1.3. Дорога по указателю «вдаль»

Глядя в звездное небо, мы часто думаем, как незначителен человек в масштабах космоса. Но никогда не задумываемся, насколько мы огромны в масштабах элементарных частиц и фундаментальной природы пространства. Теперь мы выяснили, что микромир оказался, гораздо более необъятным, чем весь космос, что доступен нашему наблюдению. А есть ли что-нибудь дальше границ наблюдаемого космоса и самое главное, где эти границы. Чтобы выяснить это, предлагаю заняться изучением космических масштабов.

Говоря о космических размерах, не надо думать, что все объекты в космосе очень большие. Стоит вспомнить про межзвездную пыль и множество мелких метеоров, которые частенько можно увидеть как промелькнувшую в ночном небе искру, когда они сгорают в атмосфере земли. Более крупные космические камни принято называть астероидами. Падение на землю больших астероидов грозит планете плачевными последствиями, и мы достоверно знаем, что такие катастрофы случались в прошлом, и это приводило к гибели целых видов. К примеру, падение на землю астероида, который имел бы  в поперечнике 1 километр, вызвало бы глобальную катастрофу, которая вполне могла бы привести к концу нашей цивилизации. Сила удара равнялась бы 80000 мегатонн. Нельзя точно сказать к каким последствиям приведет взрыв такой силы. Но военными стратегами было подсчитано, что взрыв ядерной бомбы мощностью всего в 1 мегатонну над Нью-Йорком, привел бы к гибели 4 миллионов человек. А если учесть суммарную мощность всех обычных бомб взорванных во второй мировой войне, то мы насчитали бы только полмегатонны.

Понятно, что к космическим объектам нужно относиться серьезно, начиная уже с километровых размеров. Отсюда мы и начнем свой путь в область астрономических масштабов. Что интересного может встретиться в космосе километровых размеров, кроме гигантских камней. Вы будете удивлены, но большинство космических черных дыр имеют размеры в несколько километров. Однако массы этих объектов не смотря на небольшие размеры, будут очень внушительными. Так, например, черная дыра, которая в диаметре всего 15 километров будет иметь три массы Солнца. Черная дыры таких размеров происходят в результате взрывов очень массивных звезд, когда оболочка звезды стремительно улетает в космос, а ядро под воздействием гравитации сжимается, превращаясь в черную дыру. Подобный взрыв звезды называют сверхновой, это одно из самых ярких и в тоже время самых смертоносных событий во вселенной. Но и черные дыры, которые остаются от этих взрывов, не менее опасны. Если такая черная дыра вторглась бы в солнечную систему, то она сожрала бы наше солнце и некоторые планеты, а другие раскидала бы своей гравитацией в глубины космоса. Стоит помнить, что размер 15 километров это только стартовый бонус, который дается ей при рождении, если в дальнейшем деятельность черной дыры окажется бурной и ей удастся поглотить несколько звезд, то она соответственно вырастет в размерах.

В случае если умирающая звезда была массивной, но все же недостаточно тяжелой, для образования черной дыры, тогда после взрыва сверхновой от нее останется нейтронная звезда. Это невероятно плотный объект, в котором из-за экстремального давления электроны и протоны образовали нейтроны. Такая звезда сделана из одних только нейтронов, и хотя она будет заключать внутри себя почти две массы солнца, ее размеры не превышают 20 километров. Ее гравитация слабей, чем у черной дыры, но все равно достаточно мощная. Если бы человек приземлился на нейтронной звезде, его бы размазало по ней тонким слоем нейтронов, и что удивительно, от этого она стала бы только плотней и уменьшилась бы в размерах. Если на нейтронную звезду постоянно будет падать вещество, она все сильней будет уменьшаться в размерах и увеличивать свою плотность, пока рано или поздно не превратится в черную дыру. Как мы видим, эти объекты не менее опасны, чем черные дыры. Астрономы обнаруживают нейтронные звезды по коротким электромагнитным импульсам, которые те излучают из-за своего быстрого вращения. Их иногда называют пульсарами, потому что они ведут себя как маяки в космосе.

Возвращаясь от космических монстров к более привычным для нас астероидам, установим максимальный размер этих объектов. Подавляющее количество астероидов находится в поясе, который так и назван астероидным. Этот пояс пролегает между орбитами Марса и Юпитера. На его месте должна была сформироваться еще одна планета, но сильная гравитация Юпитера не позволила этому случиться. Вот и летают теперь по отдельности зародыши не родившейся планеты, самый большой из которых имеет диаметр 975 километров, его называют Церерой. Далеко на окраине солнечной системы есть еще один пояс астероидов, названый Поясом Койпера. В основном это ненужный мусор, который случайно выкинуло гравитацией за пределы планетарных орбит, когда сами планеты только формировались. В этом поясе встречаются объекты и покрупнее Цереры. Их называют планетоидами, а иногда карликовыми планетами. В 2003 году Плутон лишился статуса планеты, и его отнесли к классу планетоидов. А в 2005 году был открыт планетоид размером даже больше Плутона, ему дали имя Эрида. Диаметр Эриды составляет 2400 километров. Сегодня открыто уже около десятка планетоидов.

Следующим в иерархии масштабов идут спутники планет. Хотя есть спутники гораздо меньше планетоидов, как например Деймос и Фобос. Это спутники Марса, которые в поперечнике будут всего с десяток километров. Наша Луна считается весьма крупным спутником, особенно для такой небольшой планеты, как Земля. Ее диаметр 3500 километров. Считается, что Луна появилась во времена, когда Земля уже сформировалась, и произошло столкновение с очень крупным объектом, возможно, то был такой же астероид, как Церера или даже больше. В результате столкновения этот астероид и часть земного вещества были выброшены на орбиту, где позже образовали Луну. И даже не смотря, на свое необычное появление Луна не рекордсмен. Ганимед самый большой спутник Юпитера и вообще самый большой спутник в солнечной системе имеет размер 5250 километров. А это даже больше, чем самая маленькая планета – Меркурий, диаметр которого только 4900 километров.

Здесь мы уже переходим в масштабы планет. Те планеты, которые находятся ближе к солнцу, самые маленькие, их называют каменистыми, потому что они имеют твердую земную кору и вообще состоят в основном из тяжелых элементов. Среди четырех каменистых планет солнечной системы Земля самая крупная. Она почти в два раза больше Марса, размер которого 6800 километров*. Точный диаметр Земли составляет 12742 километра. Это единственная планета, расположенная на столь удачной орбите от солнца, что температура на ней позволяет находиться воде в жидком состоянии, благодаря чему на поверхности Земли возникла жизнь, а после появились разумные существа, способные измерить ее диаметр.

