Это зависит от того, что мы подразумеваем под словом «Вселенная». В современной космологии это слово может иметь три основных значения:
– «Наблюдаемая Вселенная». Это максимальный объем «Вселенной», которую мы можем увидеть в свои телескопы. Поскольку «известная Вселенная» (см. 2-е определение) расширяется то, чем дальше мы смотрим, тем быстрее все удаляется. На определенном расстоянии все движется уже быстрее скорости света, поэтому мы никогда не сможем ничего увидеть, независимо от того, насколько хороший телескоп мы построим. Тут стоит отметить, что расширение со сверхсветовой скоростью не противоречит специальной теории относительности Эйнштейна, поскольку расширяется само пространство, а закон не применим к пространству, а применим только к материи, движущейся в пространстве. Таким образом в расширяющемся пространстве два объекта могут двигаться относительно друг от друга быстрее света.
– «Известная Вселенная». Это все пространство-время, материя, энергия и т. д., возникшие в результате Большого взрыва. Она определенно такая же большая, как и наблюдаемая Вселенная, или даже больше, поскольку включает в себя все пространство, удаляющееся от нас быстрее, чем свет.
– «Вселенная известная и неизведанная». Это первоначальное определение слова «Вселенная», означающего всё. Сегодня космологи говорят о «Мультивселенной», имея в виду, возможно, бесконечное количество «Вселенных», подобных нашей собственной. Однако это осложняется тем, что термин «мультивселенная» иногда используется для описания нескольких сосуществующих версий нашей собственной Вселенной или нескольких областей внутри «известной Вселенной», которые не могут «видеть» друг друга, поскольку находятся за пределами их наблюдаемых горизонтов.
Итак, отвечая на первоначальный вопрос…
– «Наблюдаемая Вселенная». За пределами наблюдаемой Вселенной определенно есть пространство, но является ли оно «пустым» — это другой вопрос (см. ниже).
– «Известная Вселенная». Никто не знает. И я имею в виду, что действительно НИКТО. Любой, кто кажет, что что-то «знает», в лучшем случае излишне самоуверен, а в худшем — просто болтун и врун.
– «Вселенная известная и неизведанная». Нет, по определению.
Теперь более подробно
Мы многое знаем с высокой долей уверенности. Например, мы уверены в том, что наблюдаемая Вселенная когда-то была намного меньше и горячее, чем сегодня. Мы думаем, что Вселенная прошла период «раздувания» в первую очень небольшую долю секунды и что она началась как сингулярность или что-то в этом роде. Хотя понятие сингулярности несколько напрягает физиков, и вполне ожидаемо, что на будет в конце концов будет опровергнута. Но сам «Большой взрыв» вряд ли будет доказан как ошибочный.
Кроме того, это в основном гипотезы и предположения. У нашей Вселенной может быть несколько историй. И вероятно может быть какое-то «снаружи», о котором никто ничего не знает.
Возникает действительно некоторая запутанность, поскольку никто не знает, насколько велика известная Вселенная. Мы примерно знаем, насколько велика наблюдаемая Вселенная, и когда вы видите, например, оценки «количества звезд во Вселенной», то почти всегда эта оценка относится к наблюдаемой Вселенной, потому что никто не знает, сколько звезд находится за пределами наблюдаемой Вселенной.
Некоторые люди думают, что объем пространства во Вселенной бесконечен, хотя началось все с чрезвычайно маленького объема в момент Большого взрыва. И в этом есть два действительно запутанных аспекта: во-первых, это означает, что пространство стало бесконечно большим за конечный период времени, и во-вторых это означает, что могут существовать и другие бесконечно большие Вселенные-пузыри где-то еще в космосе.
Вопрос проблематичен еще и из-за слов «снаружи» и «пусто».
В известной Вселенной пространство никогда не бывает пустым. Даже если в нем ничего нет. Это связано с тем, что принцип неопределенности запрещает любое известное значение энергии, возникающее в известный момент времени, поскольку «любое значение» включает ноль. Этот закон требует, чтобы всегда существовала возможность появления некоторой энергии. В результате «пустое» пространство объединяется с «виртуальными частицами», появляющимися и исчезающими. Если бы вся мультивселенная вела себя одинаково (а мы незнаем так это или нет), то можно было бы считать ее «пустой»?
«Снаружи» тоже сложно для понимания, поскольку маловероятно, что что-то «за пределами» нашей Вселенной можно описать, используя то, что мы обычно понимает под «пространством» и «временем». Могут существовать множество измерений, некоторые из которых (или даже все) «снаружи» могут вести себя иначе, чем те, которые мы наблюдаем в настоящее время.
Предположим, что единственное место, где существуют традиционные измерения — это наша собственная «известная Вселенная», но где-то еще есть много измерений, которые однонаправлены (как время) или просто каким-то образом отличаются как от пространства, так и от времени. Тогда можно было бы сказать, что есть что-то «внешнее», но у него нет никакого «пространства», или наоборот, что «внешнего» не существует, потому что «внешнее» требует «пространства».
Тогда есть вероятность того, что «внешние» измерения на самом деле окружают нас повсюду, но мы их не ощущаем, потому что они слишком «маленькие». В других местах это могут быть пузыри, подобные нашей Вселенной, соединенные с нами этими крошечными завернутыми измерениями. Если бы мы могли каким-то образом развернуть эти измерения, тогда мы могли бы путешествовать в другие «Вселенные», но маловероятно, что это будет возможно. Однако тот факт, что это можно рассматривать, заставляет задуматься над тем, а действительно ли то, что другая Вселенная-пузырь находится «за пределами» нашей или нет.
