Akal sehat menyatakan bahwa manusia tidak akan pernah mengetahui secara pasti bagaimana alam semesta terbentuk. Apakah itu muncul dengan sendirinya? Atau apakah seseorang menciptakannya? Sulit dipercaya bahwa kita bisa mendapatkan jawaban akurat atas pertanyaan mendasar lainnya. Apakah itu tidak terbatas? Ataukah alam semesta masih mempunyai keunggulan. Dan secara umum - apa itu?

Namun, fisikawan tidak malu dengan ketidakpastian - mereka secara teratur menyajikan hipotesis orisinal kepada umat manusia. Dan inilah yang paling menakjubkan: Alam Semesta adalah sebuah hologram. Semacam proyeksi.

Orang pertama yang mengemukakan ide tak terduga tersebut adalah David Bohm, seorang fisikawan dari Universitas London. Kembali di tahun 80an. Setelah rekannya dari Universitas Paris, Alain Aspect, secara eksperimental menunjukkan: partikel elementer dapat langsung bertukar informasi pada jarak berapa pun - bahkan jutaan tahun cahaya. Artinya, berbeda dengan Einstein, melakukan interaksi dengan kecepatan superluminal dan, pada kenyataannya, mengatasi batasan waktu. Hal ini, menurut Bohm, mungkin terjadi jika saja dunia kita adalah sebuah hologram. Dan setiap bagian berisi informasi tentang keseluruhan – tentang seluruh Alam Semesta.

Tampaknya benar-benar absurd. Namun di tahun 90an dia didukung oleh sang pemenang Penghargaan Nobel dalam bidang fisika Gerard 't Hooft dari Utrecht University (Belanda) dan Leonard Susskind dari Stanford University (USA). Dari penjelasan mereka dapat disimpulkan bahwa Alam Semesta merupakan proyeksi holografik dari proses fisik yang terjadi dalam ruang dua dimensi. Artinya, di pesawat tertentu. Anda dapat membayangkannya dengan melihat gambar holografik apa pun. Misalnya ditempatkan pada kartu kredit. Gambarnya datar, namun menimbulkan ilusi objek tiga dimensi.

Sejujurnya, sangat sulit untuk mempercayai bahwa kita adalah ilusi, hantu, dongeng. Atau setidaknya sebuah matriks, seperti dalam film berjudul sama. Namun baru-baru ini hampir ada konfirmasi material mengenai hal ini.

Di Jerman, dekat Hannover, interferometer raksasa, perangkat bernama GEO600, telah beroperasi selama tujuh tahun. Dalam hal skala, ia hanya sedikit lebih rendah dari penumbuk hadron yang memalukan. Dengan bantuan interferometer, fisikawan bermaksud menangkap apa yang disebut gelombang gravitasi - gelombang yang seharusnya ada, menurut kesimpulan teori relativitas Einstein. Mereka adalah semacam riak dalam struktur ruang-waktu, yang pasti timbul dari beberapa bencana alam di Alam Semesta, seperti ledakan supernova. Seperti lingkaran di atas air dari kerikil.

Inti dari memancing itu sederhana. Dua sinar laser diarahkan tegak lurus satu sama lain melalui pipa sepanjang 600 meter. Kemudian mereka menyatukannya. Dan mereka melihat hasilnya - pola interferensinya. Jika gelombang datang maka ia akan memampatkan ruang pada satu arah dan merenggangkannya pada arah tegak lurus. Jarak yang ditempuh sinar akan berubah. Dan ini akan terlihat pada gambar yang sama.

Sayangnya, selama tujuh tahun tidak ada gelombang gravitasi yang terlihat. Namun para ilmuwan mungkin telah membuat penemuan yang jauh lebih menarik. Yakni, untuk mendeteksi “butiran” yang membentuk ruang-waktu spesifik kita. Dan ternyata hal ini berhubungan langsung dengan gambaran holografik Alam Semesta.

Semoga mereka memaafkan saya fisikawan kuantum untuk penjelasan kasarnya, namun dari teori-teori muskil mereka berikut ini. Struktur ruang-waktu berbutir-butir. Seperti sebuah foto. Jika Anda terus-menerus memperbesarnya (seolah-olah di komputer), maka akan tiba saatnya "gambar" akan tampak terdiri dari piksel - elemen kecil yang tak terbayangkan. Dan secara umum diterima bahwa ukuran linier elemen semacam itu - yang disebut panjang Planck - tidak boleh kurang dari 1,6 kali 10 pangkat minus 35 meter. Ini jauh lebih kecil dari proton. Alam semesta konon terdiri dari “biji-bijian” ini. Tidak mungkin untuk mengonfirmasi secara eksperimental - Anda hanya bisa percaya.

Ada alasan untuk percaya bahwa percobaan di GEO600 telah menunjukkan bahwa pada kenyataannya “butiran” jauh lebih besar—miliaran miliaran kali lipat. Dan itu adalah kubus dengan sisi 10 pangkat minus 16 meter.

Keberadaan piksel berukuran besar baru-baru ini diumumkan oleh salah satu penemunya energi gelap-Craig Hogan, direktur Pusat Astrofisika Partikel Fermilab dan profesor astronomi dan astrofisika paruh waktu di Universitas Chicago. Dia berpendapat bahwa mereka mungkin ditemui dalam percobaan menangkap gelombang gravitasi. Saya bertanya apakah rekan-rekan saya melihat sesuatu yang aneh, seperti gangguan. Dan saya menerima jawabannya - mereka menonton. Dan gangguan saja adalah semacam “kebisingan” yang mengganggu pekerjaan selanjutnya.