Перед тем, как перейти к следующему классу планет, хочу рассказать еще об одном типе космических объектов, типичные размеры, которых сравнимы с размерами Земли. Это белые карлики и они тоже являются остатками звезд. В конце жизни легкие звезды и звезды средних масс превратятся в белые карлики. Перед смертью звезда средней массы увеличится в размерах, температура ее поверхности снизится, отчего она приобретет красный оттенок. Эту стадию предсмертной агонии называют красным гигантом. Такая участь ждет и наше Солнце, когда оно, раздуваясь, поглотит Меркурий и Венеру, своими границами вплотную подойдя к земной орбите. Естественно вся жизнь на Земле к тому моменту уже будет уничтожена его жаром. Далее никакого взрыва не последует, звезда просто плавно сбросит свою оболочку, и от нее останется только плотное гелиевое ядро, которое как раз и является тем самым белым карликом. Белые карлики тоже очень плотные объекты, но не настолько, как нейтронные звезды и черные дыры. Кроме того они продолжают светиться тусклым, холодным цветом, при этом постепенно остывая. Гравитация белого карлика из-за его плотности по-прежнему сильна. Например, в двойных звездных системах белый карлик может даже перетягивать звездное вещество от своего соседа, который еще находится в стадии полноценной звезды. Если на белый карлик будет падать вещество, то он, так же как и нейтронная звезда, будет уменьшаться в размерах, становясь более плотным. Когда плотность станет критической, белый карлик взорвется сверхновой, подобно массивной звезде.

Теперь, как и было обещано, разбираем большие планеты, которые называют газовыми гигантами. Наша солнечная система содержит таковых тоже в количестве четырех штук. Их орбиты находятся за пределами орбит каменистых планет, а состоят они в основном из легких газов. Расположение и состав газовых гигантов обусловлены принципами формирования солнечной системы. Атмосфера этих планет плавно перетекает в жидкие океаны тех же газов, но находящихся уже в сжатом состоянии. Газовые гиганты обладают большим количеством каменистых спутников и все имеют кольца. Самые большие и четко выраженные находятся у Сатурна. Кольца это пояс астероидов в миниатюре, память о несформировавшемся спутнике. Размеры газовых гигантов различны, но естественно больше, чем у каменистых планет. Нептун, самый отдаленный из них имеет диаметр почти 50 тысяч километров. Диаметр Юпитера, самого большого газового гиганта и самой большой планеты солнечной системы составляет 140 тысяч километров, что в 10 с лишним раз больше диаметра Земли. Одно только знаменитое Красное Пятно на поверхности Юпитера имеет большие размеры, чем Земля. На самом деле это пятно является штормом, который бушует в атмосфере Юпитера уже не одну тысячу лет. Гравитация Юпитера играет важную роль в жизни солнечной системы, не будь его, орбиты других планет сразу же изменились бы. Кроме того Юпитер берет на себя удар большинства крупных комет и неисчислимого множества метеоритов прилетающих из-за пределов солнечной системы. Без Юпитера постоянные катастрофы, с которыми пришлось бы иметь дело Земле, не позволили бы успешно развиться ее биосфере. Иногда объекты наподобие Юпитера, и примерно с такими же размерами или чуть больше, встречаются в глубинах межзвездного пространства. Их называют коричневыми карликами, это звезды которым не хватило массы, чтобы внутри них зажглись термоядерные реакции, поэтому они не излучают свет. Астрономы полагают, что Юпитер тоже стоит отнести к этому типу субзвезд. Будь он немного больше и тяжелее, тогда на нашем небосводе сияло бы два солнца. Однако, скорее всего, двойная звездная система изменила бы температурные условия на Земле и жизнь бы на ней так и не возникла.

Вот тут мы уже подходим к звездным масштабам. Самые маленькие среди полноценных звезд называются красными карликами. Проксима Центавра,  блажащая к нам звезда, типичный представитель этого типа. В диаметре она имеет 200 тысяч километров, а ее масса в 8 раз меньше солнечной. Температура поверхности 3000 градусов, считается холодной по звездным меркам, поэтому звезда имеет ярко выраженный красный оттенок. Красные карлики горят тускло и экономнее остальных звезд расходуют свое звездное топливо; в течение жизни они тратят его полностью. Поэтому их смерть самая спокойная. В конце жизни они не превращаются в красный гигант и не сбрасывают свои внешние оболочки, и уж тем более эти звезды не взрываются. Красные карлики просто медленно затухают, превращаясь в белые карлики. Благодаря своей экономности красные карлики живут очень долго. Например, Проксима Центавра, проживет в сотни раз дольше Солнца. Кроме того число этих карликовых звезд составляет большинство всех звезд в нашей вселенной. Именно возле них могут поселиться высокоразвитые цивилизации, после гибели собственного светила, потому что до момента своей гибели красные карлики могут дать предостаточно времени для дальнейшего развития. Чтобы наглядно представить размеры красных карликов нужно сказать, что расстояние между Луной и Землей 385 тысяч километров, это почти в два раз больше диаметра Проксимы и в 30 раз больше диаметра Земли.

Наше Солнце уже не карлик, а звезда средних размеров, имеющая среднюю среди звезд температуру поверхности в 6000 градусов, поэтому оно светится желтым светом. Солнце так же имеет среднюю массу и находится в середине своего жизненного пути. По всем показателям Солнце ничем невыдающийся середнячок. Диаметр Солнца в 7 раз больше диаметра Проксимы, в 10 раз больше диаметра Юпитера и в 120 раз больше диаметра Земли. Размер Солнца 1 миллион 400 тысяч километров это 1.4×10⁹ м, настолько больше размера Земли, насколько длина девятиэтажного дома больше длины ваших брюк. Масштабы и энергия Солнца поистине величественны, но существуют звезды бóльших размеров, чем Солнце. Взять, к примеру, Сириус, эту звезду тоже можно считать нашим соседом, кроме того она является ярчайшей звездой ночного неба. Все потому, Сириус – раскаленная белая звезда с температурой поверхности 10000 градусов, его диаметр почти в два раза длиннее, чем у солнца, и масса тоже вдвое больше. Размер 2 миллиона 400 тысяч километров (2.4×10⁹ м), его высокая температура и относительная близость к нам, делают эту звезду такой яркой. Сириус молодая звезда, намного моложе Солнца и вопреки поверьям о пришельцах с Сириуса, на его планетах скорей всего еще не успела развиться жизнь. Но даже в будущем сложные формы жизни, вероятно, вообще не смогут там развиться, поскольку Сириус проживет в 10 раз меньше солнца. Так устроена природа, что чем больше масса звезды, тем меньше ей отпущен срок. У Сириуса была звезда-компаньон, она была намного тяжелей его и уже сгорела. Сейчас неподалеку от Сириуса можно найти только белый карлик.

