยายตัวของส่วนที่มองเห็นได้ของจักรวาล เขาใช้เอฟเฟกต์ดอปเปลอร์สำหรับสิ่งนี้ เส้นในสเปกตรัมของแหล่งกำเนิดที่เคลื่อนที่จะถูกเลื่อนตามสัดส่วนกับความเร็วของการเข้าใกล้หรือการกำจัดของมัน ดังนั้นความเร็วของดาราจักรจึงสามารถคำนวณได้จากการเปลี่ยนแปลงในตำแหน่งของเส้นสเปกตรัมของมันเสมอ

แม้แต่ในทศวรรษที่สองของศตวรรษที่ยี่สิบ นักดาราศาสตร์ชาวอเมริกัน Westo Slifer ได้ศึกษาสเปกตรัมของดาราจักรหลายแห่ง สังเกตว่าดาราจักรส่วนใหญ่มีเส้นสเปกตรัมเปลี่ยนเป็นสีแดง นี่หมายความว่าพวกมันกำลังเคลื่อนออกจากกาแล็กซี่ของเราด้วยความเร็วหลายร้อยกิโลเมตรต่อวินาที

ฮับเบิลกำหนดระยะทางไปยังกาแลคซีจำนวนน้อยและความเร็วของกาแลคซี จากการสังเกตของเขา กาแล็กซียิ่งอยู่ห่างจากเรามากเท่านั้น กฎที่ความเร็วของการกำจัดเป็นสัดส่วนกับระยะทางเรียกว่ากฎของฮับเบิล

นี่หมายความว่ากาแล็กซี่ของเราเป็นศูนย์กลางของการขยายตัวหรือไม่? จากมุมมองของนักดาราศาสตร์ เรื่องนี้เป็นไปไม่ได้ ผู้สังเกตการณ์ที่ใดก็ได้ในจักรวาลควรเห็นภาพเดียวกัน: ดาราจักรทั้งหมดจะมีการเปลี่ยนสีแดงตามสัดส่วนกับระยะทางของพวกมัน ดูเหมือนว่าพื้นที่จะพองตัว

จักรวาลกำลังขยายตัว แต่ไม่มีศูนย์กลางการขยายตัว จากทุกที่ รูปแบบการขยายตัวจะปรากฏเหมือนกัน

หากคุณวาดกาแล็กซีบนบอลลูนและเริ่มพองลม ระยะห่างระหว่างกาแล็กซีจะเพิ่มขึ้น และยิ่งเร็ว ยิ่งห่างจากกันมากเท่านั้น และข้อแตกต่างเพียงอย่างเดียวก็คือกาแล็กซีที่วาดเองนั้นมีขนาดเพิ่มขึ้น ในขณะที่ระบบดาวจริง มีอยู่ทุกหนทุกแห่งในจักรวาลรักษาระดับเสียงไว้ นี่เป็นเพราะว่าดวงดาวที่ประกอบขึ้นเป็นดาวนั้นผูกมัดกันด้วยแรงโน้มถ่วง

ความจริงของการขยายตัวอย่างต่อเนื่องของจักรวาลนั้นเป็นที่ยอมรับอย่างมั่นคง กาแล็กซีและควาซาร์ที่ห่างไกลที่สุดที่รู้จักกันนั้นมีการเลื่อนสีแดงขนาดใหญ่จนความยาวคลื่นของทุกเส้นในสเปกตรัมนั้นยาวกว่าแหล่งกำเนิดใกล้เคียง 5-6 เท่า!

แต่ถ้าจักรวาลกำลังขยายตัว วันนี้เราเห็นต่างไปจากที่เคยเป็นมา หลายพันล้านปีก่อน กาแล็กซีอยู่ใกล้กันมากขึ้น แม้กระทั่งก่อนหน้านี้ ดาราจักรแต่ละแห่งก็ไม่สามารถดำรงอยู่ได้ และเมื่อใกล้ถึงจุดเริ่มต้นของการขยายตัว ก็ยังไม่สามารถมีดาวได้ด้วยซ้ำ ยุคนี้ - จุดเริ่มต้นของการขยายตัวของจักรวาล - อยู่ห่างจากเรา 12-15 พันล้านปี

ค่าประมาณอายุของดาราจักรยังคงเป็นค่าประมาณเกินกว่าจะปรับแต่งตัวเลขเหล่านี้ได้ แต่เป็นที่ยอมรับได้อย่างน่าเชื่อถือว่าดาวฤกษ์ที่เก่าแก่ที่สุดในดาราจักรต่างๆ มีอายุใกล้เคียงกัน ดังนั้น ระบบดาวส่วนใหญ่จึงเกิดขึ้นในช่วงเวลาที่ความหนาแน่นของสสารในจักรวาลสูงกว่าในปัจจุบันมาก

ในระยะเริ่มแรก สิ่งมีชีวิตทั้งมวลในจักรวาลมีความหนาแน่นสูงจนแทบเป็นไปไม่ได้เลยที่จะจินตนาการถึงมัน Georges Lemaitre นักดาราศาสตร์ชาวเบลเยียมเสนอแนวคิดเรื่องการขยายตัวของเอกภพจากสภาวะที่มีความหนาแน่นสูงมาก และข้อเสนอที่ว่าสารดั้งเดิมนั้นร้อนมากถูกเสนอครั้งแรกโดย Georgy Antonovich Gamov ในปี 1946 ต่อจากนั้น สมมติฐานนี้คือ ยืนยันโดยการค้นพบรังสีที่เรียกว่า relict มันยังคงเป็นเสียงสะท้อนของการกำเนิดของจักรวาลอย่างรวดเร็ว ซึ่งมักเรียกว่าบิ๊กแบง แต่คำถามมากมายยังคงอยู่ อะไรนำไปสู่การก่อตัวของจักรวาลที่สังเกตได้ในปัจจุบันจนถึงจุดเริ่มต้นของการระเบิด? ทำไมพื้นที่ถึงมีสามมิติและเวลาที่หนึ่ง? วัตถุที่อยู่นิ่ง - ดาวและกาแลคซี - ปรากฏในจักรวาลที่ขยายตัวอย่างรวดเร็วได้อย่างไร? เกิดอะไรขึ้นก่อนบิ๊กแบง? นักดาราศาสตร์และนักฟิสิกส์สมัยใหม่กำลังทำงานเพื่อค้นหาคำตอบสำหรับคำถามเหล่านี้และคำถามอื่นๆ

