Экспансия Вселенной: что происходит с пространством, когда оно расширяется

На первый взгляд кажется очевидным: если что-то расширяется, значит, есть центр, откуда всё растёт. Так думает большинство из нас. Но когда дело доходит до Вселенной — эта логика перестаёт работать.

Никакого центра. Совсем.

Ещё в начале XX века Альберт Эйнштейн считал, что Вселенная статична: не меняется и остаётся одинаковой на протяжении времени.

Но наблюдения, сделанные с помощью телескопов, говорили об обратном — галактики удаляются друг от друга, а сама Вселенная расширяется. Причём чем дальше объект, тем быстрее он уходит.

На первый взгляд можно представить себе фейерверк, разлетающийся от одной точки. Однако это ошибочное представление. Дело не в том, что галактики "разбегаются” от центра, — само пространство между ними растягивается.

Воздушный шар, но без воздуха

Один из простых способов представить это — надутый воздушный шар. Представьте, что на его поверхности нанесены точки (галактики).

По мере надувания шар увеличивается, и расстояния между точками растут. Но сами точки не "убегают”, они на месте — просто их "увозит” ткань поверхности.

Важно: в этой аналогии нас интересует только поверхность шара, а не его внутренность. Вселенная похожа на поверхность шара, но без центра внутри. Спросить, где центр Вселенной — это как спросить, где центр поверхности шара. Его просто нет.

Время как часть пространства

Ещё сложнее осознать, что Вселенная существует не просто в пространстве, а в пространстве-времени — четырёхмерной "ткани”.

Мы привыкли воспринимать время и пространство отдельно, но в космосе они переплетены. И это один из ключей к пониманию того, как работает наша реальность.

Мы можем двигаться в любую сторону в пространстве, но куда бы вы ни пошли — центра Вселенной вы не найдёте. Его не существует, потому что всё расширяется одновременно и повсюду.

Почему это так сложно понять?

Наша интуиция — продукт жизни на планете с гравитацией, горизонтом и привычными масштабами. Но когда мы смотрим вглубь Вселенной, она ломает эти привычные представления. Всё движется, но не по привычным законам.

И учёные до сих пор не до конца понимают, что именно заставляет Вселенную расширяться уже 13,7 миллиарда лет. Это лишь малая часть головоломки, которая делает космос таким загадочным — и таким прекрасным.

Уточнения

О́бщая тео́рия относи́тельности (ОТО; нем. allgemeine Relativitätstheorie) — общепринятая в настоящее время теория тяготения, описывающая тяготение как проявление геометрии пространства-времени. Предложена Альбертом Эйнштейном 25 ноября 1915 года.

Вселе́нная (от словообразовательной кальки с греч. οἰκουμένη "ойкумена", "обитаемое, освоенное людьми пространство" — всеобъемлющее понятие в эпоху представлений о Земле как о середине мира) — не имеющее строгого определения понятие в астрономии и философии, под которым чаще всего подразумевается совокупность всей существующей в мире энергии, материи и пространства-времени.