Центр Вселенной

Вы когда-нибудь задумывались о том, где находится... пуп земли центр Вселенной? Ведь главенствующая космологическая теория на данный момент — теория о Большом взрыве. Которая повествует о том, что ...дцать миллиардов лет назад вся Вселенная взорвалась из точки с бесконечной (или очень большой) плотностью. А где эта точка сейчас? Как известно, все галактики удаляются друг от друга. Но из какой точки они разлетаются? И что в этой точке сейчас находится? Ведь эоны лет назад там что-то взорвалось, в результате чего появился целый мир. Значит эта точка потенциально интересна для науки, так как в ней могут оставаться свидетельства Большого взрыва и какие-то ключи, которые помогут открыть двери, ведущие к тайнам мироздания...

Но я, честно говоря, никогда не слышал о такой точке. О точке, которая является центром Вселенной. О чём это может говорить? Я вижу несколько вариантов.

Вариант 1. Тривиальный

Я плохо искал / мало читал литературу.

Вариант 2. Реальный

Скорость удаления от центра линейно зависит от расстояния до него, и человечество не видит границ Большого взрыва.

Дело в том, что для наблюдателя, являющегося частью процесса линейного расширения, совсем неочевидно, где находится центр этого расширения. В любой точке такого взрыва картина будет одинаковая — все остальные объекты удаляются, причём скорость удаления одинакова для объектов, находящихся на одинаковых расстояниях от наблюдателя, независимо от того, с какой стороны от него они находятся.

Если бы скорость удаления от центра зависела от расстояния до него нелинейно, это позволило бы определить центр. Проиллюстрирую с помощью картинки (она кликабельна).



В случае линейного расширения, картина в любой точке будет одинакова. Скажем, возьмём точки O и A. Точка O является настоящим центром, поэтому для неё всё симметрично в обоих направлениях. А как насчёт точки A? То же самое! Расстояния A-B и A-C одинаковы, и также одинаковы скорости удаления A от B и A от C (в обоих случаях скорость равна 2). Таким образом, в случае линейного расширения, точка A может считаться центром расширения с таким же правом, какое существует на это у точки O. Если, повторю, мы не наблюдаем границ расширения (о границах расширения чуть ниже).

В случае же, например, квадратичной зависимости скорости удаления от центра от расстояния до центра, картины будут различаться в разных точках. В точке O по-прежнему всё симметрично. А вот в точке A — нет. Точка B удаляется от точки A со скоростью 8, а точка C, находящаяся на таком же расстоянии, — всего лишь со скоростью 2. Таким образом, при нелинейном расширении можно было бы определить его центр.

Определиться с центром взрыва мы также могли бы если бы мы наблюдали внешнюю или внутреннюю границу взрыва. Ведь взрыв обычно имеет форму шара или шара с отсутствующей центральной частью. Наблюдение границ этого шара дало бы возможность однозначно указать на центр расширения. Однако, насколько мне известно, современная наука ничего не знает о границах расширения. Абсолютно везде, куда мы можем дотянуться нашими телескопами, мы видим разлетающуюся материю.

Вариант 3. Многомерный

Наша трёхмерная Вселенная является поверхностью четырёхмерного шара. Процесс расширения идёт от центра шара. Эта точка находится не на поверхности, а значит, она не существует в нашем трёхмерном мире. Все объекты на поверхности шара удаляются друг от друга, причём скорость удаления линейно зависит от расстояния между объектами. Если сам четырёхмерный шар расширяется нелинейно, то это изменение скорости его расширения влияет одинаково на всю поверхность, поэтому объекты на поверхности продолжают удаляться друг от друга линейно.

Теоретически, определить находимся ли мы на поверхности шара, несложно. На поверхности шара любой сигнал, распространяющийся прямолинейно (например, свет), должен рано или поздно сделать полный оборот и вернуться обратно. То есть, если мы посветим перед собой метафизическим фонариком, то через n миллиардов лет свет от фанарика должен начать светить нам в затылок. Но на практике, понятно, подобный способ совершенно неприменим.