จักรวาลกำลังขยายตัว แต่ในแง่หนึ่ง การขยายตัวยังไม่ได้รับการสังเกตโดยตรง: นักทฤษฎีกำลังสร้างแบบจำลองต่างๆ เพื่ออธิบายมัน แต่เราไม่เห็นว่าวัตถุในอวกาศในแบบเรียลไทม์จะไปไกลขึ้นและไกลออกไปได้อย่างไร

จำเป็นต้องเพิ่มความแม่นยำของการสังเกตการณ์อย่างมาก และด้วยเทคโนโลยีปัจจุบัน เราจะต้องรอเป็นเวลาหนึ่งศตวรรษหรืออย่างน้อยหนึ่งทศวรรษเพื่อรวบรวมข้อมูลที่แสดงกระบวนการนี้

ในการสร้างแบบจำลองที่แสดงให้เห็นถึงการขยายตัวของจักรวาล เรามักจะเปรียบเทียบจักรวาลที่กำลังขยายตัวกับบอลลูนที่พองตัว ในเวลาเดียวกัน เราคิดว่า "ขอบเขตการสังเกต" ทั้งหมดนั้นพร้อมให้เราใช้ทั้งหมดและในชั่วพริบตาเดียว อันที่จริง ยิ่งเราสังเกตกาแล็กซีที่อยู่ห่างไกลมากเท่าไร แสงก็จะยิ่งไปถึงเรตินาของดวงตาเรานานขึ้นเท่านั้น ดังนั้น ในช่วงเวลาของการปล่อยแสงนี้ ดาราจักรดูเหมือนจะอยู่บนพื้นผิวของลูกบอลที่ "พองตัวน้อยกว่า" กาแล็กซีที่อยู่ไกลที่สุดที่เราสังเกตสามารถมองเห็นได้ในเวลาที่ "ลูกบอล" มีขนาดเล็กมาก ดังนั้น เนื่องจากความเร็วแสงจำกัด เราจึงเห็นภาพโลกรอบตัวเราบิดเบี้ยวอย่างมาก

คุณลักษณะของแบบจำลองของจักรวาลที่กำลังขยายตัวนี้คือ "มุมมองจากภายนอก" อย่างที่เคยเป็นมา ดูเหมือนว่าเราจะมองจากมิติ "พิเศษ" และนอกจากนี้ เราเห็นทุกอย่างพร้อมกัน สังเกตกระบวนการโดยใช้ "นาฬิกาจักรวาล" เดียว นั่นคือ เราครอบคลุมจักรวาลทั้งหมดพร้อมกัน รับข้อมูลด้วยความเร็วที่ไม่มีที่สิ้นสุด "ทัศนะของพระเจ้า" นี้ไม่สามารถเข้าถึงได้โดยผู้สังเกตการณ์ทั่วไป

เราอยู่บนโลก ภายในจักรวาล สัญญาณมาหาเราด้วยความเร็วจำกัด - ด้วยความเร็วแสง ดังนั้นเราจึงเห็นวัตถุที่อยู่ห่างไกลเหมือนในอดีตอันไกลโพ้น ในทางดาราศาสตร์ redshift คือ redshift ของสเปกตรัม ปรากฏการณ์นี้อาจเป็นการแสดงออกของปรากฏการณ์ดอปเปลอร์ การเปลี่ยนทิศทางความโน้มถ่วง หรือการรวมกันของปรากฏการณ์ดังกล่าว ทั้ง redshift ทางจักรวาลวิทยาที่เกิดจากการขยายตัวของอวกาศของจักรวาลและการกะสีแดง (หรือสีม่วง) ที่เกี่ยวข้องกับปรากฏการณ์ดอปเปลอร์อันเนื่องมาจากการเคลื่อนที่ของดาราจักรอย่างเหมาะสมทำให้เกิดการเลื่อนของเส้นในสเปกตรัมของดาราจักร

หลังจากการค้นพบการเปลี่ยนแปลงสีแดงในสเปกตรัมของกาแลคซีไกลโพ้น มีข้อเสนอแนะว่าเกิดจากบางสิ่งเช่น "ความเหนื่อยล้าจากการเดินทางไกล": กระบวนการที่ไม่ทราบสาเหตุบางอย่างทำให้โฟตอนสูญเสียพลังงานขณะที่พวกมันเคลื่อนออกจากแหล่งกำเนิดแสงจึง "หน้าแดง"