Hogan percaya bahwa para peneliti telah menemukan piksel-piksel yang sangat besar dalam struktur ruang-waktu - piksel-piksel inilah yang “mengeluarkan suara”, bergetar.

Hogan membayangkan Alam Semesta sebagai sebuah bola, yang permukaannya ditutupi dengan unsur-unsur sepanjang Planck. Dan masing-masing membawa satu unit informasi – sedikit. Dan yang ada di dalamnya adalah hologram yang mereka buat.

Tentu saja ada paradoks di sini. Menurut prinsip holografik, jumlah informasi yang terkandung di permukaan bola harus sesuai dengan jumlah di dalamnya. Dan jelas jumlahnya lebih banyak.

Tidak masalah, sang ilmuwan yakin. Jika piksel “internal” ternyata jauh lebih besar daripada piksel “eksternal”, maka kesetaraan yang diinginkan akan terpenuhi. Dan itulah yang terjadi. Dari segi ukuran.

Dengan berbicara tentang hologram, para ilmuwan - dan jumlahnya sudah banyak - telah memberikan esensi yang lebih rumit pada alam semesta daripada yang dapat dibayangkan sebelumnya. Di sini kita tentu tidak bisa hidup tanpa pertanyaan: siapa yang berusaha sekuat tenaga? Mungkin Tuhan lebih dari itu pesanan tinggi dari kita - hologram primitif. Tapi sepertinya tidak ada gunanya mencarinya di Alam Semesta kita. Dia tidak mungkin menciptakan dirinya sendiri dan sekarang berada di dalam dalam bentuk hologram?! Tapi Sang Pencipta mungkin saja berada di luar. Tapi kami tidak melihat ini.

Sejak tahun 2001, sebuah wahana bernama WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) telah terbang di luar angkasa. Ia menangkap "sinyal" - yang disebut fluktuasi latar belakang gelombang mikro - radiasi yang memenuhi ruang. Sampai saat ini, saya telah menangkap begitu banyak sehingga memungkinkan untuk membuat peta radiasi ini - para ilmuwan menyebutnya radiasi peninggalan. Seperti, itu telah dilestarikan sejak lahirnya Alam Semesta.

Menganalisis peta tersebut, para astrofisikawan secara akurat menghitung usia Alam Semesta - alam semesta diciptakan tepat 13,7 miliar tahun yang lalu. Kami menyimpulkan bahwa Alam Semesta tidak terbatas. Dan itu adalah sebuah bola, seolah-olah tertutup dengan sendirinya.

Bolanya, tentu saja, sangat besar, kata Douglas Scott dari Universitas British Columbia (Kanada), tetapi tidak terlalu besar untuk dianggap tak terbatas.

Para “Hologografis” juga berbicara tentang bola. Dan ini memberi kita harapan ilusi. Ada kemungkinan bahwa dengan menciptakan alat yang sesuai, para ilmuwan akan mampu menembus ke dalam hologram ini. Dan mereka akan mulai mengekstrak informasi yang terekam darinya - gambaran masa lalu, dan bahkan masa depan. Atau dunia yang jauh. Tiba-tiba peluang untuk melakukan perjalanan bolak-balik melintasi ruang-waktu akan terbuka. Karena kita dan itu adalah hologram...

  • dipenuhi dengan energi yang melekat pada ruang itu sendiri;
  • diperluas dalam urutan eksponensial konstan;
  • menciptakan ruang baru dengan sangat cepat sehingga panjang fisik terkecil, panjang Planck, diregangkan hingga seukuran Alam Semesta yang dapat diamati saat ini setiap 10 -32 detik.

Benar sekali, inflasi telah berakhir di wilayah alam semesta kita. Namun ada beberapa pertanyaan yang belum kita ketahui jawabannya yang mungkin menentukan ukuran sebenarnya Alam Semesta, serta apakah alam semesta itu tak terbatas atau tidak.

Seberapa besar wilayah alam semesta pasca-inflasi yang melahirkan Big Bang?

Melihat alam semesta kita saat ini, keseragaman pijaran Big Bang, dan datarnya alam semesta, hanya sedikit yang bisa kita pelajari. Kita dapat menentukan batas tertinggi skala energi dimana inflasi terjadi; kita dapat menentukan berapa banyak bagian alam semesta yang mengalami inflasi; kita dapat menetapkan batas bawah berapa lama inflasi seharusnya bertahan. Namun kantong Alam Semesta yang mengalami inflasi, tempat kita dilahirkan, mungkin jauh lebih besar daripada batas bawahnya. Jumlahnya bisa ratusan, jutaan, atau googol kali lebih besar dari yang bisa kita amati... atau benar-benar tak terhingga. Tapi sampai kita bisa menonton lebih besar dari alam semesta Dengan semua yang kami miliki saat ini, kami tidak akan memiliki cukup informasi untuk menjawab pertanyaan ini.

Apakah gagasan “inflasi abadi” benar?

