На этот вопрос можно дать три ответа – последовательно все более точных и сложных. Первый: центра у Вселенной нет, поскольку ни одна ее точка не выделена по сравнению с другими. Второй: центром можно считать любую точку Вселенной. От любой точки галактики разбегаются одинаково – тем быстрее, чем дальше находятся. Третий: центр Вселенной лежит вне ее пространства. Это можно понять на двумерной аналогии. При надувании воздушного шарика нарисованные на нем галактики разбегаются друг от друга, совсем как настоящие. Одновременно они удаляются и от центра. Но этот центр лежит не на оболочке: ползущий по ней муравей (аналог звездолета) никогда в центр шарика не попадет. Можно сказать, что центр Вселенной находится в ее прошлом, когда все пространство было стянуто в точку, от которой берет начало и время.

Нажмите кнопку СТАРТ и откройте для себя новый, неизведанный мир! Для начала попробуем осознать, насколько велики Вселенские масштабы. Если вы путешествовали по нашей планете, то вполне можете представить, насколько для нас велика Земля. Теперь представим нашу планету как гречневую крупицу, которая движется по орбите вокруг арбуза-Солнца размером с половину футбольного поля. В таком случае орбита Нептуна будет соответствовать размеру небольшого города, область облака Оорта – Луне, область границы воздействия Солнца – Марсу. Получается, наша Солнечная Система настолько же больше Земли, насколько Марс больше гречневой крупы! Но это только начало.

Теперь представим, что этой гречневой крупой будет наша система, размер которой примерно равен одному парсеку. Тогда Млечный Путь будет размером с два футбольных стадиона. Однако и этого нам будет не достаточно. Придётся и Млечный Путь уменьшить до сантиметрового размера. Она чем-то будет напоминать завёрнутую в водовороте кофейную пенку посреди кофейно-чёрного межгалактическое пространства. В двадцати сантиметрах от неё расположиться такая же спиральная «кроха» – Туманность Андромеды. Вокруг них будет рой малых галактик нашего Местного Скопления. Видимый же размер нашей Вселенной будет составлять 9,2 километра. Мы подошли к понимаю Вселенских размеров.

Однако нам мало понять сам масштаб. Важно осознать Вселенную в динамике. Представим себя гигантами, для которых Млечный Путь имеет сантиметровым диаметр. Как отмечалось только что, мы окажемся внутри шара радиусом 4,57 и диаметром 9,24 километров. Представим, что мы способны парить внутри этого шара, путешествовать, преодолевая за секунду целые мегапарсеки. Что мы увидим в том случае, если наша Вселенная будет бесконечна?

Разумеется, пред нами предстанет бесчисленное множество всевозможных галактик. Эллиптические, спиральные, иррегулярные. Некоторые области будут кишить ими, другие – пустовать. Главная особенность будет в том, что визуально все они будут неподвижны, пока неподвижными будем мы. Но стоит нам сделать шаг, как и сами галактики придут в движение. К примеру, если мы будем способны разглядеть в сантиметровом Млечном Пути микроскопическую Солнечную Систему, то сможем пронаблюдать её развитие. Отдалившись от нашей галактики на 600 метров, мы увидим протозвезду Солнце и протопланетный диск в момент формирования. Приближаясь к ней, мы увидим, как появляется Земля, зарождается жизнь и появляется человек. Точно также мы будем видеть, как видоизменяются и перемещаются галактики по мере того, как мы будем удаляться или приближаться к ним.

Следовательно, чем в более далёкие галактики мы будем вглядываться, тем более древними они будут для нас. Так самые далёкие галактики будут расположены от нас дальше 1300 метров, а на рубеже 1380 метров мы будем видеть уже реликтовое излучение. Правда, это расстояние для нас будет мнимым. Однако, по мере того, как будем приближаться к реликтовому излучению, мы будем видеть интересную картину. Естественно, мы будем наблюдать то, как из первоначального облака водорода будут образовываться и развиваться галактики. Когда же мы достигнем одну из этих образовавшихся галактик, то поймем, что преодолели вовсе не 1,375 километров, а все 4,57.

В качестве итога мы ещё больше увеличимся в размерах. Теперь мы можем разместить в кулаке целые войды и стены. Так мы окажемся в довольно небольшом пузыре, из которого невозможно выбраться. Мало того, что расстояние до объектов на краю пузыря будет увеличиваться по мере их приближения, так ещё и сам край будет бесконечно смещаться. В этом и заключается вся суть размера наблюдаемой Вселенной.

Какой бы Вселенная не была большой, для наблюдателя она всегда останется ограниченным пузырём. Наблюдатель всегда будет в центре этого пузыря, фактически он и есть его центр. Пытаясь добраться до какого-либо объекта на краю пузыря, наблюдатель будет смещать его центр. По мере приближения к объекту, этот объект всё дальше будет отходить от края пузыря и в тоже время видоизменяться. К примеру – от бесформенного водородного облачка он превратится в полноценную галактику или дальше галактическое скопление. Ко всему прочему, путь до этого объекта будет увеличиваться по мере приближения к нему, так как будет меняться само окружающее пространство. Добравшись до этого объекта, мы лишь сместим его с края пузыря в его центр. На краю Вселенной всё также будет мерцать реликтовое излучение.