Ненадолго отвлечемся от звезд и снова поговорим о черных дырах. Черные дыры принято делить на три типа, критерием служит способ образования и масса. Мы пока знакомы только с двумя. Микроскопические черные дыры, которые могут родиться, при спонтанном столкновении частиц с экстремальной энергией. Они сразу же испаряются, поэтому никак не влияют на окружающий мир. Второй тип это черные дыры, оставшиеся от погибших звезд с очень большой массой. То как они образуются, называют гравитационным коллапсом, когда оставшееся от звезды вещество уже ничем не способно противостоять сжимающей его гравитации. Существует еще третий тип черных дыр, их называют сверхмассивными. Они родились, примерно в одно время с галактиками. Хотя точнее было бы сказать, что галактики зародились вокруг них. В ранней вселенной существовало много газа, который еще не успел превратиться в звезды. Он иногда образовывал облака такого размера, что они впоследствии, сжимались, минуя стадию звезды, сразу в черную дыру. Масса таких черных дыр намного превышала массу нынешних «звездных». Затем эти дыры только росли, поглощая соседний газ, оказавшиеся поблизости звезды и черные дыры меньших размеров. Когда галактика полностью сформировалась, сверхмассивная черная дыра, оказалась в ее центре. Современные астрономы считают, что почти каждая галактика должна содержать внутри себя сверхмассивную черную дыру. Та, что находится в центре нашей, имеет массу в 5 миллионов раз больше солнечной. Однако бывают сверхмассивные черные дыры и в миллиарды солнечных масс. Во вселенной нет, и не может быть ничего тяжелее этих объектов; а их гравитация способна оказывать значительное влияние на всю галактику. Размеры сверхмассивных черных дыр не столь внушительны, например черная дыра внутри нашей галактики, диаметром «всего» 40 миллионов километров (4×10¹⁰ м). Существуют даже звезды большие по размерам, но стоит вспомнить, что черная дыра лишь 15 километров в поперечнике может уничтожить нашу солнечную систему и ужаснутся тому, на что способны эти сверхмассивные монстры. Вообще черные дыры это удивительные объекты, физика разрешает им обладать любыми размерами от планковской длины и до…, а собственно, нет никакого «до», их верхний размер в принципе не ограничен. Но и черные дыры не всесильны перед природой, ученые говорят, что со временем все черные дыры испаряются, и когда-нибудь даже сверхмассивные должны будут полностью испариться.

Мы еще вернемся к сверхмассивным черным дырам, пока продолжим разговор про звезды. Следующий представитель в полтора раза больше сверхмассивной черной дыры нашей галактики, это Альдебаран – звезда с 2.5 массы солнца и диаметром 60 миллионов километров (6×10¹⁰ м). Ее размеры сопоставимы со средним расстоянием между Меркурием и Солнцем, а диаметр больше самого Солнца в четыре раза. Такие масштабы звезды обусловлены тем, что, несмотря на сопоставимость ее массы с массой Сириуса,  в отличие от него она уже прожила большую часть своей жизни. Поэтому поверхность Альдебарана холоднее, только 4000 градусов, а цвет звезды оранжевый. Альдебаран самая большая из ближайших к нам звезд средней массы.

Такую звезду, как Ригель уже нельзя отнести к классу звезд средней массы, его масса составляет 17 солнечных, а размер 100 миллионов километров (10¹¹ м). Он входит в категорию звезд называемых сверхгигантами. Ригель, как и Сириус, еще молод, поэтому имеет горячую поверхность и белый цвет. Однако из-за своей большой массы ему отпущено еще меньше времени. Жизнь Ригеля будет в 1000 раз короче, чем у солнца, а после смерти он взорвется вспышкой сверхновой. Другая звезда из класса сверхгигантов: Бетельгейзе, с такой же массой как у Ригеля, но уже старая, поэтому температура ее поверхности упала до 3000 градусов. Сама звезда приобрела красный цвет и раздулась до невероятных размеров. Причем размеры эти в 9 раз больше чем расстояние между Землей и Солнцем, равное 150 миллионам километров (1.5×10¹¹ м). Расстояния между Марсом и Солнцем 230 миллионов километров (2.3×10¹¹ м), но и это в 5 раз меньше диаметра Бетельгейзе. Его диаметр превышает даже расстояние между Юпитером и Солнцем, которое составляет 780 миллионов километров (7.8×10¹¹ м). Размер Бетельгейзе более миллиарда километров (10¹² м), и если бы его диаметр был длиной с девятиэтажный дом, то Земля стала бы блохой. Чтобы наглядно сравнить их объемы, нужно представить Бетельгейзе в качестве Земли, тогда сама Земля смотрелась бы как девятиэтажный дом на его поверхности.

Самая большая известная на сегодня звезда, носит название VY Большого Пса, ее размер еще в 3 раза больше чем у Бетельгейзе, то есть она имеет диаметр около 3 миллиардов километров (3×10¹² м) в 2000 раз больше солнечного. Очевидно, жизненный цикл VY Большого Пса уже подходит к концу. Из-за своей огромной массы в 25 солнц, после неизбежной смерти во взрыве сверхновой, остатки звезды обязательно сформируют черную дыру. Эта звезда рекордсмен только по объему. В космосе могут существовать звезды с массами и в 100 солнц, но значительно более плотные и меньшие по размеру. Такие звезды называют гипергигантами. Они очень не стабильны и имеют продолжительность жизни в сто тысяч раз меньше, чем у Солнца. Взрыв сверхновой от гипергигантов станет самым мощным и будет сопровождаться невероятным выбросом радиации, это еще один процесс который может рождать гамма-лучи сверхвысоких энергий. Рождение подобных звезд редкое явление, потому что любая неравномерность в распределении вещества столь большой массы приведет к формированию черной дыры. В большинстве случаев, объекты тяжелее 50 масс солнца сразу начинают превращаться в черные дыры. Иногда эти сжимающиеся шары раскаленного газа называют коллапсарами, их температура поверхности горячей, чем у любой звезды и может достигать ста тысяч градусов, что вызывает голубое или даже ярко синее свечение. Такая температура обусловлена отнюдь не ядерными реакциями, а гравитационным разгоном вещества. Размеры коллапсаров обычно тоже меньше, чем у звезды VY Большого Пса.