Jika menurut Anda inflasi seharusnya bidang kuantum, maka kapan pun selama fase ekspansi eksponensial ini, ada kemungkinan inflasi akan berakhir dengan Big Bang, dan kemungkinan inflasi akan terus berlanjut, sehingga menciptakan lebih banyak ruang. Ini adalah kalkulasi yang dapat kita lakukan dengan baik (dengan beberapa asumsi) dan ini akan mengarah pada kesimpulan yang tak terelakkan: jika Anda ingin inflasi menghasilkan Alam Semesta yang kita amati, maka inflasi akan selalu menciptakan lebih banyak ruang yang terus berkembang, dibandingkan dengan wilayah yang menghasilkan alam semesta yang kita amati. telah berakhir dengan Ledakan Besar. Meskipun alam semesta teramati kita mungkin muncul dari akhir inflasi di wilayah ruang angkasa kita sekitar 13,8 miliar tahun yang lalu, ada wilayah di mana inflasi terus berlanjut – menciptakan lebih banyak ruang dan melahirkan Big Bang – hingga hari ini. Ide ini disebut “inflasi abadi” dan diterima secara umum oleh komunitas fisika teoretis. Lalu seberapa besar keseluruhan Alam Semesta yang tidak dapat teramati?

Berapa lama inflasi bertahan hingga berakhirnya dan terjadinya Big Bang?

Kita hanya bisa melihat alam semesta teramati tercipta pada akhir inflasi dan Big Bang. Kita tahu bahwa inflasi ini pasti berlangsung setidaknya 10 -32 detik atau lebih, namun bisa juga berlangsung lebih lama. Tapi berapa lama lagi? Selama beberapa detik? Bertahun-tahun? Miliaran tahun? Atau tanpa henti? Apakah alam semesta selalu mengalami inflasi? Apakah itu punya permulaan? Apakah ia muncul dari keadaan sebelumnya yang bersifat kekal? Atau mungkin seluruh ruang dan waktu muncul dari “ketiadaan” beberapa waktu lalu? Ada banyak kemungkinan, namun semuanya belum dapat diverifikasi dan dibuktikan saat ini.

Berdasarkan pengamatan terbaik kami, kami mengetahui bahwa Alam Semesta jauh lebih besar daripada bagian yang cukup beruntung untuk kami amati. Di luar apa yang kita lihat, ada lebih banyak lagi alam semesta, dengan hukum fisika yang sama, dengan struktur yang sama (bintang, galaksi, gugus, filamen, ruang hampa, dll.) dan dengan peluang perkembangan yang sama. kehidupan yang sulit. Juga harus ada “gelembung” dengan ukuran terbatas yang menjadi tempat berakhirnya inflasi, dan sejumlah besar gelembung semacam itu terkandung dalam ruang-waktu raksasa yang mengalami inflasi selama proses inflasi. Namun ada batasan untuk angka besar apa pun; angka tersebut bukannya tidak terbatas. Dan hanya jika inflasi tidak berlanjut dalam jangka waktu yang tak terhingga, maka Alam Semesta pastilah terbatas.

Masalahnya adalah kita hanya tahu cara mengakses informasi yang tersedia di alam semesta teramati kita: 46 miliar tahun cahaya di segala arah. Jawaban atas semua pertanyaan terbesar, apakah Alam Semesta itu terbatas atau tidak terbatas, mungkin tersimpan di dalam Alam Semesta itu sendiri, namun tangan kita terlalu terikat untuk mengetahuinya. Sayangnya, fisika yang kita miliki tidak memberi kita pilihan lain.

DI DALAM Kehidupan sehari-hari seseorang paling sering harus berurusan dengan jumlah yang terbatas. Oleh karena itu, akan sangat sulit untuk memvisualisasikan ketidakterbatasan yang tidak terbatas. Konsep ini diselimuti aura misteri dan keanehan, bercampur dengan penghormatan terhadap Alam Semesta, yang batas-batasnya hampir mustahil untuk ditentukan.

Ketidakterbatasan spasial dunia adalah salah satu masalah ilmiah yang paling kompleks dan kontroversial. Para filsuf dan astronom kuno mencoba menyelesaikan masalah ini melalui konstruksi logis yang paling sederhana. Untuk melakukan ini, cukup berasumsi bahwa kita bisa mencapai tepian Alam Semesta. Tetapi jika Anda mengulurkan tangan Anda saat ini, perbatasan itu bergerak agak jauh. Operasi ini dapat diulang berkali-kali, yang membuktikan ketidakterbatasan alam semesta.

Ketidakterbatasan Alam Semesta memang sulit untuk dibayangkan, namun yang tidak kalah sulitnya adalah bagaimana rupa dunia yang terbatas. Bahkan bagi mereka yang belum terlalu mahir dalam studi kosmologi, dalam hal ini muncul pertanyaan wajar: apa yang ada di luar batas Alam Semesta? Namun, alasan seperti itu, berdasarkan akal sehat dan pengalaman sehari-hari, tidak dapat menjadi dasar yang kuat untuk kesimpulan ilmiah yang ketat.

Ide-ide modern tentang ketidakterbatasan Alam Semesta

Ilmuwan modern, yang mengeksplorasi berbagai paradoks kosmologis, sampai pada kesimpulan bahwa keberadaan Alam Semesta yang terbatas, pada prinsipnya, bertentangan dengan hukum fisika. Dunia di luar planet bumi ternyata tidak mempunyai batas baik ruang maupun waktu. Dalam pengertian ini, ketidakterbatasan menyiratkan bahwa baik jumlah materi yang terkandung di alam semesta maupun dimensi geometrisnya tidak dapat diungkapkan secara maksimal sekalipun jumlah yang besar(“Evolusi Alam Semesta”, I.D. Novikov, 1983).

