Измерение размера Вселенной

Вселенная — это совокупность всего существующего, от мельчайших субатомных частиц до огромных галактик и не только. Но как измерить нечто столь огромное и загадочное?

Один из путей решения этого вопроса — рассмотрение наблюдаемой Вселенной, то есть той ее части, которую мы можем увидеть или обнаружить с помощью наших современных приборов.

Наблюдаемая Вселенная ограничена скоростью света, что означает, что мы не можем увидеть ничего, что находится дальше, чем расстояние, пройденное светом с начала времен.

Это расстояние называется космическим горизонтом и представляет собой сферическую границу, которая окружает нас и определяет край нашей наблюдаемой Вселенной.

Все, что находится за космическим горизонтом, слишком далеко, чтобы его свет мог дойти до нас, и поэтому остается для нас невидимым. Космический горизонт находится на расстоянии около 46,5 млрд. световых лет в любом направлении от Земли. Таким образом, диаметр наблюдаемой Вселенной составляет около 93 млрд. световых лет.

Однако это не означает, что наблюдаемая Вселенная тождественна всей Вселенной. Вселенная может быть гораздо больше, или даже бесконечной, но мы не можем знать этого наверняка.

Некоторые ученые пытались оценить размеры всей Вселенной на основе различных предположений и моделей, однако эти оценки являются весьма неопределенными и спекулятивными. Одна из таких оценок, основанная на байесовском анализе инфляционной космологии, предполагает, что вся Вселенная по крайней мере в 250 раз больше наблюдаемой Вселенной, или не менее 7 трлн световых лет в диаметре.

Размеры Вселенной также не фиксированы, а скорее расширяются. Это означает, что пространство между галактиками со временем растягивается, заставляя их удаляться друг от друга. Скорость этого расширения называется постоянной Хаббла, и в настоящее время она оценивается примерно в 70 км/с на мегапарсек (мегапарсек равен 3,26 млн. световых лет).

Это означает, что на каждые 3,26 млн. световых лет расстояния между двумя галактиками они удаляются друг от друга со скоростью 70 км/с. Это расширение также влияет на космический горизонт, заставляя его увеличиваться со временем.

Как расширяется Вселенная? Расширение Вселенной происходит под действием темной энергии — загадочной формы энергии, составляющей около 70% от общей плотности энергии Вселенной. Темная энергия оказывает отрицательное давление, которое заставляет само пространство растягиваться быстрее, чем гравитация может его стянуть.

Природа и происхождение темной энергии пока неизвестны, но одна из возможностей состоит в том, что она является космологической константой — постоянной плотностью энергии, равномерно заполняющей все пространство.

Другая возможность заключается в том, что это динамическое скалярное поле, изменяющееся во времени и пространстве. Расширение Вселенной зависит и от других факторов, таких как плотность и состав вещества и излучения, а также кривизна пространства.

В заключение следует отметить, что размер Вселенной — это сложная и интригующая тема, которая бросает вызов нашему воображению и пониманию. Наблюдаемая Вселенная уже огромна, но она может быть лишь малой частью всей Вселенной, которая может быть даже бесконечной.

Вселенная в целом также расширяется, что приводит к ее увеличению с течением времени и появлению недоступных для нас областей. Возможно, на вопрос о том, насколько велика Вселенная, никогда не будет дан исчерпывающий ответ, но он всегда будет вдохновлять нас на новые исследования и открытия о нашем космическом доме.