Размеры солнечной системы в свою очередь больше любых звезд и коллапсаров, мы даже не знаем где ее четкие границы. Расстояние до Нептуна, последней планеты солнечной системы, составляет 4 миллиарда 500 миллионов километров (4.5×10¹² м), ни одна звезда не может иметь такие размеры. Но и за Нептуном есть объекты солнечной системы, это астероиды и планетоиды из Пояса Койпера, в их числе Плутон и Эрида. Считается, что граница Пояса Койпера пролегает в районе 7 миллиардов 500 миллионов километров (7.5×10¹² м) от Солнца. Однако даже дальше можно встретить элементы солнечной системы, это кометы, которые могут удаляться от солнца на огромные расстояния. В отличие от астероидов из Пояса Койпера, так сложилось, что кометы имеют вытянутые орбиты, поэтому иногда они сближаются с солнцем, облетая его вокруг, а затем улетают в глубины космоса. Когда кометы подлетают к Солнцу, их скорость движения возрастает, вдобавок к этому сказывается солнечное излучение, и они постепенно начинают плавиться, оставляя за собой след. Тогда мы с Земли можем наблюдать их так называемые «хвосты». Кометы это всего лишь еще одно причудливое природное явления, никак не связанное с грядущими катастрофами, как считали наши предки. А мы – современные люди, можем гордиться не только тем, что осознали это. Мы смогли запустить космический аппарат, который достиг тех мест, в которых кроме комет ни одному объекту из нашей Солнечной системы побывать не доводилось. Сейчас (на момент 2010 года) зонд Вояджер-1 находится на расстоянии 17 миллиардов километров (1.7×10¹³ м) и продолжает удаляться от нас.

Все-таки солнечная система это структура, а не отдельный космический объект. В таких масштабах, уже тяжело найти что-то цельное, в полном смысле этого слова. Но есть один претендент на звание самого большого цельного объекта, который может подходить под эту категорию. Сверхмассивная черная дыра в центре нашей галактики относительно спокойна и в данный момент она не поглощает вещество. Но в центре других галактик астрономами были замечены гигантские источники излучения, их назвали квазарами. Ученые сделали выводы, что квазары это сверхмассивные черные дыры, которые находятся в активном состоянии. Что значит в активном состоянии? Это означает, что черная дыра активно поглощает близлежащие звезды, десятками, а может и сотнями, разрывая их на части. Звездное вещество в процессе поглощения закручивается и раскаляется, благодаря этому черная дыра сама превращается в источник излучения. Причем коэффициент излучения от вещества, поглощаемого черной дырой в 20 раз выше, чем у звезд, к тому же в процессе излучения одновременно участвует все вещество. Таким образом, квазары могут излучать в 10 триллионов раз больше энергии, чем наше Солнце, поэтому светимость квазаров зачастую даже ярче светимости всей остальной галактики! Их размеры могут достигать 100 миллиардов километров (10¹⁴ м), это в 20 раз больше чем расстояние от Солнца до Нептуна и в 10 миллионов раз больше диаметра Земли. Если сравнить наше Солнце с квазаром, то оно будет блохой на фоне девятиэтажного дома. Квазары так же, по всей видимости, могут являться единственными источниками гамма-лучей с длинами волн 10^-25 м, о которых ранее уже шла речь. Поэтому можно сказать, что более мощных и крупных объектов, чем квазары во вселенной не существует.

В космосе есть менее опасные, но куда более протяженные объекты, это туманности. Хотя они являются слишком разряженными субстанциями, чтобы считать их цельными космическими объектами. Это скорей структуры, содержащие в себе повышенную концентрацию межзвездной пыли и газа. Туманности отличаются друг от друга, как по размерам, так и по способу образования. Самые маленькие называют планетарными туманностями и не ясно, почему они получили такое название, поскольку планеты не имеют к ним никакого отношения. Планетарные туманности образуются, когда звезды средних масс в конце своей жизни, после многократного увеличения размеров, сбрасывают внешние оболочки, превращаясь в белых карликов. Звездное вещество рассеивается в космосе и формируется туманность. Планетарная туманность Кошачий глаз простирается на 4 триллиона 200 миллиардов километров (4.2×10¹⁵ м), это в 42 раза больше диаметра самых крупных квазаров, но в отличие от них она совершенно безобидна.

Дальше становится сложно выражать величины километрами, им на смену приходят световые годы. В природе ничего не может двигаться быстрее света, а скорость его умопомрачительна, за одну секунду свет способен 7 раз облететь землю.  Расстояние, которое свет проходит за год, вообще тяжело поддается представлению, это 9.5 триллионов километров (9.5×10¹⁵ м). Но мы уже добрались до таких масштабов, что световой год не кажется чем-то выдающимся, он всего в два раза больше туманности Кошачий глаз. Некоторые кометы способны отдалятся от Солнца на расстояния 1.6 световых лет (1.5×10¹⁶ м), однако дальше этого расстояния находится межзвездная пустота, в которой трудно встретить какой-либо объект. Область, в которой способны распространятся кометы, называют облаком Оорта. Его граница в радиусе 1.6 световых лет от Солнца, она так же является границей и нашей солнечной системы, ибо дальше уже нет объектов гравитационно зависящих от Солнца. На расстоянии 4.2 световых лет (4×10¹⁶ м) нам встретиться первая звезда, это Проксима Центавра. Расстояние до нее столь велико, что Вояджеру, который был запущен в 1977 году и на 2010 год находится в полете уже 33 года, чтобы достичь Проксимы, потребовалось бы 85000 лет полета. Если расстояние между Солнцем и Проксимой принять за диаметр Земли, то диаметр Солнца будет размером с длину ваших брюк, а расстояние между Москвой и Ижевском (сутки езды на поезде) станет сопоставимо с длиною блохи. До Сириуса дистанция еще в два раза больше, 8.6 световых лет (8.2×10¹⁶ м). В таком радиусе от Солнца помимо Сириуса может встретиться еще 8 звезд. В основном это красные карлики за исключением Альфа Центавры, которая как солнце имеет желтый цвет и является звездой средней массы; расположена она неподалеку от Проксимы.

Межзвездные расстояния сопоставимы со следующим типом туманностей, который образуется в результате сверхновых. Взрыв звезды распространяет по космосу гораздо больше звездного вещества, кроме того в результате взрывов в космос выбрасывается не только гелий и водород, но и тяжелые элементы, в том числе углерод что положен в основу нашей жизнедеятельности. Тяжелые элементы впоследствии формируют планеты вокруг новых звезд, поэтому своим существованием мы обязаны туманностям, которые создаются сверхновыми. Вещество под воздействием взрыва может очень далеко распространиться в космосе, поэтому такие туманности обычно больше планетарных. Самая известная это Крабовидная туманность – 11 световых лет (10¹⁷ м) в поперечнике. Она образовалась сравнительно недавно по астрономическим меркам, всего 1000 лет назад. Именно тогда китайские и арабские астрономы сделали в своих записях заметку, о звезде, которая стала настолько яркой, что видна была даже днем, а ночью освещала небо ярче луны. Так продолжалось около месяца, потом звезда погасла вовсе. Им довелось увидеть вспышку сверхновой, произошедшей в нашей галактике. С того момента и до наших дней сверхновые в нашей галактике больше не наблюдались, сегодня их изредка регистрируют в отдаленных галактиках. Современным астрономам остается довольствоваться только Крабовидной туманностью, что осталась на месте сверхновой, хотя они вряд ли обрадовались, если бы узнали, что вскоре должна взорваться одна из ближайших к нам звезд. Такое событие гипотетически может даже погубить жизнь на нашей планете. Но астрономы заверяют, что по близости нет звезд, которые могли бы представлять для нас опасность.

