Що входить у поняття Всесвіт?

Всесвіт - це загальна назва для фізичного світу: матерії, енергії, простору і часу. Він охоплює всі відомі нам об'єкти, такі як зірки, планети, галактики, а також інші форми матерії та енергії, про які ми можемо тільки здогадуватися.

Всесвіт є об'єктом дослідження в різних наукових дисциплінах, таких як астрономія, фізика і космологія. Він також може бути розділений на безліч структурних елементів - галактики, зоряні системи, планетні системи тощо.

Згідно з уявленнями сучасної космології, Всесвіт виник близько 13,8 мільярдів років тому внаслідок Великого вибуху, який призвів до розширення простору і появи перших елементарних частинок. Відтоді він продовжує розширюватися і розвиватися.

Космологи вивчають Всесвіт, використовуючи різні методи, проте перевагу віддають астрономічним спостереженням, математичному моделюванню та аналізу даних. Їхні дослідження допомагають нам краще розуміти природу Всесвіту, причини його виникнення та еволюцію.

Але є деякі відмінності в методологічних підходах, що в кінцевому рахунку призводить до появи конкуруючих гіпотез і навіть альтернативних теорій.

З точки зору астрономії, Всесвіт - це спостережуваний космос, який можна вивчати за допомогою телескопів та інших технологічних інструментів. Вона виходить із концепту, що всесвіт складається з безлічі галактик, розташованих на величезних відстанях одна від одної, і ці галактики рухаються в різних напрямках.

Пояснення такого руху, зокрема, розширення всесвіту та космічної інфляції, визначає структуру астрономічного погляду на все суще.

З точки зору фізики, Всесвіт - це система, яку можна описати законами фізики та математики. Такі закони пояснюють фундаментальні властивості та взаємодії всіх регіонів Всесвіту, а також закони гравітації, електромагнетизму, ядерної фізики та теорії відносності.

Наразі існує кілька трактувань, що пояснюють структуру і походження всесвіту - Великий Вибух, інфляційна теорія і теорія струн. Однак, на даний момент, багато аспектів космосу залишаються загадкою і предметом палких дискусій. Нерідко останні зводяться до елементарного питання: що досліджувати? Що ми можемо знайти?

І все ж сучасна космологія спирається на ідею Великого Вибуху - моменту, коли Всесвіт виник з єдиної точки з неймовірно високою щільністю і фантастичною температурою.

Одразу після Великого Вибуху почалася фаза космічної інфляції, коли він розширився надшвидкими темпами. Знадобилося, можливо, менше секунди, щоб згладити відмінності в її щільності та розподілі речовини. Потім відбулося охолодження і конденсація газу. У результаті утворилися перші зірки і галактики.

Сьогодні ми знаємо, що Всесвіт має ієрархічну структуру, де є великомасштабні структури. Астрономи складають карти суперскоплень галактик, які утворюються шляхом об'єднання менш масштабних структур, галактики та зоряних скупчень.

Формування галактик та інших великих структур також пов'язане із взаємодією темної матерії, яка теоретично вважається домінантною формою матерії в нашому Всесвіті і гравітаційно взаємодіє зі звичайною, баріонною матерією.

Загалом, сучасна структура Всесвіту є результатом складної взаємодії різних фізичних процесів і явищ, і її дослідження залишається одним із ключових завдань у сучасній астрофізиці.

Щоправда, не всі теорії поділяють такий підхід. Наприклад, MOND, теорія модифікованої гравітації (гравітаційної динаміки) заперечує існування і темної матерії, і темної енергії. Однак їй не вистачає ні математичного апарату, ні серії практичних спостережень, щоб пояснити багато астрономічних явищ. А тим більше, складати прогнози, - а це надважливо, якщо ми говоримо про науку.

Серед альтернативних теорій особливо популярна теорія струн. Вона широко обговорюється у фізиці, пропонуючи цікаві ідеї щодо походження сучасної структури всесвіту.

Згідно з теорією струн, космос складається з безлічі мікроскопічних вібруючих об'єктів, званих "струнами". Ці струни можуть бути основними елементами матерії та енергії, з яких складається Всесвіт.

Одна з головних ідей теорії струн полягає в тому, що різні фундаментальні частинки (як-от електрони, кварки і фотони) не існують не так, як уявляє квантова механіка. Тут елементарні частинки - це різні вібрації струн. Причому вони невіддільні від фонового поля, яке їх оточує. Тобто квантові частинки це ще й фізичне поле, утворене з більш високомірних вібрацій струн.

Теорія струн також пропонує ідею про безліч прихованих вимірів, які недоступні для стандартного спостереження. Але вони впливають на поведінку матерії та енергії в нашому просторі.

Згідно з цією теорією, наші три просторових виміри (довжина, ширина і висота) є лише частиною багатовимірного простору, в якому "живуть" струни і де відбуваються всі фізичні процеси.

Таким чином, теорія струн пропонує новий погляд на походження сучасної структури всесвіту, в якому матерія і енергія є результатом взаємодії безлічі мікроскопічних вібруючих об'єктів.

Однак, поки що теорія струн залишається невиявленою і експериментально неперевіреною. Втім, як і більшість інших космологічних теорій.