แต่สมมติฐานนี้ไม่สอดคล้องกับการสังเกต ตัวอย่างเช่น เมื่อดาวระเบิดเป็นซุปเปอร์โนวา มันจะสว่างขึ้นแล้วหรี่ลง ซุปเปอร์โนวาประเภท 1a ซึ่งใช้ในการกำหนดระยะทางไปยังกาแลคซี่ มีเวลาการสูญพันธุ์ประมาณสองสัปดาห์ ในช่วงเวลานี้ โฟตอนจำนวนหนึ่งจะถูกปล่อยออกมา สมมติฐาน "ความเหนื่อยล้า" กล่าวว่าในระหว่างการเดินทางพวกเขาจะสูญเสียพลังงาน แต่ผู้สังเกตจะยังเห็นโฟตอนไหลอยู่เป็นเวลาสองสัปดาห์ ในพื้นที่ที่กำลังขยายตัว ไม่เพียงแต่โฟตอนเองเท่านั้นที่ "ยืดออก" (เนื่องจากพวกมันสูญเสียพลังงาน) แต่ยังรวมถึงฟลักซ์ของพวกมันด้วย ดังนั้นสำหรับพวกเขาทั้งหมดที่จะ "ได้รับ" มายังโลก จึงต้องใช้เวลามากกว่าสองสัปดาห์

มีสองปัญหาเกี่ยวกับระยะทางในจักรวาลวิทยา: ทุกสิ่งอยู่ห่างไกลกันมากและเคลื่อนที่เร็ว จนกว่าแสงจะไปถึงผู้สังเกตจากแหล่งกำเนิด ระยะทางจะเปลี่ยนไปอย่างมาก ในเวลาเดียวกัน ระยะทางไปยังวัตถุ "ตอนนี้" ไม่สามารถวัดได้โดยตรง เนื่องจากขั้นตอนนี้ใช้เวลาจำกัด (และโดยทั่วไปค่อนข้างมาก) ที่เกี่ยวข้องกับการแพร่กระจายสัญญาณ เราเพียงแค่มองไม่เห็นวัตถุที่อยู่ห่างไกลตามที่มันอยู่ ช่วงเวลาที่. สิ่งนี้ทำให้ทุกอย่างซับซ้อน เพราะการใช้ประสบการณ์ในชีวิตประจำวัน เราคุ้นเคยกับการจินตนาการทุกอย่าง "อย่างที่เป็นอยู่ตอนนี้" ในจักรวาลวิทยา ระยะทางและความเร็ว "ในขณะนี้" เราสามารถคำนวณได้เฉพาะในแบบจำลองบางรุ่นเท่านั้น หรือคำนวณได้ใน "วงเวียน" บางอย่างเท่านั้น แต่ไม่สามารถใช้วิธีสังเกตสมัยใหม่ได้

เมื่อเอกภพขยายตัว พื้นที่ที่สังเกตได้ในขณะนี้มีรัศมีมากกว่า 14 พันล้านปีแสง เมื่อแสงเดินทาง พื้นที่ที่ผ่านจะขยายออก เมื่อมันมาถึงเรา ระยะห่างจากดาราจักรที่ปล่อยออกมานั้นมากกว่าแค่คำนวณจากเวลา "การเดินทาง" ของโฟตอน (ประมาณสอง)

หลายคนจำเหตุการณ์เมื่อวานได้ดีกว่าเมื่อวานก่อน แต่พวกเขาจำไม่ได้เลยเมื่อสัปดาห์ที่แล้ว แต่ความทรงจำในวัยเด็กและวัยเยาว์บางอย่างส่องประกายให้กับพวกเขา ราวกับว่ามันเกิดขึ้นเมื่อวานนี้ หากเราใช้กาแล็กซีแบบเดียวกับเรา ปรากฎว่าในระยะหนึ่ง (และมองวัตถุที่อยู่ไกลออกไป เรามองไปในอดีต!) มันจะดูเล็กลงเรื่อยๆ แต่แล้ว - ปาฏิหาริย์! - ขนาดที่มองเห็นได้จะเริ่มเพิ่มขึ้น นี่เป็นเพราะว่าแสงของดาราจักรที่สังเกตได้นั้นถูกปล่อยออกมาในช่วงอายุต้นๆ ของเอกภพ เมื่อเราเข้าใกล้กันมากขึ้น ดังนั้นระยะเชิงมุมไปยังวัตถุที่อยู่ห่างไกลจึงเปลี่ยนแปลงไปในทางที่แปลกประหลาดเช่นเดียวกัน มุมระหว่างรังสีของแสงไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อแพร่กระจายในจักรวาล "แบน" ดังนั้นระยะทางเชิงมุมไปยังวัตถุในอวกาศจึงขึ้นอยู่กับว่าในขณะปล่อยก๊าซนั้นอยู่ไกลแค่ไหน

ระยะทางภายในคือระยะห่างทางกายภาพระหว่างวัตถุ มันเปลี่ยนไปตามการขยายตัวของจักรวาล ระยะทางซึ่งปกติจะอ้างถึงในบทความข่าวทั้งหมด เท่ากับเส้นทางของแสงที่เดินทางจากแหล่งกำเนิดจากช่วงเวลาของการปล่อยก๊าซ มันมีค่าประมาณเท่ากับของมันเองในระยะทางที่ค่อนข้างเล็ก โดยที่จักรวาลไม่ได้ขยายตัวอย่างเห็นได้ชัดในระหว่างการแพร่ขยายสัญญาณ พิกัดที่มาพร้อมกันจะเชื่อมโยงกับตารางพิกัดที่ขยายออกไปพร้อมกับการขยายตัวของจักรวาล เมื่อเทียบกับมัน ตำแหน่งของวัตถุยังคงไม่เปลี่ยนแปลง ในขณะที่ระยะห่างที่เหมาะสมระหว่างวัตถุเหล่านั้นจะเพิ่มขึ้นตามการเปลี่ยนแปลงของสเกลแฟกเตอร์ เป็นสิ่งสำคัญที่ระยะทางเชิงมุมเท่ากับระยะทางที่เหมาะสมในขณะที่ปล่อยรังสี

