Насколько велика Вселенная, и что находится за границей того, что мы можем наблюдать.
Для начала:
1. Никто не знает и, вполне возможно, никогда не узнает реальный размер Вселенной.
2. Если Вселенная бесконечная и при этом плоская, мы так же об этом никогда не сможем узнать, только предполагать.
3. Вселенная может быть очень большой, но все же не бесконечной. Под "очень большой" я имею в виду такие числа, которыми никто никогда в повседневной (да и вне повседневной) жизни не оперирует, они появляются только когда кто-то решает их просто придумать. Типа миллион в степени миллион в степени миллион... и так миллион раз. Или то же самое с миллиардом. Или на что там у вас хватит фантазии. И в этом случае мы тоже вряд ли сможем когда-либо оценить ее реальный размер.
4. Что же мы можем узнать? Мы можем оценить нижнюю границу реального размера Вселенной, насколько это позволяют нам наши измерительные приборы, наш математический аппарат и знание о законах мироздания вообще.
Когда речь заходит о размере Вселенной, первое число, с которым сталкивается большинство - это 13,8 миллиардов световых лет. Лично я узнал в первый раз именно его. Что это за расстояние? Нет, это даже не радиус наблюдаемой части Вселенной. Это максимальное расстояние, с которого до нас успел дойти свет за время жизни Вселенной - 13,8 млрд. лет. На самом деле, оно даже немного меньше, т. к. первые тысячелетия Вселенная была непрозрачной для излучения. Самый далекий "объект", от которого до нас долетают фотоны - это Поверхность последнего рассеяния. Реликтовое микроволновое излучение.
Реальное же расстояние до самых далеких объектов, которые мы можем наблюдать, за время жизни Вселенной успело увеличиться почти втрое - до 46 млрд. св. лет. Пока свет от них летел к нам, они удалялись от нас за счет расширения пространства со все увеличивающейся скоростью. Итак, диаметр Метагалактики примерно 93 млрд. св. лет или 1 000 000 000 000 000 000 000 (секстиллион) километров. Я чуток округлил, чтоб не выписывать все эти цифры.
Число колоссальное, но оно даже не является известной нижней границей оценки полного размера Вселенной.
Дальнейшие оценки делаются на основе таких данных наблюдательной космологии, как карта реликтового излучения. Она позволюяет оценить кривизну пространства наблюдаемой Вселенной. Кривина описывается параметром Ω . Если он меньше нуля, то геометрия вселенной имеет сферическую форму.
Тут надо сделать отступление, чтобы пояснить, что это значит.
По аналогии с поверхностью Земного шара, если долго идти в одном направлении, в итоге вернешься туда, откуда начал - если бы везде на твоем пути была суша. Хотя из-за его размеров ты не замечаешь кривизны и поверхность тебе кажется плоской. Точно так же со Вселенной, только она закруглена в четвертом измерении, - если бы можно было со сверхсветовой скоростью лететь в такой Вселенной по прямой, не перемещаясь при этом в прошлое и не упираясь ни в какие другие парадоксы, в итоге мы бы вернулись в исходную точку.
Если параметр Ω равен нулю, то Вселенная плоская и если он больше нуля, то Вселенная имеет гиперболическую форму. В обоих последних случаях Вселенная бесконечна.
Чем точнее мы можем оценить параметр Ω, тем точнее можем установить нижний предел размера вселенной. По одной из последних оценок он лежит в интервале (-0,0125; +0,0009) со средним значением -0,0057.
Это дает минимальный размер Вселенной примерно в 250 диаметров Метагалактики - 25*10^22километров.
Пожалуй, это наиболее достоверная оценка, т. к. основывается на наблюдениях. Остальные оценки прибегают к предположениям и спекуляциям. Например, по одной из них, оценивающей скорость расширения Вселенной в первые моменты ее жизни, реальный размер Вселенной как минимум в 10^23 раз больше наблюдаемой ее части или единица с 44 нулями километров.
Что же лежит за границей наблюдаемой Вселенной? Да почти все то же самое - те же звезды, планеты, газопылевые туманности и прочие знакомые нам космические объекты. А иногда и буквально то же самое. Наверное. Космолог Макс Тегмарк предполагает, что (при условии, что Вселенная достаточно велика) ближайший идентичный вам двойник находится от вас в среднем на расстоянии 10^10^29 метров. А ближай объем Вселенной полностью идентичный нашей Метагалактике (которая 93 млрд. св. лет диаметром) - на расстоянии 10^10^118 метров. А еще дальше все это снова должно повторяться. Это все верхние границы оценки, полученные с помощью банальной комбинаторики и не учитывающие общность законов по которым формируются галактики, звезды, планеты и жизнь на них. Т. е. реальное расстояние до наших двойников несколько меньше. Всё, что находится за пределами нашей Метагалактики, Тегмарк называет параллельными Вселенными. А структуру, объединяющую их - Сверхвселенной.
зы На картинках тот, кто их переводил, напутал с числами. Цифра 3 в расстояниях - это на самом деле знак умножения.
А где-то еще дальше - намного дальше даже в сравнении с этими, более, чем астрономическими, числами, существуют Вселенные с иными физическими константами или даже с иным числом измерений. Они отделены от нас пустым, расширяющимся пространством. Эти отделенные друг от друга области пространства зародились в самые первые мгновения инфляции - ускоренного расширения Вселенной в первые мгновения ее существования - за счет флуктуаций первоначального инфлатонного поля, ответственного за ее расширение.
Использованы материалы статьи: http://www.modcos.com/articles.php?id=40 в которой есть еще много инфы о параллельных Вселенных. А так же статьи из вики и некоторые исследования о размерах Вселенной, в той мере, которой я смог их понять.
Отличный комментарий!