Наше Солнце это звезда одиночка, что считается редкостью. Обычно звездные системы состоят из нескольких звезд. Ближайшая к нам Проксима Центавра входит в тройную группу с Альфой Центавра и еще одной звездой. У Сириуса тоже когда-то была звезда-сосед, до того как не превратилась в белого карлик. Обычно в звездных группах расстояние между звездами небольшое, сравнимо с размерами солнечной системы, а сами они гравитационно связаны, и зачастую вращаются вокруг общего центра масс. Иногда в космосе можно встретить не просто группу, а целое звездное скопление, включающее в себя десятки тысяч звезд. Среди таких больших групп выделяют шаровые скопления, как наиболее ярко выраженные и многочисленные. Концентрация звезд в шаровых скоплениях в миллион раз выше, чем окрестностях солнца, а средняя ширина скоплений составляет 100 световых лет (9.5×10¹⁷ м). Случается даже так, что звезды там могут столкнуться. На удивление, при такой катастрофе вспышка будет слабее, чем сверхновая, к тому же это событие будет созидательным процессом, потому что, когда сталкиваются малые или средние звезды, происходит образованию одной массивной звезды. Новая звезда будет гореть намного ярче, поэтому можно сказать, что сливаясь, звезды омолаживаются.

Сверхгиганты, которые были выше нами рассмотрены, достаточно удалены от нас. Бетельгейзе на расстояние 430 световых лет (4×10¹⁸ м), а Ригель на 730 световых лет (7×10¹⁸ м). Однако даже столь далеко расположенные друг от друга звезды могут быть родственниками. Чтобы объяснить почему, нам нужно рассмотреть еще один, самый большой тип туманностей, называемый молекулярными облаками. Их происхождение не имеет прямой связи со смертью какой-то определенной звезды, как у планетарных туманностей и остатков сверхновых. Молекулярные облака образуются за счет гравитации, которая собирает разряженный в пространстве газ. Если планетарные туманности и остатки сверхновых стремятся рассеяться в космосе, то эти туманности напротив, концентрируются. Самое крупное из известных нам молекулярных облаков, находится в соседней галактике, и называется Туманностью Тарантула, которая протянулась на 900 световых лет (8.5×10¹⁸ м). Еще одна ее примечательность в том, что  внутри нее рождаются звезды. Мы может судить об этом по Туманности Ориона, которая тоже является молекулярным облаком, хоть и значительно меньшим, чем Туманность Тарантула. Однако она находиться ближе к нам, так что ее видно невооруженным глазом, а с помощью телескопов мы даже можем рассмотреть внутри нее протопланетные диски. Это плотные сгустки газа и пыли, из которых гравитация впоследствии создаст звезды с планетами. Внутри больших туманностей, всегда будут возникать более концентрированные области, это и запускает процесс звездной инкубации. Звезды в такой колыбели всегда образуются целым выводком, но чаще всего в дальнейшем гравитация разрывает связь с большинством из их сестер. Взаимодействие гравитационных полей одни звезды может вытолкнуть далеко в космос, а другие, напротив, сблизить в группы. Наше солнце тоже могло родиться в такой большой туманности, как Туманность Тарантула. Однако в космосе все движется и вероятно родственников Солнца уже давно раскидало по галактике, и возможно, что многие из них уже умерли, потому как оказались более массивными.

Все звезды, так или иначе, умирают и в конце своей жизни выбрасывают часть вещества в космос, оно рассевается, чтобы где-то вновь образовать молекулярные облака, в которых сформируются новые звезды. Похоже на один большой космический круговорот жизни (см. рис.6), однако это не совсем так. Планеты, коричневые карлики, а так же остатки погибших звезд: белые карлики, нейтронные звезды и черные дыры – все эти объекты больше не учувствуют в круговороте, навсегда забирая космическое вещество себе. Поэтому со временем процесс звездообразования становится менее интенсивным и однажды прекратится вовсе. Когда догорят последние звезды во вселенной останутся только эти жадные астрономические тела, которые больше не желают делиться космическим веществом. А так как они не излучают света, то космос погрузится во мрак. Сейчас же рециркуляция вещества происходит во многом благодаря гравитации галактик, в которых и сконцентрированы звезды. Если бы не было галактик, то вещество от погибших звезд рассеялось бы в пустоте космоса и никогда бы не сформировало больших туманностей.

Здесь от межзвездных расстояний мы уже переходим к галактикам. Охарактеризовать галактики как большие звездные скопления было бы неправильным. Галактики содержат не только звезды, а так же межзвездные газ и пыль в количестве одного процента от массы всех звезд. Именно внутри галактик обитают и все необычные астрономические объекты, рассмотренные нами. Галактики лучше сравнить с островами вещества в необъятном космосе пустоты. Размеры галактик огромны, но в зависимости от их формы различаются между собой. Наша галактика Млечный Путь является спиральной, это плоский диск, состоящий из закрученных рукавов, в состав которого входит около 300 миллионов звезд. Спиральную форму галактика приобрела за счет своего однородного вращения. Толщина Млечного Пути в том месте, где находится Солнце 1500 световых лет (1.4×10¹⁹ м). Иногда в ясную погоду, эту полосу можно увидеть на ночном небе. Солнечная система находится в рукаве Ориона, от другого ближайшего рукава, названного рукавом Персея, нас отделяет 6500 световых лет (6.2×10¹⁹ м). Млечный путь большая галактика, и она имеет галактики-спутники, которых удерживает гравитацией, как солнце удерживает планеты. Галактики-спутники обычно относятся к другому типу галактик, которые называют неправильными. Они меньших размеров, не имеют в своем центре черных дыр, да вообще собственно у них и нет четко выраженного центра. Из-за влияния крупных галактик, их структура хаотична, а форма походит на облако. Крупнейшие спутники Млечного пути так и названы, это Магеллановы облака. Размер Большого Магелланова облака равен 14 тысяч световых лет (1.3×10²⁰ м), почти в 10 раз меньше Млечного пути. Наше местоположение находится ближе к краю галактики, от центра нас отделяет 28 тысяч световых лет (2.6×10²⁰ м), но это в два раза больше всей протяженности Большого Магелланова облака. Весь же диаметр галактического диска Млечного пути составляет около 100 тысяч световых лет (9.5×10²⁰ м). Однако расстояние, на которое от нас удалено Большое Магелланово облако еще больше это 180 тысяч световых лет (1.7×10²¹ м). Галактики настолько огромны, что если взять диаметр диска Млечного пути за диаметр Земли, тогда сверхгигант Ригель, который в 100 раз шире Солнца, будет размером с блоху.