จวบจนบัดนี้ ขอบฟ้าขึ้นเป็น “เส้นที่โลกบรรจบกับฟ้า” เมื่อความคิดของเราเกี่ยวกับจักรวาลดีขึ้น "ขอบฟ้า" ใหม่ ๆ เริ่มปรากฏในพจนานุกรมของนักวิทยาศาสตร์ซึ่งไม่สามารถเข้าถึงได้ (ถ้าเพียงเพราะความเร็วสูงสุดในโลกของเราถูก จำกัด ด้วยความเร็วแสง) ขอบฟ้าอนุภาคเป็นทรงกลมที่กำลังขยายตัวซึ่งรัศมีถูกกำหนดโดยระยะทางไปยังแหล่งกำเนิดที่ไกลที่สุดโดยหลักการแล้วสังเกตได้ในช่วงเวลาที่กำหนด (เรากำลังพูดถึงระยะทางที่เหมาะสมกับวัตถุในขณะที่ได้รับโฟตอน และไม่ใช่ในขณะที่ปล่อย) ขอบฟ้าดังกล่าวไม่สามารถกำหนดเป็นความเร็วของแสงคูณด้วยเวลาหลังจากการเริ่มต้นของการขยายตัว เนื่องจากในขณะที่โฟตอนกำลังบิน จักรวาลกำลังขยายตัว แต่ถ้าเรากำลังพูดถึงอนุภาคที่เป็นกาแลคซี่ซึ่งเกิดขึ้นในช่วงเวลาที่ไม่เร็วเกินไปในการวิวัฒนาการของจักรวาล ขอบฟ้าดังกล่าวก็จะอยู่ในแบบจำลองการเร่งความเร็วด้วย มันมีอยู่ในจักรวาลของเราด้วย ระยะห่างจากขอบฟ้าเหตุการณ์คือระยะทาง (ในขณะนี้) ไปยังอนุภาคที่สัญญาณไฟของเราส่งตอนนี้สามารถเข้าถึงได้ เราสังเกตกาแล็กซีที่เรดชิฟท์ประมาณ 1.8 แสงจากกาแล็กซีดังกล่าวต้องใช้เวลาถึง 10 พันล้านปีจึงจะมาถึงเรา

ในช่วงเวลาของการปล่อยก๊าซ พวกมันอยู่ห่างจากเรา 5.7 พันล้านปีแสง (ระยะทางของมันเองในขณะที่ปล่อยก๊าซเรือนกระจก) ตอนนี้พวกมันอยู่ห่างออกไป 16.1 พันล้านปีแสง (ระยะทางของมันเองในขณะนี้) และสัญญาณที่เราส่งไปยังพวกมันจะไม่ไปถึงพวกมันเว้นแต่ว่าการเปลี่ยนแปลงของจักรวาลจะเปลี่ยนแปลงโดยพื้นฐานในอนาคต ในทางกลับกัน เราจะไม่มีวันเห็นเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในตอนนี้

ปรากฎว่าระยะทางไปยังขอบฟ้าเหตุการณ์สอดคล้องกับระยะทางของกาแลคซีดังกล่าวในขณะนี้ แต่เราเห็นพวกเขาในขณะนี้เช่นเดียวกับในอดีตอันไกลโพ้น! ในแง่นี้ เราจะไม่เห็นขอบฟ้าเหตุการณ์ แต่เราสามารถพูดได้ว่าตำแหน่งของมันสอดคล้องกับตำแหน่งปัจจุบันของดาราจักรที่เราสังเกตที่เรดชิฟท์ 1.8 ตามกฎของฮับเบิล อัตราการกำจัดวัตถุที่อยู่ห่างไกลเป็นสัดส่วนโดยตรงกับระยะทางของวัตถุ ที่นี่เรากำลังพูดถึงอัตราการเปลี่ยนแปลงของระยะทางของตัวเองในขณะปัจจุบัน

ระยะทางที่ความเร็วถอยเท่ากับความเร็วแสงเรียกว่า "ทรงกลมฮับเบิล" มีแหล่งที่มาที่ทั้งในช่วงเวลาของการแผ่รังสีและในขณะนี้อยู่นอกเหนือขีดจำกัด นั่นคือ ความเร็วในการหลบหนีของพวกมันนั้นสูงกว่าแสงในตอนนั้นและตอนนี้

ในแบบจำลองจักรวาลวิทยาปัจจุบัน (ด้วยการสนับสนุนพลังงานมืดประมาณ 70%) แหล่งกำเนิดทั้งหมดที่สังเกตได้ซึ่งมีการเปลี่ยนทิศทางแดงมากกว่า 1.5 กำลังเคลื่อนตัวออกห่างจากเราเร็วกว่าความเร็วแสง นั่นคือความเร็วสัมพัทธ์ของจุดที่อยู่ห่างจากกันมากไม่ได้ถูกจำกัดด้วยความเร็วแสง

ในจักรวาลที่อยู่กับที่ตามสมมุติฐานซึ่งมีจุดกำเนิดเวลา ขอบฟ้าของอนุภาคเป็นทรงกลมที่ขยายตัวด้วยความเร็วแสง หาก 5 พันล้านปีหลังจากการ "สร้าง" ของโลกนี้ ผู้สังเกตการณ์ปรากฏในกาแลคซีใดๆ สำหรับเขา ขอบฟ้าอนุภาคนี้จะกลายเป็นทรงกลมที่มีรัศมี 5 พันล้านปีแสง ในอีกพันล้านปี รัศมีของมันจะเป็น 6 พันล้านปีแสง เป็นต้น

