Куды пашыраецца Сусвет? – Саджан Сайні

Паглядзець урок цалкам: https://ed.ted.com/lessons/what-is-the-universe-expanding-into-sajan-saini

Пачатак Сусвету паклаў Вялікі выбух прыкладна 14 мільярдаў гадоў таму, з тых самых часоў ён пашыраецца. Аднак як менавіта пашыраецца Сусвет і ў якім кірунку? Саджан Сайні зробіць агляд існуючых тэорый Вялікага выбуху і пастараецца растлумачыць, што ж можа наогул існаваць за межамі нашага Сусвету. [Пераклаў на беларускую мову Піліп Аслюк у межах сацыяльна-адукацыйнага праекта для школьнікаў velcom YOUTH].

Урок — Саджан Сайні, мультыплікацыя — Wooden Plande Productions.

Касмічнае жыццё Сусвету
пачалося з Вялікага выбуху

прыкладна 14 мільярдаў гадоў таму,

з тых самых часоў Сусвет пашыраецца.

Але куды ж ён пашыраецца?

Гэта вельмі складанае пытанне.

І вось чаму:

паводле раўненняў Эйнштэйна
аб Агульнай тэорыі адноснасці

прастора і час апісваюцца
як пэўная ўзаемазвязаная

матэрыя Сусвету.

Гэта азначае,
што вядомыя нам прастора і час

існуюць толькі ў рамках Сусвету
і не існуюць па-за яе межамі.

У нашым паўсядзённым жыцці,
калі целы пашыраюцца,

яны займаюць дадатковую прастору.

Аднак што, калі прасторы,
куды можна пашырацца, не існуе,

і што ў такім выпадку
будзе азначаць «пашырацца»?

У 1929 годзе Эдвін Хабл,
грунтуючыся на астранамічных назіраннях,

змог даць пэўны адказ на гэтае пытанне.

Даследуючы начное неба, ён выявіў,
што ўсе далёкія галактыкі

ўзаемна аддаляюцца ад Зямлі.

Больш таго, чым далей галактыка,
тым хутчэй яна аддаляецца.

Як можна інтэрпрэтаваць гэта адкрыццё?

Уявіце сабе, што ў печы ў вас
падымаецца пірог з разынкамі.

Пакуль цеста падымаецца,

паміж разынкамі ўтвараецца
аднолькавая адлегласць.

Калі замест разынак
мы ўявім сабе галактыкі,

а замест цеста — прастору паміж імі,

мы можам уявіць сабе,
што па меры пашырэння

міжгалактычнай прасторы,
галактыкі будуць аддаляцца адна ад адной,

і для любой галактыкі
яе далекія суседзі аддаляюцца

на большую адлегласць, чым бліжэйшыя,

за адзін і той жа перыяд часу.

Несумненна, у раўненнях
агульнай тэорыі адноснасці прадказваецца

"перацягванне каната" паміж гравітацыяй
і пашырэннем.

Пашырэнне адбываецца ў цёмным
касмічным вакууме паміж галактыкамі,

і прастора пашыраецца.

Вось і адказ на пытанне.

Сусвет пашыраецца сам па сабе.

Нягледзячы на гэта, касмолагі пашыраюць
межы матэматычных мадэляў

і вылучаюць версіі аб тым,
што можа існаваць па-за прасторай-часам.

Гэта не здагадкі пальцам у неба,
а навуковыя гіпотэзы,

якія разглядаюць нестыкоўкі
ў навуковай тэорыі Вялікага выбуху.

Паводле тэорыі Вялікага выбуху,

матэрыя аднолькава размеркавалася
ў Сусвеце

ў выглядзе газу малой шчыльнасці,

але тады як сфармаваліся
галактыкі і зоркі?

Згодна з інфляцыйнай мадэллю,

за нейкі кароткі час назіраўся
перыяд паскоранага пашырэння,

калі ў выніку квантавых ваганняў энергіі
на стадыі стварэння Сусвету

сфармаваліся навалы газу,
з якіх у выніку паўсталі галактыкі.