Вариант 4. Революционный

Никакого большого взрыва не было! Соответственно, нет никакого расширения. Откуда мы знаем, что оно есть? Благодаря красному смещению (оно же "эффект Доплера"). Чем дальше от нас объект (а существует много разных способов определения расстояния до космических объектов), тем больше его красное смещение. А что если все объекты никуда не разлетаются, покоятся на своих местах, а красное смещение возникает вследствие (гипотетического) эффекта "старения" электромагнитного колебания? Свет от далёких звёзд идёт до нас миллионы и миллиарды лет. Что если сигнал с прошествием времени теряет энергию, и его спектр начинает смещаться в красную зону? Если бы такой эффект существовал, то картина для нас была бы точно такой, какую мы наблюдаем, но без расширения Вселенной. Соответственно, и о центре расширения говорить бы не приходилось.

Вариант 5. Фантастический

По сути, любой взрыв — это катастрофическая потеря плотности. Потеря плотности — это то, что мы наблюдаем в настоящий момент во Вселенной. Но всякая ли быстрая потеря плотности — взрыв? Мне кажется, нет. Плотность — это величина, определяемая количеством материи, приходящимся на единицу объёма пространства. При взрыве количество материи остаётся неизменным, а объём пространства, занимаемый этой материей, увеличивается. Плотность падает. Но ведь тот же эффект будет иметь место если при неизменном объёме пространства уменьшается количество материи!

Короче, картина вырисовывается такая. Расстояния между объектами неизменны, но сами объекты уменьшаются. Вещество изымается из нашего мира, предположим, при помощи чёрных дыр. Вещество, попадающее за горизонт событий чёрной дыры, перемещается в четвёртом измерении (если вспомнить модель с четырёхмерным шаром, то вещество падает к центру шара с поверхности, которая представляет собой наш трёхмерный мир), исчезая таким образом из нашей трёхмерной Вселенной. За счёт уменьшения количества материи плотность снижается.

Честно говоря, последний вариант мне самому не очень понятен, но для полноты картины решил его привести.

* * *
В общем говоря, центр Вселенной человечеством не наблюдается, и это "ж-ж" неспроста. Какие есть ещё варианты у читателей?

Как обычно, всё уже придумано до нас. Предложенный мной вариант 4 (потеря светом энергии с течением времени как объяснение красного смещения при отсутствии расширения) уже предлагался почти сто лет назад под названием "Утомлённый свет" и, как утверждает Википедия, давно опровергнут.

https://ru.wikipedia.org/wiki/Утомлённый свет

Вариант что мы слишком далеко от центра, да и вообще размеры слишком большие, не увидим.

Чёрные дыры вроде как излучают и трёхмерном пространстве... или я путаю..., нееее, всё верно "испрание чёрных дыр" это называется. 

Может рассмортеть сначала вопрос поменьше масштабом: вот наша галактика например (да и не только наша), слышал брешут, что в в центре там, большая чёрная дыра, а чем больше дыра тем меньше её испарение, получается что постепенно втягивая всё больше материи она будет расти и расти и захавает всю галактику и будет тогда одна большая чёрная дыра.

Уменьшим масшаб, вся вселенная: вот все галактики стали чёрными дырами и что? они вроде как после большого взрыва в стороны все разлетаются и наврядли с друг другом столкнутся и поглотят друг друга, бесконечно разлетающиеся черные дыры. 

Далее ещё более субъективное мнение. По моему это как-то неправильно, время бесконечно, вселенная должна быть циклична, если вся вселенная превращается в одну большую чёрную дыру, то наверно после этого происходит большой взрыв и всё начинается заново. Значит как-то должны эти чёрные дыры друг друга поглотить, но как это возможно я не представляю, тут кстати 4-х мерное сфера вписывается, если вселенная внутри неё то все черные дыры как луч фонарика ходят по кругу рано или поздно все притянут друг друга.

Вариант что мы слишком далеко от центра, да и вообще размеры слишком большие, не увидим. 

Дело в том, что мы видим, вроде бы, почти всё. Ведь возраст Вселенной оценивается в 14 млрд лет. А значит, если верить ТО, диаметр пузыря не может превышать 14 млрд световых лет — материя просто не успела бы разлететься на большее расстояние за это время. В то же время, современные телескопы (Хаббл, в частности) способны фотографировать галактики, находящиеся на расстоянии 13 млпд лет.

По поводу испарения чёрных дыр (оно же излучение Хокинга), по-моему, оно может продолжаться, не прекращаясь, вплоть до полного исчезновения чёрной дыры. Тогда, возможно, процесс вообще замкнутный - звёзды образуются, начинают притягивать материю, превращаются в чёрные дыры, чёрные дыры испаряются, процесс звездообразования начинается снова.

В общем, в космологии простор для фантазии безграничный.