ลองนึกภาพโฟตอนแรกที่ปล่อยออกมาที่ "โมเมนต์ศูนย์" ความเร็วของการเคลื่อนที่เท่ากับความเร็วแสงจะเพิ่มความเร็วของการขยายตัวของพื้นที่ ในระหว่างการดำรงอยู่ของจักรวาล โฟตอนนี้เคลื่อนตัวออกจากสถานที่ที่ปล่อยมันออกไปในระยะทาง 46 พันล้านปีแสง (ประมาณ 13.7 พันล้านปีแสงที่มันบิน "ด้วยตัวมันเอง" ส่วนที่เหลือ - เนื่องจากการขยายตัวของจักรวาล) . ดังนั้น โดยไม่คำนึงถึงอัตราการขยายตัว จะต้องใช้เวลา 46 พันล้านปีในการเอาชนะระยะทางดังกล่าว รังสีที่ระลึกเกิดขึ้นเมื่อจักรวาลมีอายุ 380,000 ปี เรดชิฟต์ที่มาคู่กันคือ 1,089 ทุกวันนี้ ระยะห่างที่เหมาะสมกับแหล่งกำเนิดที่แผ่รังสีนี้ออกมาคือเกือบ 46 พันล้านปีแสง

ผู้สังเกตการณ์สามารถมองเห็นได้เพียงส่วนจำกัดของโลกของเขาเท่านั้น ไม่ได้กำหนดให้เรารู้ว่าจักรวาลเป็นอย่างไรนอกเหนือจากขอบฟ้าอนุภาคปัจจุบัน หากอวกาศยังคงขยายตัวด้วยความเร่ง ดังนั้นในอนาคตอันไกลโพ้น จะไม่สามารถตรวจสอบได้ว่าเอกภพมีลักษณะอย่างไรเมื่ออยู่เหนือขอบฟ้าของอนุภาค และกล้องโทรทรรศน์ของเราไม่สามารถ "มอง" ในยุคที่อวกาศเต็มไปด้วยพลาสมาและไม่มีโฟตอนอิสระ

จากวัสดุของ Sergey Popov และ Alexey Toporensky ที่จัดทำโดย Sergey RYABOSHAPKO, Samara

สู่หลัก

ในประวัติศาสตร์แห่งความรู้ของโลกรอบตัวเรา มีการติดตามทิศทางทั่วไปอย่างชัดเจน - การรับรู้อย่างค่อยเป็นค่อยไปของความไม่รู้จักเหน็ดเหนื่อยของธรรมชาติ ความไม่มีที่สิ้นสุดของมันในทุกประการ จักรวาลไม่มีที่สิ้นสุดในอวกาศและเวลา และถ้าเราละทิ้งความคิดของ I. Newton เกี่ยวกับ "การผลักดันครั้งแรก" โลกทัศน์แบบนี้ก็ถือว่าค่อนข้างเป็นรูปธรรม จักรวาลนิวโทเนียนอ้างว่าอวกาศเป็นที่รับของเทห์ฟากฟ้าทั้งหมด โดยมีการเคลื่อนที่และมวลซึ่งไม่ได้เชื่อมต่อกันแต่อย่างใด จักรวาลยังคงเหมือนเดิมเสมอ กล่าวคือ อยู่กับที่ แม้ว่าการตายและการกำเนิดของโลกจะเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องในนั้น

ดูเหมือนว่าท้องฟ้าของจักรวาลวิทยาของนิวตันสัญญาว่าจะไม่มีเมฆ อย่างไรก็ตาม ในไม่ช้าก็จะเห็นสิ่งที่ตรงกันข้าม ในช่วงศตวรรษที่ 19 มีการค้นพบความขัดแย้งสามประการซึ่งกำหนดขึ้นในรูปแบบของสามความขัดแย้งที่เรียกว่าจักรวาลวิทยา ดูเหมือนว่าพวกเขาจะบ่อนทำลายแนวคิดเรื่องอนันต์ของจักรวาล

ความขัดแย้งทางแสงหากจักรวาลไม่มีที่สิ้นสุดและดวงดาวกระจายตัวอยู่ในนั้นอย่างเท่าเทียมกัน เราควรเห็นดาวบางประเภทในทุกทิศทาง ในกรณีนี้ แบ็คกราวด์ของท้องฟ้าจะสว่างเจิดจ้าเหมือนดวงอาทิตย์

ความขัดแย้งของแรงโน้มถ่วงหากจักรวาลไม่มีที่สิ้นสุดและดวงดาวครอบครองพื้นที่ของมันอย่างสม่ำเสมอ แรงโน้มถ่วงที่จุดแต่ละจุดของมันควรจะยิ่งใหญ่อย่างไม่สิ้นสุด ดังนั้น ความเร่งสัมพัทธ์ของวัตถุในจักรวาลก็จะยิ่งยิ่งใหญ่เช่นกัน ซึ่งอย่างที่คุณทราบ มันไม่ใช่ .