Sekalipun kita memperhitungkan hipotesis bahwa Alam Semesta terbentuk sekitar 14 miliar tahun yang lalu sebagai hasil dari apa yang disebut dentuman Besar, ini mungkin hanya berarti bahwa pada masa-masa yang sangat jauh itu, dunia mengalami tahap transformasi alami yang lain. Secara umum, Alam Semesta tanpa batas tidak pernah muncul sebagai akibat dari dorongan awal atau perkembangan suatu objek non-materi yang tidak dapat dijelaskan. Asumsi alam semesta yang tak terbatas mengakhiri hipotesis penciptaan dunia oleh Tuhan.

Pada tahun 2014, para astronom Amerika mempublikasikan hasil penelitian terbaru yang membenarkan hipotesis keberadaan alam semesta yang tak terbatas dan datar. Para ilmuwan telah mengukur dengan presisi tinggi jarak antar galaksi yang terletak beberapa miliar tahun cahaya. Ternyata gugus bintang kolosal tersebut terletak dalam lingkaran dengan radius konstan. Model kosmologis yang dibangun para peneliti secara tidak langsung membuktikan bahwa Alam Semesta tidak terbatas baik dalam ruang maupun waktu.

Dokter ilmu pedagogi E.LEVITAN.

Intip kedalaman alam semesta yang sebelumnya tidak dapat dicapai.

Seorang peziarah yang penuh rasa ingin tahu telah mencapai “akhir dunia” dan mencoba untuk melihat: apa yang ada di sana, di balik tepian tersebut?

Ilustrasi hipotesis lahirnya metagalaksi dari gelembung raksasa yang membusuk. Gelembung tersebut berkembang menjadi sangat besar pada tahap “inflasi” alam semesta yang cepat. (Menggambar dari majalah "Bumi dan Alam Semesta".)

Bukankah itu judul yang aneh untuk sebuah artikel? Bukankah hanya ada satu alam semesta? Pada akhir abad kedua puluh, menjadi jelas bahwa gambaran alam semesta jauh lebih kompleks daripada apa yang terlihat jelas seratus tahun yang lalu. Baik Bumi, Matahari, maupun Galaksi kita ternyata bukanlah pusat Alam Semesta. Sistem geosentris, heliosentris, dan galaktosentris di dunia telah digantikan oleh gagasan bahwa kita hidup di Metagalaxy (Alam Semesta kita) yang terus berkembang. Ada banyak sekali galaksi di dalamnya. Masing-masing, seperti kita, terdiri dari puluhan atau bahkan ratusan miliar bintang-matahari. Dan tidak ada pusatnya. Bagi penghuni setiap galaksi, pulau-pulau bintang lain tampaknya tersebar ke segala arah. Beberapa dekade yang lalu, para astronom hanya bisa berasumsi bahwa sistem planet yang mirip dengan tata surya kita ada di suatu tempat. Sekarang, dengan tingkat kepastian yang tinggi, mereka menyebutkan sejumlah bintang di mana “cakram protoplanet” telah ditemukan (planet suatu hari nanti akan terbentuk darinya), dan mereka dengan percaya diri berbicara tentang penemuan beberapa sistem planet.

Proses belajar tentang Alam Semesta tidak ada habisnya. Dan semakin jauh kita melangkah, semakin berani, terkadang tampak sangat fantastis, tugas yang ditetapkan para peneliti untuk diri mereka sendiri. Jadi mengapa tidak berasumsi bahwa suatu hari nanti para astronom akan menemukan alam semesta lain? Lagi pula, kemungkinan besar Metagalaxy kita bukanlah keseluruhan Alam Semesta, tetapi hanya sebagian saja...

Kecil kemungkinannya para astronom modern dan bahkan astronom dari masa depan yang sangat jauh akan mampu melihat alam semesta lain dengan mata kepala mereka sendiri. Namun ilmu pengetahuan sudah memiliki beberapa bukti bahwa Metagalaxy kita mungkin adalah salah satu dari banyak alam semesta mini.

Hampir tidak ada orang yang meragukan bahwa kehidupan dan kecerdasan hanya dapat muncul, ada, dan berkembang pada tahap tertentu dalam evolusi Alam Semesta. Sulit membayangkan segala bentuk kehidupan muncul sebelum bintang dan planet yang bergerak mengelilinginya. Dan tidak semua planet, seperti yang kita ketahui, cocok untuk kehidupan. Kondisi tertentu diperlukan: kisaran suhu yang cukup sempit, komposisi udara yang cocok untuk bernafas, air... Masuk tata surya Bumi berada dalam “sabuk kehidupan” seperti itu. Dan Matahari kita mungkin terletak di “sabuk kehidupan” Galaksi (pada jarak tertentu dari pusatnya).

