كيف يمكن أن يكون الكون بلا حدود؟

إجابة:

حسن ا ، لا يمكن … من حيث الحجم والعمر. يجب أن يكون الكون محدد ا في العمر أو الحجم (أو كليهما) لأن سماء الليل مظلمة. منذ اكتشاف الانفجار الأعظم ، اعتبرنا أن الكون محدود في العمر ، ويقدر عمره 13.82 مليار سنة. نظر ا لأنه محدود العمر ، يمكن أن يكون حجمه غير محدود ، لكننا لا نعرف بالتأكيد.

تفسير:

كيف نعرف أن الكون محدود الحجم أو العمر ، ويطلق عليه مفارقة أولبرس أو مفارقة سماء الليل المظلم. أنا متأكد من أنك لاحظت أن معظم سماء الليل مظلمة حيث تنتشر النجوم حولها.

إذا كان حجم الكون لا حصر له ، فسيكون به عدد لا حصر له من النجوم فيه ، على مسافات مختلفة من الأرض ، بعضها أقرب إلى الآخر. في عالم ذي حجم لا حصر له ، يجب أن يكون هناك نجم في كل اتجاه ممكن ، لأنه إذا ذهبت بعيد ا بما فيه الكفاية فسوف تضغط على واحد.

للضوء سرعة محدودة ، يستغرق الأمر ما يزيد قليلا عن ثماني سنوات ونصف حتى يصلنا الضوء من سيريوس ، ألمع النجوم في السماء. إذا كان الكون بلا حدود في عصره ، فلن يكون هناك وقت لوصول الضوء من النجوم من كل جزء من الكون ، مما يجعل السماء بأكملها ساطعة بشكل موحد في جميع الاتجاهات (لاحظ أن الويكي لها صورة جميلة توضح ذلك). السماء ليست مشرقة في جميع الاتجاهات ، لذلك يجب أن يكون الكون إما محدودا في العمر أو الحجم.

كيف نعرف الكون في العصر المحدود؟ لاحظ هابل ، الذي عمل على دراسة المجرات ، أنه في كل اتجاهات السماء ، تبدو المجرات البعيدة وكأنها تتحرك بعيد ا عن الأرض ، وقد لوحظ أيض ا أنه كلما كانت هناك مجرة أبعد ، كانت تتحرك بعيد ا عنا. العمل إلى الوراء ، كان هناك وقت عندما كانت كل أو هذه المجرات البعيدة في نفس النقطة ، الانفجار الكبير ، بداية الكون.

حاليا أفضل دليل على الانفجار الكبير هو خلفية الميكروويف الهزلية (تقصر عادة إلى CMB) ، توهج الراديو ضعيف في جميع اتجاهات السماء. عندما كان كل شيء سوي ا ، كان الكون أكثر كثافة وسخونة وكان يتوهج بشكل مشرق. يمكنك أن ترى اللحظة الأخيرة من الوقت الذي كان فيه هذا الكون هذا الحساء الساخن الكثيف ، بعد 380000 من الانفجار العظيم ، والذي يطلق عليه "عصر الانتثار الأخير". انتشر التوهج الساطع وخافت وهو الآن خلفية للسماء كلها.

إن CMB هو بالضبط نفس السطوع ونفس اللون في جميع الاتجاهات (هنا اللون يشبه تردد محطة الراديو ، 160.2 جيجاهرتز) ، كان على الكون بأسره أن يكون في الأساس ملامس ا في الماضي ليصبح هذا صحيح ا ، دليل ا أكبر على انفجار. هناك اختلافات صغيرة للغاية في CMB ، دراستهم تخبرنا عصر الكون ، 13.82 مليار سنة.

نظر ا لأن عمر الكون محدود ، فقد يكون حجمه غير محدود ، فنحن في الواقع لا نعرف ذلك بالتأكيد ، لكنه ممكن. لاحظ أننا لا نستطيع أن نرى عبر CMB أن الكون القابل للملاحظة محدود ، ويبلغ قطره 91 مليار سنة ضوئية ، ولا يزال الكون يتجاوز ذلك ، ولا يمكننا رؤيته.

لاحظ أنه على الرغم من أن الإجابة طويلة ، إلا أنني أبسط / تخطي الكثير من الأشياء ، فهناك كتب كاملة مكتوبة حول هذا الموضوع.