Есть несколько вопросов, которые часто возникают при обсуждении Большого взрыва и расширения Вселенной. Возможно, наиболее важные звучат так: «Если пространство постоянно расширяется, то во что оно расширяется?» и, «Если Вселенная расширяется, то почему галактика Андромеды вот-вот столкнется с нашим Млечным Путем? Разве не должно расстояние между ними увеличиваться?».
Как выясняется, есть два возможных ответа на этот вопрос, в зависимости от того, какие предположения мы делаем. Мы можем предположить, что Вселенная бесконечна, или, наоборот, мы можем предположить, что Вселенная имеет конечный размер.
Вселенная бесконечна
Если мы предположим, что Вселенная бесконечна, то получается, что она ни во что не расширяется. Как может расширяться то, что уже бесконечно? Скорее тут речь идет о том, что Вселенная растягивается (это тонкое различие, но важное). Проще говоря, каждая область Вселенной, каждое расстояние между каждой парой галактик «растягивается», раздвигается как резина.
Это кажется наиболее вероятным сценарием. Наши текущие теории указывают на то, что при обсуждении расширения Вселенной галактики, по сути, неподвижны. Они никуда не движутся, движется само пространство.
Со временем пространство между галактиками «растягивается», как резиновый лист. Таким образом, несмотря на то, что галактики вообще не перемещались в пространстве, они все же удалились друг от друга, потому что пространство между ними растянулось. Поэтому, если вам нужно будет ответить на вопрос о расширении Вселенной, просто отвечайте: «Она не расширяется, она растягивается».
Опять же, бесконечная Вселенная кажется наиболее точным представлением о космосе. Но давайте посмотрим на конечную Вселенную, просто ради аргументов.
Вселенная конечна
К сожалению, жизнь в ограниченной Вселенной делает ответы на вышеупомянутые вопросы немного более сложными. Это происходит из-за того, что, если мы предположим, что Вселенная конечна, то получается что мы в ней застряли (очевидно, что мы никогда не сможем выйти за ее пределы), и не сможем сказать во что расширяется пространство. Мы этого просто не знаем и узнать никогда не сможем.
Более того, мы даже в фантазиях не сможем представить, как может выглядеть внешний мир. А все потому, что наш мозг жестко запрограммирован физическими законами, действующими внутри Вселенной (это немного похоже на попытку представить себе то чего никогда не видел, и никто не видел, и никто даже намекнуть не может что это такое).
Хотя мы всегда можем обратиться к теории Мультивселенной, чтобы получить хоть какое-то представление о том, во что может расширяться Вселенная, если она конечна.
Андромеда
Теперь перейдем ко второму вопросу: почему мы находимся на пути космического столкновения с Андромедой?
Чтобы ответить на этот вопрос, важно отметить, что до сих пор мы обсуждали чрезвычайно большие вещи и пытались объяснить Вселенную в целом. Вселенная в целом велика. Очень велика. И сверхмассивна. По сравнению со Вселенной Млечный Путь и Андромеда просто маленькие точки.
Если смотреть на эти относительно небольшие масштабы, эффект растяжения Вселенной подавляется другими силами (гравитация галактики, гравитация Солнца, гравитация Земли, субатомные силы и т.д.)
Говоря двумя словами несмотря на постоянное расширение пространства между некоторыми галактиками существует взаимосвязь. Сильное гравитационное притяжение между Млечным Путем и Андромедой побеждает темную энергию, пытающуюся их разлучить, что в конечном итоге и приведет их к столкновению. (Подробнее об этом чуть позже.)
Как отмечает астроном Дейв Ротштейн: «Только когда мы смотрим на достаточно большие расстояния во Вселенной, эффект растяжения Вселенной становится заметным выше эффектов локальной гравитации и других сил, которые стремятся удерживать вещи вместе».