Banyak galaksi yang sangat redup (dalam kecerahan) dan jauh telah difoto dengan cara ini. Yang paling mencolok dari mereka mampu memeriksa beberapa detail: struktur, ciri-ciri struktural. Kecerahan galaksi paling redup pada gambar adalah 27,5 m, dan objek titik (bintang) bahkan lebih redup (hingga 28,1 m)! Mari kita ingat bahwa dengan mata telanjang, orang dengan penglihatan yang baik dan dalam kondisi pengamatan yang paling baik melihat bintang dengan ukuran sekitar 6 m (ini adalah objek 250 juta kali lebih terang dibandingkan objek yang berkekuatan 27 m).
Teleskop berbasis darat serupa yang saat ini sedang dibuat sudah memiliki kemampuan yang sebanding dengan kemampuan Teleskop Luar Angkasa Hubble, dan dalam beberapa hal bahkan melampauinya.
Kondisi apa yang diperlukan agar bintang dan planet dapat muncul? Pertama-tama, hal ini disebabkan oleh konstanta fisika fundamental seperti konstanta gravitasi dan konstanta interaksi fisik lainnya (lemah, elektromagnetik, dan kuat). Nilai numerik dari konstanta ini diketahui oleh fisikawan. Bahkan anak-anak sekolah, yang mempelajari hukum gravitasi universal, menjadi akrab dengan konstanta gravitasi. Siswa dari kursus fisika umum Mereka juga akan belajar tentang konstanta dari tiga jenis interaksi fisik lainnya.

Baru-baru ini, para ahli astrofisika dan spesialis di bidang kosmologi telah menyadari bahwa justru nilai-nilai konstanta interaksi fisik yang diperlukan agar Alam Semesta menjadi seperti sekarang ini. Dengan konstanta fisik lainnya, Alam Semesta akan menjadi sangat berbeda. Misalnya, masa hidup Matahari mungkin hanya 50 juta tahun (ini terlalu singkat untuk kemunculan dan perkembangan kehidupan di planet). Atau, katakanlah, jika Alam Semesta hanya terdiri dari hidrogen atau hanya helium, maka alam semesta juga akan mati sama sekali. Varian Alam Semesta dengan massa proton, neutron, dan elektron yang lain sama sekali tidak cocok untuk kehidupan dalam bentuk yang kita kenal. Perhitungan meyakinkan kita: kita membutuhkan partikel elementer sebagaimana adanya! Dan dimensi ruang sangat penting bagi keberadaan sistem planet dan atom individu (dengan elektron yang bergerak mengelilingi inti). Kita hidup di dunia tiga dimensi dan tidak bisa hidup di dunia dengan dimensi yang lebih banyak atau lebih sedikit.

Ternyata segala sesuatu yang ada di alam semesta seolah “disesuaikan” agar kehidupan di dalamnya bisa muncul dan berkembang! Kami tentu saja memberikan gambaran yang sangat sederhana, karena tidak hanya fisika, tetapi juga kimia dan biologi memainkan peran besar dalam kemunculan dan perkembangan kehidupan. Namun, dengan fisika yang berbeda, baik kimia maupun biologi bisa menjadi berbeda...

Semua argumen ini mengarah pada apa yang dalam filsafat disebut prinsip antropik. Ini adalah upaya untuk mempertimbangkan Alam Semesta dalam dimensi “dimensi manusia”, yaitu dari sudut pandang keberadaannya. Prinsip antropik sendiri tidak dapat menjelaskan mengapa Alam Semesta seperti yang kita amati. Namun sampai batas tertentu, hal ini membantu peneliti merumuskan masalah baru. Misalnya, “penyesuaian” yang menakjubkan dari sifat-sifat dasar Alam Semesta kita dapat dianggap sebagai suatu keadaan yang menunjukkan keunikan Alam Semesta kita. Dan dari sini, tampaknya, ini adalah satu langkah menuju hipotesis tentang keberadaan alam semesta yang benar-benar berbeda, dunia yang sama sekali berbeda dari alam semesta kita. Dan jumlahnya, pada prinsipnya, tidak terbatas.

Sekarang mari kita coba mendekati masalah keberadaan alam semesta lain dari sudut pandang kosmologi modern, yaitu ilmu yang mempelajari Alam Semesta secara keseluruhan (berlawanan dengan kosmogoni, yang mempelajari asal usul planet, bintang, dan galaksi).

Ingat, penemuan bahwa Metagalaxy berkembang segera mengarah pada hipotesis Big Bang (lihat “Ilmu Pengetahuan dan Kehidupan” No. 2, 1998). Hal ini diyakini terjadi sekitar 15 miliar tahun yang lalu. Materi yang sangat padat dan panas melewati tahap “alam semesta panas” satu demi satu. Jadi, 1 miliar tahun setelah Big Bang, “protogalaksi” mulai muncul dari awan hidrogen dan helium yang terbentuk pada saat itu, dan bintang-bintang pertama muncul di dalamnya. Hipotesis “Alam Semesta panas” didasarkan pada perhitungan yang memungkinkan kita menelusuri sejarah alam semesta awal mulai dari detik pertama.

Inilah yang ditulis oleh fisikawan terkenal kita, Akademisi Ya. B. Zeldovich tentang hal ini: "Teori Big Bang saat ini tidak memiliki kekurangan yang nyata. Saya bahkan akan mengatakan bahwa teori ini mapan dan benar seperti halnya Bumi berputar mengelilingi matahari.Kedua teori tersebut menempati tempat sentral dalam gambaran alam semesta pada masanya, dan keduanya mempunyai banyak penentang yang berpendapat bahwa gagasan-gagasan baru yang terkandung di dalamnya tidak masuk akal dan kontradiktif. kewajaran. Namun pidato seperti itu tidak mampu menghalangi keberhasilan teori-teori baru."