ความขัดแย้งทางอุณหพลศาสตร์ตามกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ กระบวนการทางกายภาพทั้งหมดในจักรวาลในท้ายที่สุดจะลงมาที่การปลดปล่อยความร้อน ซึ่งกระจายไปอย่างถาวรในอวกาศโลก ไม่ช้าก็เร็ว ร่างกายทั้งหมดจะเย็นลงจนถึงอุณหภูมิศูนย์สัมบูรณ์ การเคลื่อนไหวจะหยุดและ "ความร้อนตาย" จะเกิดขึ้นตลอดไป จักรวาลมีจุดเริ่มต้น และจุดจบที่หลีกเลี่ยงไม่ได้กำลังรออยู่

ไตรมาสแรกของศตวรรษที่ 20 ผ่านไปด้วยความกังวลใจกับข้อไขข้อข้องใจ แน่นอนว่าไม่มีใครต้องการปฏิเสธความไม่มีที่สิ้นสุดของจักรวาล แต่ในทางกลับกัน ไม่มีใครสามารถขจัดความขัดแย้งทางจักรวาลวิทยาของจักรวาลที่อยู่นิ่งได้ มีเพียงอัจฉริยะของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์เท่านั้นที่นำกระแสใหม่มาสู่ความขัดแย้งทางจักรวาลวิทยา

ฟิสิกส์คลาสสิกของนิวตันดังที่ได้กล่าวไปแล้วนั้นถือว่าอวกาศเป็นภาชนะของร่างกาย จากข้อมูลของ Newton นั้นไม่สามารถมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างร่างกายกับอวกาศได้

ในปี 1916 A. Einstein ได้ตีพิมพ์พื้นฐานของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป แนวคิดหลักประการหนึ่งคือเนื้อวัสดุ โดยเฉพาะอย่างยิ่งมวลขนาดใหญ่ พื้นที่โค้งอย่างเห็นได้ชัด ด้วยเหตุนี้ ตัวอย่างเช่น ลำแสงที่ส่องผ่านใกล้ดวงอาทิตย์จะเปลี่ยนทิศทางเดิม

ให้เราลองจินตนาการว่าในจักรวาลที่เราสังเกตเห็นนั้น สสารถูก "เปื้อน" อย่างสม่ำเสมอในอวกาศ และกฎเดียวกันนี้ใช้บังคับในทุกจุดในนั้น ที่ความหนาแน่นเฉลี่ยของสสารจักรวาล ส่วนที่ จำกัด ที่เลือกของจักรวาลจะไม่เพียงทำให้พื้นที่โค้งงอเท่านั้น แต่ยัง

แม้กระทั่งปิดมัน "ด้วยตัวมันเอง" จักรวาล (อย่างแม่นยำยิ่งขึ้นคือส่วนที่เลือก) จะกลายเป็นโลกปิดที่คล้ายกับทรงกลมธรรมดา แต่มันจะเป็นทรงกลมสี่มิติหรือไฮเปอร์สเฟียร์ซึ่งเราซึ่งเป็นสิ่งมีชีวิตสามมิติไม่สามารถจินตนาการได้ อย่างไรก็ตาม เมื่อพิจารณาโดยการเปรียบเทียบ เราสามารถเข้าใจคุณสมบัติบางอย่างของไฮเปอร์สเฟียร์ได้อย่างง่ายดาย มันมีปริมาตรจำกัดที่มีมวลจำกัดเหมือนทรงกลมธรรมดา หากคุณบินไปในอวกาศโลกตลอดเวลาในทิศทางเดียว หลังจากผ่านไปหลายพันล้านปี คุณสามารถไปยังจุดเริ่มต้นได้

A. Einstein แสดงความคิดเห็นเกี่ยวกับความเป็นไปได้ที่จักรวาลจะปิด ในปี 1922 นักคณิตศาสตร์ชาวโซเวียต A.A. Fridman ได้พิสูจน์ว่า "จักรวาลปิด" ของ Einstein ไม่อาจหยุดนิ่งได้ ไม่ว่าในกรณีใด พื้นที่ของมันจะขยายหรือหดตัวพร้อมกับเนื้อหาทั้งหมด

ในปีพ.ศ. 2472 อี. ฮับเบิล นักดาราศาสตร์ชาวอเมริกันได้ค้นพบความสม่ำเสมอที่โดดเด่น: เส้นในสเปกตรัมของดาราจักรส่วนใหญ่เลื่อนไปทางสีแดง และการเคลื่อนตัวของวัตถุยิ่งยิ่งใหญ่ ยิ่งดาราจักรอยู่ห่างจากเรามากเท่านั้น ปรากฏการณ์ที่น่าสนใจนี้เรียกว่าเรดชิฟต์ การอธิบายการเปลี่ยนแปลงสีแดงจากปรากฏการณ์ดอปเปลอร์ กล่าวคือ โดยการเปลี่ยนความยาวคลื่นของแสงอันเนื่องมาจากการเคลื่อนที่ของแหล่งกำเนิด นักวิทยาศาสตร์ได้ข้อสรุปว่าระยะห่างระหว่างดาราจักรของเรากับดาราจักรอื่นๆ เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง แน่นอน ดาราจักรไม่ได้กระจัดกระจายไปในทุกทิศทางจากดาราจักรของเรา ซึ่งไม่ได้ครอบครองตำแหน่งพิเศษใด ๆ ในเมตากาแล็กซี แต่มีการแยกดาราจักรทั้งหมดออกจากกัน ซึ่งหมายความว่าผู้สังเกตการณ์ที่อยู่ในดาราจักรใดๆ สามารถตรวจพบการเปลี่ยนแปลงทางแดง เช่นเดียวกับเรา ดูเหมือนว่าดาราจักรทั้งหมดจะเคลื่อนตัวออกห่างจากมัน ดังนั้นเมตากาแล็กซี่จึงไม่นิ่ง การค้นพบการขยายตัวของเมตากาแล็กซี่บ่งชี้ว่าเมตากาแล็กซี่ในอดีตไม่เหมือนกับตอนนี้ และจะแตกต่างออกไปในอนาคต กล่าวคือ เมตากาแล็กซีกำลังวิวัฒนาการ

ความเร็วถอยของดาราจักรหาได้จากการเปลี่ยนแปลงสีแดง ในกาแลคซีหลายแห่ง พวกมันมีขนาดใหญ่มาก เทียบได้กับความเร็วแสง ความเร็วสูงสุดบางครั้งเกิน

