Парадоксы в космологии

Вселенная – это весь окружающий нас огромный мир.

Традиционная физика, которая основывается на законах Ньютона, не привыкла работать с объектами подобных масштабов. Поэтому ученые, которые пытались описать мир с ее позиций, время от времени сталкивались с парадоксами. Многие из таких парадоксов были благополучно разрешены благодаря возникновению и развитию общей теории относительности Эйнштейна, но некоторые научные тайны так и остались неразгаданными.

Парадоксы в космологии

Фотометрический парадокс

Примерно пять столетий назад ученые озадачились следующим вопросом: если Вселенная бесконечная и статическая, почему ночью не так светло, как днем? На первый взгляд вопрос может показаться странным, но задумайтесь: если нас окружает бесконечное число звезд, в каждой точке неба мы должны увидеть одну из них. То есть даже ночью небо должно сиять, потому что оно сплошь покрыто светящимися точками. Аналогия – густой лес: в любом направлении взгляд рано или поздно упирается в близкое или отдаленное дерево.

Парадоксы в космологии

Чем дальше звезда находится от нас, тем менее яркой она кажется. Но также с расстоянием уменьшается видимый угловой размер звезды, поэтому поверхностная яркость оказывается не зависящей от расстояния. То есть каждая точка ночного неба должна светиться точно так же ярко, как Солнце – ведь это тоже звезда. Но на самом деле ночью небо значительно темнее, чем днем. В чем же дело?

Парадоксы в космологии

Столетия спустя ученые поняли, что возраст Вселенной не бесконечен, а равен примерно 13,7 миллиардов лет. Скорость света тоже конечна, поэтому свет от очень далеких звезд еще не успел до нас дойти за время существования Вселенной. Эти факты опровергают изначальное предположение о том, что мы можем видеть звезды, расположенные на любых расстояниях от нас.

Тепловая смерть Вселенной

Согласно второму началу термодинамики, любая физическая система, не обменивающаяся энергией с другими системами, стремится к максимальной энтропии (неупорядоченности).

Парадоксы в космологии

Если распространить этот закон на нашу Вселенную, получится, что все происходящие в ней процессы должны рано или поздно прекратиться. Наступит термодинамическое равновесие, или «тепловая смерть».

Парадоксы в космологии

Один из вариантов разрешения парадокса – гипотеза о том, что во Вселенной время от времени происходят случайные отклонения от равновесия. Может быть, нам повезло жить в одном из таких отклонений. Некоторые ученые не исключают, что однажды тепловая смерть Вселенной все-таки наступит. Другие оптимистично предполагают, что учет гравитации делает подобную гипотезу неприменимой к объектам вселенского масштаба.

Парадоксы в космологии

Другие статьи по теме:

Комментарии

Никогда не задумывался о том, что ночью может быть в принципе также светло, как и днем. Интересная статья, спасиб

Добавить комментарий