Если предположить, что Вселенная и дальше будет расширяться ускоренно, то находясь в центре пузыря и мотая время на миллиарды, триллионы и даже более высокие порядки лет вперёд, мы заметим ещё более интересную картину. Хотя наш пузырь будет также увеличиваться в размерах, его видоизменяющиеся составляющие будут отдаляться от нас ещё быстрее, покидая край этого пузыря, пока каждая частица Вселенной не будет разрозненно блуждать в своём одиноком пузыре без возможности взаимодействовать с другими частицами.

Итак, современная наука не располагает сведениями о том, каковы реальные размеры Вселенной и имеет ли она границы. Но мы точно знаем о том, что наблюдаемая Вселенная имеет видимую и истинную границу, называемую соответственно радиусом Хаббла (13,75 миллиардов световых лет) и радиусом частиц (45,7 миллиардов световых лет). Эти границы полностью зависят от положения наблюдателя в пространстве и расширяются со временем. Если радиус Хаббла расширяется строго со скоростью света, то расширение горизонта частиц носит ускоренный характер. Вопрос о том, будет ли его ускорение горизонта частиц продолжаться дальше и не сменится ли на сжатие, остаётся открытым.

Где искать центр Вселенной? Теория с Большим Взрывом дает спутанные объяснения, так как базируется на идее, что центра вообще нет. Обычно нас тянет приравнять событие, положившее начало всей жизни, к обычному взрыву, а значит, отыскать источник. Например, если вы запускаете фейерверк, то можно его сфотографировать. Дальние осколки будут отмечать границы, а направление каждого укажет на точку, в которой все произошло.

Если бы это срабатывало в случае со Вселенной, то начальная точка должна быть намного теплее (чем дальше от центра, тем ниже температура). Ученые пытались следовать этой дорожкой и направляли детекторы в разные стороны. Но результат один – Вселенная однородна. Пока нет области, которая явно бы выделялась по температурным показателям.

Конечно, звезды горячее окружающего пространства. Но если всматриваться в галактики, то видим, что в общем наблюдается ровная картинка. В таком случае, центра просто не существует. Чтобы это проанализировать, ученые используют пример с надувным шариком. Мы знаем, что Вселенная расширяется. Тогда, нанеся на шарик точки (галактики), при надувании можем проследить, как они отодвигаются.

Но важно концентрироваться на поверхности. Не поддавайтесь искушению перенести расширение на весь шарик (внутреннее наполнение – сфера), иначе вы примете середину за центр. Итак, точки на поверхности расширяются и раздвигается, но ни одна не будет центральной.

Наша Вселенная началась с Большого Взрыва, но это не означает, что мы правильно ее себе нарисовали. Большинство из нас представляют это как настоящий взрыв: когда все начинается с горячего и плотного, а потом остывает и охлаждается, пока отдельные фрагменты разлетаются все дальше и дальше. Но это же вообще не соответствует действительности. Поэтому и рождается вопрос: а есть ли у Вселенной центр? Действительно ли космическое фоновое излучение одинаково удалено от нас, куда ни посмотри? Ведь если Вселенная расширяется, должно же это расширение было с чего-то начинаться?

Давайте на мгновение задумаемся о физике взрыва и какой была бы наша Вселенная, если бы с него началась. Взрыв начинается в точке и быстро расширяется наружу. Самый быстро движущийся материал выходит наружу быстрее всего, а значит и распространяется быстрее всего. Чем дальше вы от центра взрыва, тем меньше материала вас догонит. Плотность энергии снижается по мере течения времени, но дальше от взрыва она падает быстрее, потому что на окрестностях энергетический материал более разреженный. Независимо от того, где вы находитесь, вы всегда будете в состоянии – если вас не уничтожит – реконструировать центр взрыва.

Крупномасштабная структура Вселенной меняется с течением времени, поскольку крошечные дефекты растут и образуют первые звезды и галактики, а затем сливаются с образованием больших, современных галактик, которые мы видим сегодня. Чем дальше вы смотрите, тем моложе Вселенная.

Но это не та Вселенная, которую мы видим. Вселенная выглядит одинаково на больших и малых расстояниях: те же плотности, те же энергии, те же галактики и т.п. Далекие объекты, которые удаляются от нас на больших скоростях, не совпадают возрастом с объектами, которые расположены ближе к нам и движутся с меньшими скоростями; они кажутся моложе. И на большом удалении объектов становится не меньше, а больше. И если мы посмотрим на то, как движется все во Вселенной, мы увидим, что несмотря на то, что мы видим на десятки миллиардов световых лет, мы реконструировали центр прямо там, где находимся.

Означает ли это, что мы, из всех триллионов галактик во Вселенной, оказались в центре Большого Взрыва? И что изначальный «взрыв» был настроен именно таким образом – с нерегулярными, неоднородными плотностями энергии, «точками отсчета» и загадочным свечением в 2,7 К – чтобы мы оказались в его центре? Как щедро было бы со стороны Вселенной настроить себя таким образом, чтобы мы оказались в этой невероятно нереалистичной точке на старте.

