จักรวาลจะไม่มีที่สิ้นสุดได้อย่างไร?

ตอบ:

มันไม่สามารถ … ทั้งขนาดและอายุ เอกภพต้องมีขอบเขต จำกัด ตามอายุหรือขนาด (หรือทั้งสองอย่าง) เนื่องจากท้องฟ้ายามค่ำคืนมืด นับตั้งแต่การค้นพบบิ๊กแบงเราได้พิจารณาว่าเอกภพมีอายุ จำกัด มันมีอายุประมาณ 13.82 พันล้านปี เนื่องจากมันมีอายุ จำกัด จึงมีขนาดไม่ จำกัด แต่เราไม่ทราบแน่ชัด

คำอธิบาย:

เราจะรู้ได้อย่างไรว่าจักรวาลมีขนาด จำกัด หรืออายุเรียกว่าเส้นขนานของ Olbers หรือท้องฟ้ายามค่ำคืนที่มืดมน ฉันแน่ใจว่าคุณสังเกตเห็นว่าท้องฟ้ายามค่ำคืนส่วนใหญ่มืดไปด้วยดาวที่กระจายไปทั่ว

ถ้าเอกภพมีขนาดไม่ จำกัด มันก็จะมีจำนวนดาวในอนันต์ไม่มากนักในระยะทางต่าง ๆ จากโลก ในจักรวาลที่มีขนาดไม่ จำกัด จะต้องมีดาวในทุกทิศทางที่เป็นไปได้เพราะถ้าคุณย้อนกลับไปมากพอคุณจะตีหนึ่ง

แสงมีความเร็ว จำกัด ใช้เวลาน้อยกว่าแปดปีครึ่งกว่าที่แสงจะมาถึงเราจากซิเรียสซึ่งเป็นดาวที่สว่างที่สุดในท้องฟ้า หากเอกภพมีอายุไม่ จำกัด ก็คงมีเวลาที่แสงจากดวงดาวจากทุกส่วนของเอกภพจะมาถึงเราสิ่งนี้จะทำให้ท้องฟ้าทั้งดวงสว่างอย่างทั่วถึงในทุกทิศทาง (โน้ตวิกิมีรูป GIF ที่สวยงาม) ท้องฟ้าไม่สว่างในทุกทิศทางดังนั้นจักรวาลจะต้องมีขนาด จำกัด ตามอายุหรือขนาด

เราจะรู้จักจักรวาลในช่วงเวลาที่ จำกัด ได้อย่างไร? ฮับเบิลซึ่งทำงานเกี่ยวกับการศึกษากาแลคซีสังเกตว่าในทุกทิศทางของกาแลคซีไกลโพ้นทุกคนดูเหมือนว่ากำลังเคลื่อนตัวออกจากโลกมันก็สังเกตเห็นว่ากาแลคซีไกลออกไปมากเท่าไหร่ ทำงานย้อนหลังมีเวลาที่กาแลคซีทั้งหมดหรือกาแลคซีไกลโพ้นเหล่านี้อยู่ในจุดเดียวกันบิ๊กแบงจุดเริ่มต้นของจักรวาล

ปัจจุบันหลักฐานที่ดีที่สุดสำหรับบิ๊กแบงคือพื้นหลังไมโครเวฟการ์ตูน (โดยปกติย่อมาจาก CMB) ซึ่งเป็นคลื่นวิทยุที่อ่อนแอในทุกทิศทางของท้องฟ้า เมื่อทุกอย่างเข้าด้วยกันทั้งหมดจักรวาลก็หนาแน่นขึ้นและร้อนขึ้นและมันเรืองแสงอย่างสดใส คุณสามารถดูช่วงเวลาสุดท้ายของเวลาที่เอกภพเป็นซุปหนาแน่นร้อนแรงนี้ 380,000 หลังบิ๊กแบงเรียกว่า "ยุคแห่งการกระเจิงครั้งสุดท้าย" แสงที่ส่องสว่างได้แผ่ขยายและหรี่ลงและตอนนี้พื้นหลังของทั้งท้องฟ้า

CMB นั้นเกือบจะมีความสว่างและสีเดียวกันในทุกทิศทาง (ที่นี่สีเหมือนความถี่สถานีวิทยุ 160.2 GHz) จักรวาลทั้งหมดต้องถูกสัมผัสเป็นหลักในอดีตเพื่อให้สิ่งนี้เป็นจริงพิสูจน์ได้มากขึ้น ปัง. มีการแปรผันน้อยมากใน CMB การศึกษาพวกมันบอกเราถึงอายุของจักรวาลอายุ 13.82 พันล้านปี

เนื่องจากเอกภพมีอายุค่อนข้าง จำกัด ขนาดจริงเราไม่รู้แน่ชัด แต่เป็นไปได้ หมายเหตุเนื่องจากเราไม่สามารถมองเห็น CMB ที่ผ่านมาว่าจักรวาลที่สังเกตการณ์ได้นั้นมี จำกัด มันมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 91 พันล้านปีแสงซึ่งเอกภพยังคงดำเนินต่อไปในอดีตเราไม่สามารถมองเห็นมันได้

หมายเหตุแม้ว่าคำตอบจะยาว แต่ฉันจะทำให้ / ข้ามเรื่องง่ายขึ้น แต่มีหนังสือทั้งเล่มที่เขียนเกี่ยวกับเรื่องนี้