250,000 km / s มีควาซาร์บางตัวซึ่งถือว่าเป็นวัตถุที่ห่างไกลที่สุดของ Metagalaxy จากเรามี

กฎตามที่ redshift (และด้วยเหตุนี้ความเร็วของการกำจัดกาแลคซี) เพิ่มขึ้นในสัดส่วนกับระยะห่างจากกาแลคซี (กฎของฮับเบิล) สามารถเขียนได้ดังนี้: v - Hr โดยที่ v คือความเร็วในแนวรัศมีของดาราจักร r - ระยะห่างจากมัน; H คือค่าคงที่ฮับเบิล ตามการประมาณการสมัยใหม่ ค่าของ H อยู่ภายใน:

ดังนั้น อัตราการขยายตัวของเมตากาแล็กซี่ที่สังเกตได้จึงทำให้ดาราจักรที่แยกจากกันด้วยระยะทาง 1 Mpc (3 10 19 กม.) เคลื่อนที่ออกจากกันด้วยความเร็ว 50 ถึง 100 กม./วินาที หากทราบอัตราการถอยของดาราจักร ก็จะสามารถคำนวณระยะทางไปยังดาราจักรที่อยู่ห่างไกลได้

ดังนั้นเราจึงอยู่ใน Metagalaxy ที่กำลังขยายตัว ปรากฏการณ์นี้มีลักษณะเฉพาะของตัวเอง การขยายตัวของเมตากาแล็กซีปรากฏเฉพาะที่ระดับกระจุกดาราจักรและกระจุกดาราจักรยิ่งยวด กล่าวคือ ระบบที่มีองค์ประกอบเป็นดาราจักร คุณลักษณะอีกประการหนึ่งของการขยายตัวของเมตากาแล็กซีคือไม่มีศูนย์กลางใดที่กาแลคซีจะกระจัดกระจาย

การขยายตัวของเมตากาแล็กซีเป็นปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่ยิ่งใหญ่ที่สุดที่รู้จักกันในปัจจุบัน การตีความที่ถูกต้องมีความสำคัญทางอุดมการณ์มากเป็นพิเศษ ไม่ใช่เรื่องบังเอิญที่ความแตกต่างพื้นฐานระหว่างมุมมองเชิงปรัชญาของนักวิทยาศาสตร์ได้แสดงออกมาอย่างชัดเจนในการอธิบายสาเหตุของปรากฏการณ์นี้ บางคนระบุเมตากาแล็กซีกับทั้งจักรวาล กำลังพยายามพิสูจน์ว่าการขยายตัวของเมตากาแล็กซียืนยันศาสนาเกี่ยวกับต้นกำเนิดอันศักดิ์สิทธิ์เหนือธรรมชาติของจักรวาล อย่างไรก็ตาม กระบวนการทางธรรมชาติเป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วในเอกภพซึ่งอาจเป็นสาเหตุให้เกิดการขยายตัวที่สังเกตได้ในอดีต น่าจะเป็นระเบิด ขนาดของมันกระทบเราแม้ในขณะที่ศึกษากาแลคซีแต่ละประเภท สามารถจินตนาการได้ว่าการขยายตัวของเมตากาแล็กซี่

ยังเริ่มต้นด้วยปรากฏการณ์ที่คล้ายกับการระเบิดของสสารขนาดมหึมาที่มีอุณหภูมิและความหนาแน่นมหาศาล

เนื่องจากจักรวาลกำลังขยายตัว จึงเป็นเรื่องธรรมดาที่จะคิดว่ามันเคยเล็กกว่า และในคราวเดียวพื้นที่ทั้งหมดก็ถูกบีบอัดให้เป็นจุดวัตถุหนาแน่นมาก มันเป็นช่วงเวลาของภาวะเอกฐานที่เรียกว่าซึ่งไม่สามารถอธิบายได้ด้วยสมการของฟิสิกส์สมัยใหม่ ด้วยเหตุผลที่ไม่ทราบสาเหตุ กระบวนการที่คล้ายกับการระเบิดจึงเกิดขึ้น และตั้งแต่นั้นมาจักรวาลก็เริ่ม "ขยาย" กระบวนการที่เกิดขึ้นในกรณีนี้อธิบายโดยทฤษฎีของจักรวาลร้อน

ในปีพ.ศ. 2508 นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน A. Penzias และ R. Wilson พบหลักฐานจากการทดลองว่าจักรวาลอยู่ในสภาวะที่มีความหนาแน่นสูงและร้อนจัด ซึ่งก็คือการแผ่รังสีวัตถุ ปรากฎว่าอวกาศรอบนอกเต็มไปด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งเป็นผู้ส่งสารแห่งยุคโบราณนั้นในการพัฒนาจักรวาลเมื่อยังไม่มีดาว กาแล็กซี่ เนบิวลา รังสีที่ระลึกแผ่ซ่านไปทั่วอวกาศ ดาราจักรทั้งหมด มีส่วนร่วมในการขยายตัวของเมตากาแล็กซี รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่ระลึกอยู่ในช่วงคลื่นวิทยุที่มีความยาวคลื่นตั้งแต่ 0.06 ซม. ถึง 60 ซม. การกระจายพลังงานคล้ายกับสเปกตรัมของวัตถุสีดำสนิทที่มีอุณหภูมิ 2.7 เค ความหนาแน่นพลังงานของรังสีที่ระลึกคือ 4 10 -13 erg / ซม. 3 รังสีสูงสุดอยู่ที่ 1.1 มม. ในกรณีนี้ กัมมันตภาพรังสีมีลักษณะเฉพาะของพื้นหลัง เนื่องจากรังสีจะเต็มพื้นที่ทั้งหมดและเป็นไอโซโทรปิกอย่างสมบูรณ์ เป็นพยานถึงสถานะเริ่มต้นของจักรวาล