Hal ini dikatakan pada awal tahun 80-an, ketika upaya pertama telah dilakukan untuk secara signifikan melengkapi hipotesis “Semesta panas” dengan gagasan penting tentang apa yang terjadi pada detik pertama “penciptaan”, ketika suhu berada di atas 10 28 K. Ambil langkah lain menuju " "sejak awal" dimungkinkan berkat pencapaian terbaru dalam fisika partikel. Di persimpangan antara fisika dan astrofisika, hipotesis “Alam Semesta yang menggembung” mulai berkembang (lihat “Ilmu Pengetahuan dan Kehidupan” No. 8, 1985). Karena sifatnya yang tidak biasa, hipotesis “menggembungkan alam semesta” dapat dianggap sebagai salah satu yang paling “gila”. Namun, dari sejarah ilmu pengetahuan diketahui bahwa hipotesis dan teori seperti itulah yang seringkali menjadi tonggak penting dalam perkembangan ilmu pengetahuan.

Inti dari hipotesis “Alam Semesta yang menggembung” adalah bahwa pada “awal mulanya” Alam Semesta mengembang dengan sangat cepat. Hanya dalam 10 -32 detik, ukuran alam semesta yang baru lahir tidak bertambah 10 kali lipat, seperti halnya ekspansi “normal”, tetapi 10 50 atau bahkan 10.100.000 kali lipat. Ekspansi terjadi dengan laju yang dipercepat, namun energi per satuan volume tetap tidak berubah. Para ilmuwan membuktikan bahwa momen awal pemuaian terjadi dalam “ruang hampa”. Kata ini diberi tanda kutip di sini, karena ruang hampa itu bukan ruang hampa biasa, melainkan palsu, karena sulit untuk menyebut ruang hampa dengan massa jenis 10 77 kg/m 3 biasa! Dari ruang hampa palsu (atau fisik), yang memiliki sifat luar biasa (misalnya, tekanan negatif), tidak hanya satu, tetapi banyak metagalaksi (termasuk, tentu saja, milik kita) yang dapat terbentuk. Dan masing-masingnya adalah alam semesta mini dengan kumpulan konstanta fisiknya sendiri, strukturnya sendiri, dan ciri-ciri inheren lainnya (untuk informasi lebih lanjut tentang ini, lihat “Bumi dan Alam Semesta” No. 1, 1989).

Tapi di manakah “kerabat” Metagalaxy kita ini? Kemungkinan besar, mereka, seperti Alam Semesta kita, terbentuk sebagai hasil dari “inflasi” sebuah domain (“domain” dari bahasa Prancis domaine - area, bola), di mana Alam Semesta awal segera terpecah. Karena masing-masing wilayah tersebut telah membengkak hingga melebihi ukuran Metagalaxy saat ini, batas-batasnya dipisahkan satu sama lain oleh jarak yang sangat jauh. Mungkin alam semesta mini terdekat terletak pada jarak sekitar 10 35 tahun cahaya dari kita. Ingatlah bahwa ukuran Metagalaxy “hanya” 10 10 tahun cahaya! Ternyata tidak di sebelah kita, tetapi di suatu tempat yang sangat, sangat jauh dari satu sama lain, ada dunia lain, mungkin benar-benar aneh, menurut konsep kita, dunia...

Jadi, ada kemungkinan bahwa dunia yang kita tinggali jauh lebih kompleks dari perkiraan selama ini. Kemungkinan besar ia terdiri dari alam semesta yang tak terhitung jumlahnya di alam semesta. Praktis kita masih belum mengetahui apa pun tentang Alam Semesta Besar ini, yang kompleks dan luar biasa beragamnya. Tapi sepertinya kita masih tahu satu hal. Tidak peduli seberapa jauh jarak dunia mini lain dari kita, masing-masing dunia mini itu nyata. Itu bukanlah dunia fiksi, seperti beberapa dunia “paralel” yang sekarang sedang populer, yang kini sering dibicarakan oleh orang-orang yang jauh dari sains.

Nah, apa yang terjadi pada akhirnya? Bintang, planet, galaksi, metagalaksi semuanya hanya menempati tempat terkecil di hamparan materi yang sangat langka dan tak terbatas... Dan tidak ada hal lain di Alam Semesta? Itu terlalu sederhana... Bahkan sulit dipercaya.

Dan para ahli astrofisika telah lama mencari sesuatu di Alam Semesta. Pengamatan menunjukkan adanya “massa tersembunyi”, sejenis materi “gelap” yang tidak terlihat. Ia tidak dapat dilihat bahkan dengan teleskop paling kuat sekalipun, tetapi ia memanifestasikan dirinya melalui efek gravitasi pada materi biasa. Hingga baru-baru ini, para ahli astrofisika berasumsi bahwa di dalam galaksi dan di ruang di antara mereka terdapat materi tersembunyi dalam jumlah yang kira-kira sama dengan jumlah materi yang dapat diamati. Namun, baru-baru ini banyak peneliti sampai pada kesimpulan yang lebih sensasional: tidak lebih dari lima persen materi “normal” di Alam Semesta kita, sisanya “tidak terlihat”.