Наша соседка, самая близкая полноценная спиральная галактика, Туманность Андромеды, еще крупнее Млечного пути. Ее диаметр 260 тысяч световых лет (2.5×10²¹ м) и сверхмассивная черная дыра в ее центре тоже должна быть крупнее. Название «туманность» не соответствует своему астрономическому смыслу. Изначально, когда еще о самих галактиках ничего не было известно, люди заметили, что этот объект не выглядит точечным как звезда, а имеет протяженность. Это еще раз доказывает величественность галактик, что даже невооруженным взглядом можно увидеть их форму, несмотря на невероятную удаленность. А расстояние от нас до Туманности Андромеды 2.5 миллиона световых лет (2.4×10²² м), в 10 раз больше чем длина ее диаметра. Несмотря на такие размеры галактик, учитывая межзвездные расстояния, можно говорить, что галактики состоят из пустоты. Эта ситуация очень схожа с устройством атомов и пустотами между частицами внутри них. Межзвездная пустота поражает воображение, но в таком случае межгалактическую пустоту даже сложно представить. Возьмем расстояние до Туманности Андромеды за длину девятиэтажки, тогда шаровое скопление из десятков тысяч звезд будет размером с длину блохи.

Галактика Треугольника еще одна близкая к нам галактика, расстояние до нее такое же, как до Туманности Андромеды, но размеры ее в два раза меньше Млечного пути. Три этих спиральных галактики и 50 их меньших галактик-спутников образуют скопление галактик, которое называют Местной группой. Протяженность этого скопления 5 миллионов 200 тысяч световых лет (4.9×10²² м). Астрономы обнаружили интересный факт, что могут существовать галактики превышающие размерами наше скопление. Галактика IC1101 самая большая из известных, имеет диаметр 6 миллионов световых лет (5.7×10²² м). Она является эллиптической галактикой. Представители этого типа, имеют сплющенную, сферическую форму. Звезды внутри них движутся по разным, несвязанным орбитам, поэтому единого вращения у таких галактик не наблюдается. Малые эллиптические галактики – это спиральные на стадии зарождения, а крупные эллиптические галактики образуются, когда сливаются несколько спиральных. В будущем туманность Андромеды столкнется с нашей галактикой, и они объединятся в единую эллиптическую. Но даже самые большие эллиптические галактики не могут превышать в размерах крупные скопления. Однако скопления в отличие от галактик со временем уменьшаются. Хотя известно, что вселенная расширяется, и галактики удаляются. Однако те галактики, что входят в скопления, находятся на таких расстояниях друг от друга, где гравитация еще способна противостоять расширению, и притягивает их. Со временем не только туманность Андромеды сольется с нашей, но и все галактики в Местной группе превратятся в одну большую галактику. То же самое случится и с другими скоплениями.

Скопления галактик входят в следующий уровень космической иерархии: сверхскопления. В отличие от скоплений, сверхскопления слабосвязанные структуры. Под воздействием расширения вселенной они со временем деформируются и, в конце концов, могут разрушиться. От нашей Местной группы до ближайшего Скопления Девы 60 миллионов световых лет (5.7×10²³ м), и мы точно знаем, что оно от нас удаляется. Сверхскопление, частью которого являются оба этих скопления, со временем все сильнее вытягивается. Его называют Сверхскоплением Девы, потому что Скопление Девы в нем самое большое и находится в его центре. Всего в Сверхскоплении Девы, наряду с Местной группой и Скоплением Девы насчитывается около сотни других скоплений. Сверхскопления своей формой напоминают нитевидные полосы, в которых располагаются скопления галактик. Нити одних сверхскоплений перетекают в нити других, так что четкой структуры они не имеют. Расстояние от нас до другого самого близкого сверхскопления 140 миллионов световых лет (1.3×10²⁴ м), а протяженность нашего Сверхскопления Девы около 200 миллионов световых лет (1.9×10²⁴ м).

На бóльших расстояниях вселенная выглядит однородной. Нити сверхскоплений образуют гигантскую космическую паутину, и на таком масштабе вселенная похожа на пористую губку с уплотнениями из сверхскоплений и с большими пространствами между ними. Эти гигантские пустоты называются войдами. На протяжении десятков и даже сотен миллионов световых лет внутри войдов может не встретиться ни одной галактики. Самая большая пустота, которую наблюдали астрономы, это Великий Войд, его протяженность 1 миллиард световых лет (9.5×10²⁴ м). Расстояния межгалактических пустот в скоплениях по сравнению с ним, выгладят как длина брюк, на фоне длины девятиэтажного дома. Становится понятно, что определить Великий Войд, как что-то безумно огромное, это еще слишком мягко сказано, но давайте к тому же выясним насколько он пуст. Так, например, на нашей планете в естественных условиях пустоты не может быть совсем, поскольку в одном кубическом сантиметре воздуха всегда содержится порядка 10²⁰ атомов. Если вы думаете, что с помощью ультрасовременного оборудования человек научился создавать абсолютную пустоту, то тут вы тоже ошибаетесь, потому что самый разряженный вакуум созданный человеком имел плотность более 100000 (10⁵) атомов на один кубический сантиметр. Внутри галактик, в межзвездных пустотах плотность не более одного атома на кубический сантиметр. В межгалактических пустотах не более атома на кубический метр. А вот средняя плотность Великого Войда стремится к значению один атом на кубический километр, и такая пустота тянется целый миллиард световых лет!

Однако Великий Войд считается аномалией, обычно размеры войдов в пять раз меньше. Так же, не смотря на однородность крупномасштабной структуры вселенной, кроме сверхпустот, встречаются и сверхуплотнения, пока обнаружены только два таких объекта и их назвали «Великими стенами», наверное, в честь грандиозного памятника китайского народа. Великие стены это очень большие сверхскопления. Бóльшая из стен, Великая стена Слоуна, протянулась в пространстве на 1 миллиард 300 миллионов световых лет (1.2×10²⁵ м), и является самой крупной космической структурой обнаруженной человеком. Но вообще любые сверхскопления и войды размерами больше 200 миллионов световых лет, это исключения из правил, подавляющее количество укладывается в данные рамки. Наблюдая за крупномасштабной структурой вселенной, астрономы вычислили, что на всем своем протяжении вселенная выглядит одинаково, как однородная паутина из сверхскоплений. Но зачем им нужны были расчеты, если и так все видно. Проблема в том, что мы не видим всю вселенную. Вот тут мы подошли к вопросу, который был задан еще в самом начале пути в мир космических масштабов. Где предел видимого космоса, и почему мы не можем увидеть всю вселенную целиком.