มันสำคัญมากที่แม้ว่าการค้นพบนี้เกิดขึ้นโดยบังเอิญในขณะที่ศึกษาการรบกวนทางวิทยุของจักรวาล แต่การมีอยู่ของ CMB นั้นถูกทำนายโดยนักทฤษฎี คนแรกที่ทำนายการแผ่รังสีนี้คือ D. Gamow พัฒนาทฤษฎีการกำเนิดขององค์ประกอบทางเคมีที่เกิดขึ้นในนาทีแรกหลังจากบิกแบง การทำนายการมีอยู่ของรังสีที่ระลึกและการตรวจจับในอวกาศเป็นอีกตัวอย่างหนึ่งที่น่าเชื่อของการรู้แจ้งของโลกและกฎของมัน

ในแบบจำลองจักรวาลวิทยาไดนามิกที่พัฒนาแล้วทั้งหมด ยืนยันแนวคิดของการขยายตัวของจักรวาลจากสภาวะที่มีความหนาแน่นสูงและมีความร้อนยิ่งยวดที่เรียกว่าเอกพจน์ นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ชาวอเมริกัน D. Gamow มาถึงแนวคิดของ Big Bang และจักรวาลที่ร้อนแรงในช่วงแรกของวิวัฒนาการ การวิเคราะห์ปัญหาในระยะเริ่มต้นของการวิวัฒนาการของจักรวาลเป็นไปได้ด้วยแนวคิดใหม่เกี่ยวกับธรรมชาติของสุญญากาศ สารละลายจักรวาลวิทยาที่ได้จาก W. de Sitter สำหรับสุญญากาศ (r ~ e Ht) แสดงให้เห็นว่าการขยายตัวแบบเอ็กซ์โพเนนเชียลไม่เสถียร: ไม่สามารถดำเนินต่อไปอย่างไม่มีกำหนด หลังจากช่วงเวลาสั้นๆ การขยายตัวแบบเอ็กซ์โพเนนเชียลจะหยุดลง และการเปลี่ยนเฟสเกิดขึ้นในสุญญากาศ ในระหว่างนั้นพลังงานสุญญากาศจะผ่านเข้าสู่สสารธรรมดาและพลังงานจลน์ของการขยายตัวของจักรวาล บิ๊กแบงเกิดขึ้นเมื่อ 15-20 พันล้านปีก่อน

ตามแบบจำลองมาตรฐานของจักรวาลที่ร้อนแรง สสารหนาแน่นเริ่มขยายตัวและค่อยๆ เย็นลงหลังจากบิ๊กแบง เมื่อการขยายตัวดำเนินไป การเปลี่ยนเฟสก็เกิดขึ้น ซึ่งเป็นผลมาจากแรงทางกายภาพของปฏิสัมพันธ์ของวัตถุที่เกิดขึ้น ด้วยค่าการทดลองของพารามิเตอร์ทางกายภาพพื้นฐานเช่นความหนาแน่นและอุณหภูมิ (p ~ 1096 kg/m 3 และ T ~ 1032 K) ในระยะเริ่มต้นของการขยายตัวของจักรวาลไม่มีความแตกต่างระหว่างอนุภาคมูลฐานและ ปฏิสัมพันธ์ทางกายภาพสี่ประเภท มันเริ่มปรากฏขึ้นเมื่ออุณหภูมิลดลงและความแตกต่างของสสารเริ่มต้นขึ้น

ดังนั้น แนวคิดสมัยใหม่เกี่ยวกับประวัติความเป็นมาของเมตากาแล็กซี่ของเราจึงขึ้นอยู่กับข้อสังเกตเชิงทดลองที่สำคัญห้าประการ:

1. การศึกษาเส้นสเปกตรัมของดวงดาวแสดงให้เห็นว่าโดยเฉลี่ยแล้วเมตากาแล็กซีมีองค์ประกอบทางเคมีเพียงชนิดเดียว ไฮโดรเจนและฮีเลียมมีอำนาจเหนือกว่า

2. ในสเปกตรัมขององค์ประกอบของกาแลคซีที่อยู่ห่างไกล ตรวจพบการเปลี่ยนแปลงอย่างเป็นระบบของส่วนสีแดงของสเปกตรัม ค่า

การเปลี่ยนแปลงนี้จะเพิ่มขึ้นเมื่อกาแล็กซีเคลื่อนตัวออกห่างจากผู้สังเกต

3. การวัดคลื่นวิทยุที่มาจากอวกาศในช่วงเซนติเมตรและมิลลิเมตรบ่งชี้ว่าพื้นที่รอบนอกมีความสม่ำเสมอและเต็มไปด้วยไอโซทรอปิคอลด้วยการปล่อยคลื่นวิทยุที่อ่อนแอ ลักษณะสเปกตรัมของรังสีพื้นหลังที่เรียกว่านี้สอดคล้องกับการแผ่รังสีของวัตถุสีดำสนิทที่อุณหภูมิประมาณ 2.7 องศาเคลวิน

4. จากการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ การกระจายขนาดใหญ่ของดาราจักรสอดคล้องกับความหนาแน่นมวลคงที่ ซึ่งตามการประมาณการสมัยใหม่ อย่างน้อย 0.3 baryons ต่อลูกบาศก์เมตร

5. การวิเคราะห์กระบวนการสลายกัมมันตภาพรังสีในอุกกาบาตแสดงให้เห็นว่าองค์ประกอบเหล่านี้บางส่วนต้องเกิดขึ้นตั้งแต่ 14 ถึง 24 พันล้านปีก่อน