Tutti sanno che l'universo si sta espandendo. Ma dove? Cos'è questa estensione? Osservando come cresce il fungo nucleare, possiamo sicuramente limitare lo spazio in cui cresce. La domanda può essere molto stupida da un lato, ma molto interessante dall'altro.
Quindi, l'Universo si è espanso o contratto (rispettivamente, esibendo spostamenti verso il rosso e verso il blu) dal Big Bang. Ma dove finirà la sua espansione? Non può essere all'infinito, dopotutto. Perché dovremmo dire che l'universo si sta espandendo come se fosse la cosa più normale e naturale del mondo?
Innanzitutto, alcune semplici verità
1. Non ti stai espandendo ora
Anche la terra non lo è. Né il sistema solare né la Via Lattea. L'espansione dell'universo dipende dalla gravità, il che significa solo che gli effetti di dominanza della gravità locale si osservano nelle regioni ad alta densità. Si scopre che non tutte le galassie si stanno allontanando dalla Via Lattea. Il nostro vicino più prossimo, la galassia di Andromeda, si sta precipitando verso di noi a una velocità di 80 km / se si scontrerà con noi entro diversi miliardi di anni.
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2. Non credere alle metafore
Può sembrare che l'universo si stia espandendo come un pallone pompato con aria. “Guarda, esattamente come l'universo!” Ti dirà uno scienziato britannico alla moda. Ma tu, essendo intelligente, noterai che c'è spazio fuori dalla palla e che la superficie bidimensionale della palla si sta espandendo nello spazio tridimensionale. Tuttavia, il nostro universo ha tre dimensioni.
3. L'universo non ha fine né fine
Non siamo veramente sicuri se l'universo sia infinitamente grande o semplicemente molto grande, ma anche così, viaggiare in una direzione abbastanza a lungo ti riporterà comunque al punto di partenza. Pensa a Pacman, ma senza frutta e fantasmi. Per quanto riguarda il centro dell'universo, ecco dove l'analogia con la palla ci aiuta. Ci sembra che tutte le galassie si stiano allontanando da noi, ma dal loro punto di vista saranno anche il centro dell'universo. Questa è solo un'illusione.
Allora, dove si sta effettivamente espandendo l'universo? Sì al nulla. Non c'è spazio nell'armadio pieno di cose. Ma per capirlo, vediamo cosa ha da dire la relatività generale sullo spaziotempo.
Nella relatività generale (come dicono i professionisti), la proprietà più importante dello spazio (e del tempo) è la distanza (e l'intervallo di tempo) tra due punti. La distanza infatti definisce completamente lo spazio. L'evoluzione della scala della distanza è determinata dalla quantità di materia ed energia nello spazio, e col passare del tempo, la scala aumenta, così come la distanza tra le galassie. Tuttavia - e questa è la stranezza - accade senza effettivamente muovere le galassie.
Forse a questo punto la tua intuizione ha vacillato. Ma questo non ci impedirà di risolvere le stranezze.
Abbiamo già detto che le galassie si stanno allontanando da noi. Non proprio. È solo che è più facile per gli scienziati spiegare cosa sta realmente accadendo. Ti stanno ingannando.
"Ma aspetta!" Dirà il più scientificamente esperto di voi. - "Stiamo misurando lo spostamento Doppler di galassie lontane." Questo cosiddetto "redshift", di cui siete a conoscenza, è fisso sulla Terra e, come la sirena di un'ambulanza di passaggio, ci fa sapere che c'è movimento. Ma questo non è qualcosa che accade su scala cosmologica. È solo che da quando le galassie lontane hanno emesso luce ed è arrivata a noi, la scala dello spazio è cambiata seriamente, è aumentata. Con l'espansione dello spazio, la lunghezza d'onda dei fotoni è aumentata, quindi la luce emette luce rossa.
Un'altra domanda segue da questo approccio: "L'universo si sta davvero espandendo più velocemente della velocità della luce?" È assolutamente vero che le galassie più lontane stanno aumentando la loro distanza rispetto a noi più velocemente della velocità della luce, e allora? Non si muovono più velocemente della luce (generalmente stanno fermi). Inoltre, sapere questo non ti aiuterà in alcun modo: le informazioni non vengono trasmesse. Se mandi un pacco di cibo a un'altra galassia, più veloce della velocità della luce, non puoi farlo (e anche qui, in linea di principio, dovrai provarci). La velocità della luce rimane il limitatore di velocità universale.
Abbiamo dato l'opinione più diffusa (beh, o accettata nella sfera dei relativisti) sull'espansione cosmologica, ma sarebbe logico finire su ciò che non capiamo affatto. Tutto quanto sopra funziona alla grande se hai spazio per fare un passo avanti e allungarti. Ma cosa è successo all'inizio che ha fatto letteralmente spazio al nulla? La fisica non ha risposta a questa domanda. E devi aspettare che la teoria della gravità quantistica appaia e faccia luce su questo problema.
Ilya Khel