Diasumsikan bahwa 70 persen di antaranya adalah mekanika kuantum, struktur vakum yang tersebar merata di ruang angkasa (merekalah yang menentukan perluasan Metagalaxy), dan 25 persennya adalah berbagai objek eksotik. Misalnya, lubang hitam bermassa rendah, hampir seperti titik; objek yang sangat luas - “string”; dinding domain, yang telah kami sebutkan. Namun selain benda-benda tersebut, seluruh kelas partikel elementer hipotetis, misalnya “partikel cermin”, dapat membentuk massa “tersembunyi”. Ahli astrofisika Rusia yang terkenal, Akademisi Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia N.S. Kardashev (pada suatu waktu, kami berdua adalah anggota aktif lingkaran astronomi di Planetarium Moskow), mengemukakan bahwa “dunia cermin” yang tidak terlihat oleh kita beserta planet-planetnya dan bintang mungkin terdiri dari “partikel cermin”. . Dan substansi di “dunia cermin” kira-kira lima kali lebih besar dibandingkan di dunia kita. Ternyata para ilmuwan punya alasan untuk percaya bahwa “dunia cermin” sepertinya ada di dunia kita. Hanya saja kami belum bisa menemukannya.

Idenya hampir luar biasa, fantastis. Namun siapa tahu, mungkin salah satu dari Anda – pecinta astronomi saat ini – akan menjadi peneliti di abad ke-21 mendatang dan mampu mengungkap rahasia “cermin Alam Semesta”.

Publikasi dengan topik "Ilmu Pengetahuan dan Kehidupan"

Shulga V. Lensa kosmik dan pencarian materi gelap di Alam Semesta. - 1994, No.2.

Roizen I. Alam Semesta antara momen dan keabadian. - 1996, No.11, 12.

Sazhin M., Shulga V. Misteri string kosmik. - 1998, No.4.

Setelah Einstein menyelesaikan sebagian besar eksperimennya dengan teori gravitasi relativistik, ia berulang kali mencoba membangun model alam semesta berdasarkan teori tersebut, yang mungkin dianggap oleh banyak orang sebagai bagian terpenting dari karyanya.

Namun, persamaan gravitasi Einstein, dengan asumsi yang sama tentang distribusi seragam “materi” (“homogenitas dan isotropi ruang”), tidak menghilangkan paradoks kosmologis: “alam semesta” ternyata tidak stabil, dan dalam urutan untuk mencegah kontraksinya karena gravitasi, Einstein tidak menemukan sesuatu yang lebih baik daripada, seperti Zeliger, memasukkan suku lain ke dalam persamaannya - konstanta kosmologis universal yang sama. Konstanta ini mengungkapkan gaya tolak-menolak hipotetis antar bintang. Oleh karena itu, meskipun tidak ada massa dalam model relativistik de Sitter, kelengkungan ruang-waktu negatif yang konstan diperoleh.

Dalam kondisi seperti itu, solusi persamaan gravitasi memberi Einstein dunia yang terbatas, tertutup karena “kelengkungan ruang”, seperti bola dengan radius terbatas - model matematika berbentuk silinder, dengan ruang tiga dimensi melengkung membentuk permukaannya, dan waktu adalah dimensi tidak melengkung yang berjalan di sepanjang generatrix silinder.

Alam Semesta telah menjadi “tak terbatas”: bergerak di sepanjang permukaan bola, jelas bahwa tidak mungkin melintasi batas apa pun, namun demikian batas tersebut bukannya tak terbatas, melainkan terbatas, sehingga cahaya, seperti Magellan, dapat mengelilinginya dan kembali. dari sisi lain. Jadi, ternyata sebuah observatorium, yang mengamati melalui teleskop yang sangat kuat dua bintang berbeda di sisi langit yang berlawanan, mungkin akan melihat bintang yang sama dari sisi yang berlawanan, dan identitas mereka dapat ditentukan oleh beberapa fitur spektrum. . Jadi ternyata ketertutupan dunia bisa diakses melalui observasi eksperimental.

Berdasarkan model seperti itu, ternyata volume dunia, serta massa materinya, sama dengan nilai terbatas yang terdefinisi dengan baik. Jari-jari kelengkungan bergantung pada jumlah “materi” (massa) dan penghalusannya (densitas) di alam semesta.

Para kosmolog memulai perhitungan besar “jari-jari dunia”. Menurut Einstein, jaraknya sama dengan 2 miliar tahun cahaya! Di luar radius ini, karena “kelengkungan ruang” secara umum, tidak ada sinar atau benda; tidak bisa keluar.

“Gagasan modern” untuk mengganti ketidakterbatasan dengan penutupan tanpa batas, di mana celaan atas keterbatasan dikatakan sebagai “kesalahpahaman” karena tidak ada “garis lurus yang terbatas”, muncul setidaknya pada pertengahan abad kesembilan belas, ketika hal itu dilakukan. oleh Riemann 3.

Dan selama satu setengah abad, hal ini telah dijelaskan melalui perumpamaan tentang keterbatasan instruktif makhluk datar, seperti bayangan, merangkak di atas bola dua dimensi: tidak mengetahui ketinggian maupun kedalaman, “makhluk datar” yang bijaksana menemukan dengan takjub bahwa dunia mereka tidak mempunyai awal dan akhir dan masih terbatas.

Atas dasar ini, timbul pertanyaan: apa yang ada di luar batas alam semesta yang tertutup? - menurut kebiasaan positivis, mereka hanya menanggapi dengan ironi yang merendahkan - sebagai “tidak ada artinya”, karena lingkupnya tidak memiliki batas.