Калі мы прымем гэтую парадыгму,
то гэта можа азначаць, што наш Сусвет

у касмічных маштабах
уяўляе сабой адзінае цэлае

і падвяргаецца бясконцаму
хаатычнаму пашырэнню.

Нам нічога невядома аб гіпатэтычным
пашырэнні рэальнасці,

за выключэннем матэматычнай мадэлі,
у якой сцвярджаецца,

што гэтым бясконцым пашырэннем
рухае нестабільны квантавы стан энергіі.

Аднак у многіх частках Сусвету
энергія можа адвольна пераходзіць

у стабільны стан,

інфляцыйнае пашырэнне спыняецца,
і фармуюцца сусветы-бурбалкі.

У кожным сусвеце-бурбалцы
— і наша не выключэнне —

дзейнічаюць свае законы фізікі
і Вялікага выбуху.

Наш Сусвет уваходзіць
у склад яшчэ большага Мультысусвету,

у якога па прычыне вечнага
хаатычнага пашырэння

на велізарных хуткасцях

нашыя шанцы выявіць суседнія Сусветы
вельмі малыя.

Паводле тэорыі Вялікага выбуху,
у самым пачатку гарачага Сусвету

ўсе асноўныя сілы, магчыма,
зліліся ў адну суперсілу.

Матэматычныя тэорыі струн згаджаюцца
са сцвярджэннем аб складанні сіл,

у дачыненні да пачатковай структуры
субатамных кваркаў і электронаў.

Згодна з гэтымі мадэлямі,

вібруючыя струны з'яўляюцца матэрыяй,
з якіх складаецца Сусвет.

Нядаўна ўдалося ўпарадкаваць
супярэчлівыя тэорыі струн

і распрацаваць адзінае ўяўленне
аб узаемадзеянні гэтых структур

з буйнымі, шматмернымі
паверхнямі пад назвай браны.

У адной такой бране
можа змясціцца наш Сусвет,

брана дрэйфуе ў нязведанай
шматмернай прасторы

пад назвай гіперпрастора.

У гіперпрасторы могуць
існаваць іншыя браны,

у якіх знаходзяцца іншыя тыпы сусветаў,

а ў некаторых суседніх бранах

могуць дзейнічаць аднолькавыя
асноўныя сілы, напрыклад гравітацыі.

І хаатычнае пашырэнне, і браны
апісваюць мультыпрасторы,

і хоць Сусветы ў хаатычным пашырэнні
знаходзяцца ў ізаляцыі,

бранаўскія Сусветы могуць
сутыкацца адзін з адным.

Рэха ад такіх сутыкненняў, хутчэй за ўсё,

распаўсюджваецца ў выглядзе мікрахваляў
у касмічнай прасторы,

утвараючы струмень выпраменьвання
ў нашым Сусвеце,

які існуе яшчэ з моманту Вялікага выбуху.

Аднак да цяперашняга часу
не ўдалося выявіць такое касмічнае рэха.

Некаторыя навукоўцы мяркуюць,
што гіпотэзы мультысусвету можна прывесці

да агульнага апісання
або замяніць новай тэорыяй.

На сённяшні дзень гэтыя здагадкі —

усяго толькі гіпотэзы,
заснаваныя на матэматычных мадэлях.

І хоць усе гэтыя мадэлі былі прапанаваны
паводле шматлікіх навуковых эксперыментаў,

праведзена было занадта мала
практычных доследаў,

падчас якіх можна было
праверыць усе гэтыя тэорыі.

І пакуль не з'явіцца новы Эдвін Хабл,

навукоўцам застаецца толькі
спрачацца пра тое,

чыя гіпотэза найбольш
наглядная і простая,

і будаваць здагадкі адносна таго,

што ж можа існаваць
за межамі нашага Сусвету.