Граница находится на расстоянии 13 миллиардов 700 миллионов световых лет (1.3×10²⁶ м). Почему именно на таком расстоянии? Причина заключается в том, что когда мы смотрим в космос, это не только взгляд вдаль, мы так же смотрим в прошлое. Луну мы видим такой, какой она была секунду назад. Свет от солнца идет восемь минут. От ближайших звезд свет добирается до нас за десятки лет; от галактик за миллионы. Когда наши телескопы улавливают свет, который проделал путь более 10 миллиардов лет, то мы знаем, что он испущен первыми сформировавшимися объектами во вселенной. Тогда еще не было полноценных галактик, уже существовали отдельные звезды, но их не увидеть в телескопы. Единственные доступные наблюдению  объекты, которые находятся так далеко или существовали так давно, что в данном случае равнозначно, это квазары. Сверхмассивные черные дыры, активно поглощавшие первичный газ, они были зародышами будущих галактик. Со временем большинство квазаров затухли, и вокруг сверхмассивных черных дыр по спирали выстроились звезды. Дальше 13.6 миллиардов световых лет вообще уже нельзя различить никакие объекты, да там тогда их еще и не было. Все что оттуда к нам доходит это только излучение от большого взрыва, в котором родилась наша вселенная, и было это 13 миллиардов 700 миллионов лет назад. Поэтому мы не можем видеть дальше.

Область доступную наблюдениям называют метагалактикой, хотя сейчас этот термин уже редко употребляется, сегодня чаще можно услышать просто «наблюдаемая вселенная». Прежде всего этот термин предпочтительней потому, что данная область не является структурой, как галактика. Но значит ли это, что наблюдаемую вселенную можно представить как сферу, в центре которой находимся мы, а чем дальше от нас видимый объект, тем отдаленней он находится в прошлом. В таком случае, получается, что на границе этой сферы мы фактически увидим рождение мира. На самом деле такой объект не будет похож на сферу, так как пространство с момента большого взрыва расширялось, а значит, чем дальше мы смотрим в космос, тем меньшие размеры вселенной в нем наблюдаем, а рождение вселенной вообще должно быть сконцентрировано в одной точке, а не быть размазанным по границам сферы. В принципе подобный объект вообще трудно изобразить, поэтому наглядно представить, как выглядит вся наблюдаемая вселенная невозможно. Но можно продемонстрировать, как выглядит та часть наблюдаемой вселенной, которая доступна нашему взгляду с определенной точки поверхности земли, ее называют световым конусом (см. рис.7.1). Световой конус демонстрирует не только пространство, но и время (точнее все состояния пространства во времени). С течением времени вселенная расширяется и толщина конуса увеличивается, это и есть демонстрация расширения вселенной. В дальних областях мы наблюдаем вселенную меньшей по размеру, а те объекты, которые находятся ближе к нам, распологаются в большей по размеру вселенной, что наглядно демонстриуется увеличением толщины конуса. Поэтому в дальнейшем, когда будете воображать как выглядит зона вашего обзора вселенной с земли (см. рис.7.2), не забывайте мысленно накладывать на нее световой конус.

Если сказать, что диаметр наблюдаемой вселенной равен 27.4 миллиардов световых лет (радиус наблюдения – 13.7 млрд., умноженный на два), это будет не совсем корректно. Из-за расширения пространства мы не можем видеть истинные границы наблюдаемой вселенной. Нас ограничивает прошлое и не дает видеть дальше 13.7 миллиардов световых лет. Но те объекты, которые, как нам кажется, находятся вблизи этой границы, сейчас уже за счет расширения вселенной отдалились на расстояние 46.5 миллиардов световых лет (см. рис.8). Поэтому диаметр наблюдаемой вселенной, такой, каков он есть на самом деле, это 93 миллиарда световых лет (8.8×10²⁶ м). Чтобы понять масштаб, вновь применим аналогию. Пусть диаметр наблюдаемой вселенной станет равным диаметру Земли, тогда диаметр Млечного пути будет меньше длины девятиэтажного дома, а расстояние от нас до Проксимы Центавра меньше размера блохи.

Однако наблюдаемая вселенная, это не все мироздание. Вселенная простирается и за пределы доступного нашему взору. То, что мы видим на границе наблюдаемой вселенной, на расстоянии 13.7 миллиардов, и что в действительности отдалилось уже на 46.5 миллиардов световых лет, это частицы, рожденные большим взрывом. Пока излучение от них дошло до нас, оно уже настолько остыло, что длина электромагнитных волн сместилась в сторону микроволнового спектра радиочастот. Только вот мы видим не все частицы рожденные большим взрывом. Уже тогда в самом начале большого взрыва некоторые частицы удалялись друг от друга быстрее скорости света. Тут нет противоречия с теорией относительности, она запрещает объектам двигаться быстрее скорости света, но в этом случае не частицы движутся, а расширяется пространство между ними. Получается что частицы, которые еще в первые моменты рождения вселенной разлетались быстрее скорости света от тех частиц, из которых произошли объекты нашей наблюдаемой области, уже не будут доступны восприятию (см. рис.9). Из этих частиц тоже образовались галактики, которые сейчас удаляются быстрее скорости света, и теперь от нас их отделяет невообразимое расстояние. Иногда дистанцию до границ наблюдаемой вселенной, так и называют горизонтом частиц.

Время идет, следовательно, горизонт частиц отодвигается от нас. Через миллиард лет, горизонт частиц будет, находится на расстоянии уже в 14.7 миллиардов световых лет, через два на расстоянии в 15.7 миллиардов световых лет и так далее. Поэтому в будущем радиус наблюдаемой вселенной будет расти. Однако пространство тоже расширяется, и галактики удаляются. Это значит что, не смотря на увеличение размеров наблюдаемой вселенной, общее количество галактик в ее пределах не увеличиться. Напротив, со временем мы будем наблюдать все меньше и меньше галактик в небе. Так происходит потому, что расширение пространства это такое явление, при котором чем дальше объекты находятся друг от друга, тем быстрее удаляются. Галактики удаляются от нас, значит, становятся дальше к нам в пространстве, и чем дальше они становятся, тем быстрее удаляются. А галактики, улетающие от нас быстрее скорости света, уже не будут доступны наблюдению, потому что испущенный ими свет, никогда не сможет догнать нашу галактику. Поэтому как бы это не парадоксально звучало, несмотря на расширение вселенной, объектов в наблюдаемой вселенной со временем будет становиться все меньше и меньше.

Ученые многое могут сказать про наблюдаемую вселенную, даже есть возможность подсчитать количество частиц внутри нее. На основе статистических данных по распределению вещества они сделали вывод, что в наблюдаемой вселенной при ее нынешнем состоянии содержится около 10⁸⁰ кварков, 10⁸⁰ электронов и 10⁸⁷ нейтрино. Здесь хочется отметить, что число нейтрино в 10 миллионов раз больше, чем число электронов и кварков вместе взятых. Остальные типы частиц материи (вторые и третьи поколения), как уже говорилось, нестабильны, и если им удастся возникнуть в результате столкновений, то они не просуществуют даже секунды, тоже касается античастиц, после рождения они практически сразу аннигилируют. Помимо частиц было подсчитано и количество астрономических объектов. Результат подсчетов, говорит нам о том, что в пределах наблюдаемой вселенной находится 100 миллионов галактик, которые в общей сложности содержат 10²³ звезд и примерно такое же количество планет!