Mengenai paradoks fotometrik Olbers, model statis Einstein bahkan tidak memberikan resolusi yang serupa, karena cahaya harus berputar selamanya di dalamnya.

Pertentangan antara tarik-menarik dan tolak-menolak berarti ketidakstabilan alam semesta: dorongan sekecil apa pun - dan modelnya akan mulai berkembang - dan kemudian pulau bintang dan cahaya kita akan menghilang di lautan tak berujung, dunia akan hancur. Atau menyusut - tergantung pada apa yang lebih besar, berapa kepadatan materi di dunia.

Pada tahun 1922, matematikawan Leningrad A. A. Friedman memecahkan persamaan Einstein tanpa suku kosmologis dan menemukan bahwa alam semesta akan mengembang jika kepadatan materi di ruang angkasa lebih besar dari 2 x 10 hingga minus 29 derajat g/cm3. Einstein tidak langsung setuju dengan kesimpulan Friedman, tetapi pada tahun 1931-1932 ia mencatat signifikansi fundamentalnya yang besar. Dan ketika pada tahun 1920-an de Sitter menemukan dalam karya Slipher indikasi “pergeseran merah” dalam spektrum nebula spiral, yang dikonfirmasi oleh penelitian Hubble, dan astronom Belgia Abbot Lemaitre menyarankan, dengan menggunakan Doppler, alasan hamburannya, beberapa fisikawan, termasuk Einstein, melihat hal ini sebagai konfirmasi eksperimental yang tidak terduga terhadap teori “alam semesta yang mengembang”.

Mengganti ketidakterbatasan dengan penutupan “tanpa batas” adalah menyesatkan. Ungkapan “kelengkungan ruang-waktu” secara fisik berarti perubahan ruang (“kelengkungan”) medan gravitasi; Hal ini secara langsung maupun tidak langsung diakui oleh para ahli teori Einstein yang terbesar. Komponen tensor metrik atau pengukuran “kelengkungan” lainnya memainkan peran potensial Newton di dalamnya. Jadi, “ruang” di sini hanya mengacu pada jenis materi – medan gravitasi.

Ini adalah kebingungan konsep yang umum di kalangan positivis masih datang dari Plato, Hume, Maupertuis, Clifford dan Poincaré, dan mengarah pada absurditas. Pertama, pemisahan ruang dari materi: jika gravitasi bukanlah materi, melainkan hanya wujud keberadaannya - “ruang”, maka ternyata “bentuk materi” jauh dari “materi” (sebagaimana kaum positivis hanya menyebutnya massa) dan di sana ia melengkung dan menutup. Kedua, hal ini mengarah pada gagasan tentang "ruang" sebagai zat khusus - selain materi: "ruang" membawa energi dan berinteraksi secara kausal dengan materi. Ketiga, hal ini mengarah pada absurditas “ruang dalam ruang” – ambiguitas yang umum di kalangan positivis dalam penggunaan kata ini: geometri “ruang” ditentukan oleh distribusi materi dalam ruang - di tempat ini dan itu dalam ruang. (“dekat massa”) “ruang” telah melengkung.

Sementara itu, “ketertutupan alam semesta” Einstein pada kenyataannya dapat berarti tertutupnya pembentukan individualnya saja, yang bukan sesuatu yang luar biasa: sistem bintang, planet, organisme, molekul, atom, dan partikel elementer bersifat tertutup. Kekuatan nuklir tidak melebihi luas 3 x 10 sampai minus 13 derajat cm, namun ruang ini terbuka untuk elektromagnetik dan gaya gravitasi.

Para astronom berhipotesis tentang keberadaan “lubang hitam” – bintang yang runtuh dengan medan gravitasi yang sangat kuat sehingga tidak “melepaskan” cahaya. Dapat diasumsikan bahwa ada batas penyebaran gaya gravitasi, yang terbuka terhadap gaya lain. Dengan cara serupa, badai galaksi yang hitam dan berkilauan yang dapat diakses oleh teleskop kita – suatu bagian dunia yang mencakup dunia yang kita kenal – mungkin relatif tertutup.

Jika para kosmolog memahami dengan jelas bahwa kita berbicara tentang ketertutupan relatif suatu bagian alam semesta, maka perhitungan jari-jari bagian ini tidak akan menarik perhatian para mistikus yang begitu bersemangat.

Ketika mendalilkan berbeda kondisi tambahan dan dalam teori Newton, Einstein, dan teori gravitasi lainnya, banyak kemungkinan model kosmologis diperoleh. Namun masing-masing tampaknya hanya menggambarkan sebagian wilayah alam semesta yang terbatas. Tidak peduli betapa terinspirasinya kita oleh keberhasilan pengetahuan, adalah disederhanakan dan keliru untuk membayangkan seluruh dunia menurut model dari apa yang kita ketahui - tumpukan monoton yang sama, memutlakkan sifat-sifat dan hukum-hukum dari masing-masing bagiannya.

Ketidakterbatasan pada dasarnya tidak dapat diketahui dengan cara yang terbatas. Baik kosmologi maupun ilmu-ilmu khusus lainnya tidak dapat menjadi ilmu tentang seluruh dunia tanpa batas. Selain itu, ekstrapolasi tersebut juga memberi makan bagi berbagai spekulasi mistis.