Про всю вселенную мы, однако, вообще не можем сказать, что-либо однозначно. Мы не знаем, насколько она велика, особенно учитывая ее постоянное расширение, из-за которого отдаленные области будут удаляться намного быстрее скорости света. Не исключено, что вселенная вообще бесконечна. Такой вариант кажется нам непостижимым. Если это действительно так, тут есть интересный момент, связанный с природой бесконечности. Когда имеется бесконечное количество возможностей, то обязательно возникнут случайности и совпадения.

Чтобы более подробно объяснить эту особенность бесконечности, предлагаю обратить внимание на число Пи. Оно равно 3.141592… и до бесконечности, причем в последовательности цифр после запятой нет закономерности, она хаотична. Учитывая это, можно сделать вывод, что будут встречаться редкие и повторяющиеся комбинации цифр. Например, после 761 знака после запятой подряд стоят шесть девяток. Если бы мы могли увидеть всю бесконечность цифр после запятой, то убедились бы в том, что там могут встретиться всевозможные комбинации. Дальше еще интересней, если мы запишем число Пи в двоичной системе, то оно будет выглядеть так 11.00100100001111110110…до бесконечности. Таким образом, мы получим бесконечный код, в котором может встретиться такая комбинация единиц и нулей, которая сейчас хранится у вас на жестком диске компьютера. Более того в этом коде может встретиться информация со всех жестких дисков планеты. В нем найдутся все книги и фильмы, как уже написанные и отснятые, так и те, которые только будут созданы в будущем. В конце концов, в этом коде можно будет найти информацию обо всей вселенной, ее истории, ее будущем, о будущем каждого из нас в любом варианте развития событий. Причем этот подробный «трактат обо всем» встретится в коде числа Пи не один раз, а бесконечное количество раз*.

Так же и в случае с бесконечной вселенной, где-то далеко может встретиться все что угодно. При помощи статистического анализа с учетом данных о распределении вещества было подсчитано, что если вся вселенная представляет собой однородную паутину из сверхскоплений, то на расстоянии 10 в степени 10²⁸ м от Земли должна встретиться другая такая же Земля. Там сидит ваша точная копия и читает эту же самую книгу, написанную точной копией меня!  10 в степени 10²⁸ – это единица с 10²⁸ нулями, просто невообразимое число, если бы кто-нибудь смог записать его в строчку, то оно было бы длиной с наблюдаемую вселенную. И это столько метров отделяет нас от наших двойников, непостижимое расстояние, однако для бесконечности это ерунда. Поэтому еще дальше в глубине пространства может встретиться бесконечное количество ваших и моих копий.

Многих пугает такая непостижимость бесконечного пространства, и они считают, что вселенная конечна. Естественно не в том смысле, что если мы очень долго будем лететь в глубины космоса, то однажды наткнемся на стенку. Это скорей похоже на поверхность планеты. В какую бы сторону мы ни направились на Земле, все равно вернемся обратно, потому что она круглая. Так же и вселенная может конечной, но безграничной, подобно поверхности четырехмерной сферы. Тем не менее, последние исследования геометрии космоса говорят, что, по всей видимости, вселенная не может быть сферой, поскольку она плоская. Плоская вселенная это значит, что параллельные прямые в ней никогда не расходятся и, уж тем более, никогда не сойдутся. Этого нельзя сказать про поверхность земли. Меридианы являются параллельными прямыми, но они расходятся ближе к экватору и сходятся на полюсах, потому что поверхность сферы это всегда искривленная поверхность. Однако существуют и другие формы, которые замкнуты, но в тоже время плоские. Многие космологи склоняются к тору, простейшей из подобных форм. Тор это математическое название фигуры типа бублика. Чтобы объяснить, почему его поверхность прямая надо понимать, как его можно сделать из плоской фигуры. Если бы мы взяли квадратный лист бумаги то, как его не крути, сферу из него мы не склеим. Тор же получить довольно просто. Нам нужно скрутить лист в трубку, а затем, скрутив трубку и склеив ее концы, получим баранку, вот вам и тор. Звучит немного забавно, но вполне возможно, что вселенная это поверхность четырехмерного бублика. Даже в этом случае ее размеры могут многократно превышать наблюдаемую нами область. Некоторые из теорий, которые предполагают, что вселенная конечна, говорят, что ее истинные размеры могут превышать диаметр наблюдаемой вселенной на сотни порядков*. К примеру, сама наблюдаемая вселенная больше высоты человека только на 26 порядков, а планковской длины на 62 порядка.

Чтобы окончательно определить форму вселенной и установить является ли она бесконечной ученые пристально вглядываются в снимки микроволнового излучения, того самого что приходит к нам с границ наблюдаемой вселенной от только что образованных большим взрывом частиц. Они пытаются найти там некие закономерности, которые рассказывают о вселенной гораздо больше, чем простые астрономические наблюдения, ведь фактически это снимки новорожденной вселенной. Одна из закономерностей, которую ученые пытаются найти это эффект зеркал. Чтобы понять, что это значит, представим, что вселенная была бы размером с нашу комнату и при этом она являлась бы замкнутой, то есть конечной, но безграничной. В таком случае вам бы показалось, что вы находитесь в необычной комнате зеркал. Вы зависли в воздухе и смотрите вперед, но видите там не отражение, как в зеркале, а спину своей копии и за ней еще бесчисленное количество других ваших копий. Посмотрите вверх и увидите ноги ваших копий уходящих вверх, а внизу головы. На самом деле это все один человек – вы, оказавшийся в маленькой замкнутой вселенной. Попробуйте кинуть камень в спину свой копии, и тут же почувствуете удар сзади. Все эти зеркальные особенности должны были повлиять на первичное излучение. Пока что эффект зеркал не был обнаружен, возможно потому что наши карты ранней вселенной еще слишком низкого разрешения. Следующая попытка определить форму вселенной состоится, когда космический зонд Планк, запущенный в 2009 году, завершит свою работу по сканированию неба и передаст данные для обработки.

Эти данные помогут разрешить некоторые споры касательно рождения вселенной, а так же они способны доказать или опровергнуть теории, которые предполагают существование параллельных вселенных. Это может быть еще одним потрясением для тех, кто страшится бесконечности. Потому что даже если наша вселенная окажется конечной, то помимо нее может существовать бесконечное количество параллельных вселенных.

следующая глава...