Во время взрыва в космосе внешний материал будет удаляться быстрее всего, а значит, именно он будет быстрее всего демонстрировать другие свойства, удаляясь от центра, поскольку будет быстрее терять энергию и плотность. Но общая теория относительности подсказывает нам, что это не взрыв, а расширение. Вселенная началась с горячего, плотного состояния и расширялась именно ее ткань. Существует заблуждение, что это должно было начинаться с одной точки, но нет. Целая область имела такие свойства – заполненная веществом, энергией и пр. – и затем в действие вступала просто вселенская гравитация.

Эти свойства были одинаковыми везде и всюду – плотность, температура, число галактик и т.п. Но если бы мы могли это увидеть, мы обнаружили бы свидетельства развивающейся Вселенной. Поскольку Большой Взрыв происходил сразу и везде определенное время назад в некой области пространства, а эта область – все, что мы можем видеть, если смотрим с нашей точки зрения – мы видим область пространства, которая не слишком отличается от нашей собственной позиции в прошлом. Это сложно понять, но вы постарайтесь.

Смотреть назад на большие космические расстояния – как смотреть назад во времени. Прошло 13,8 миллиарда лет с Большого Взрыва там, где мы сейчас есть, но Большой Взрыв также происходил и в других местах. Свет, путешествующий во времени от тех галактик, означает, что мы видим удаленные регионы, какими они были в прошлом.

Галактики, свет которых добирался до нас миллиард лет, видны для нас такими, какими они были миллиард лет назад; галактики, которые проявляются нам спустя десять миллиардов лет, выглядят такими, какими они были именно такое время назад. 13,8 миллиарда лет назад Вселенная была полна излучения, а не вещества, и когда впервые сформировались нейтральные атомы, это излучение никуда не делось, остыло и прошло через красное смещение из-за расширения Вселенной. То, что мы видим как космический микроволновый фон, не только послесвечение Большого Взрыва, но его видно из любой точки Вселенной.

У Вселенной не обязательно будет центр. То, что мы называем «областью» пространства, в которой произошел Большой Взрыв, может быть и бесконечностью. Если центр и есть, он может быть буквально где угодно, и мы об этом не знали бы, потому что наблюдаем недостаточно Вселенной, чтобы получить полную информацию. Нам нужно было бы увидеть край, фундаментальную анизотропию (когда разные направления выглядят по-разному) в температурах и числах галактик, а наша Вселенная на самых больших масштабах кажется одинаковой везде и во всех направлениях.

Не существует места, с которого Вселенная начала расширяться, есть время, когда Вселенная начала расширяться. Именно это и являл собой Большой Взрыв: состояние, в которое перешла вся наблюдаемая Вселенная в определенный момент. Именно поэтому вглядываться во всех направлениях означает смотреть назад во времени. Именно поэтому во всех направлениях Вселенная однородна. Именно поэтому нашу историю космической эволюции можно проследить настолько, насколько наши обсерватории могут видеть.

Возможно, Вселенная имеет конечную форму и размер, но если это и так, то эта информация нам недоступна. Часть наблюдаемой нами Вселенной конечна, и эта информация в ней не заключена. Если вы представляете себе Вселенную как воздушный шар, буханку хлеба или что-нибудь еще по аналогии, не забывайте, что мы можем получить доступ лишь к крошечной части настоящей Вселенной. Все, что мы видим, это ее небольшая часть. И будь она конечной или бесконечной, она не перестает расширяться и разуплотняться. Вселенная не расширяется в чем-то; она просто становится менее плотной.

Долгое время ответ на вопрос «Где находится центр Вселенной?» был неизвестен. Кроме того, на протяжении столетий он не раз менялся. Наши древние предки считали центром Вселенной Землю до 16 века, когда математик и астроном Николай Коперник указал, что Земля вращается вокруг Солнца. Новым центром стало наше светило.

По мере того как астрономы продолжали исследовать ночное небо, они обнаружили, что во Вселенной есть намного больше, чем просто Солнце и планеты в нашей крошечной Солнечной системе. Только в 20 веке человечество начало понимать, насколько велика и грандиозна наша Вселенная. Между 1914 и 1919 годами американский астроном Харлоу Шепли составил карту далеких звезд в нашей родной галактике Млечный Путь, чтобы обнаружить, что Земля – а также другая часть Солнечной системы – не является центром галактики. Причем даже и близко не является: Солнце – всего одна из 100 миллиардов звезд в Млечном Пути, которая находится в одном из темных углов спирального рукава галактики, в 10000 световых годах от ее центра.

Долгое время астрономы думали, что галактика Млечный Путь – это все, что есть во Вселенной. В конце концов, она в 100000 световых лет в поперечнике – в 50000 раз больше нашей Солнечной системы. Но вскоре после того, как Шепли обнаружил, что мы не в центре галактики, американский астроном Эдвин Хаббл потряс научное сообщество еще больше. Хаббл показал, что наша галактика даже ничем не уникальна – за пределами Млечного Пути существует множество других галактик в миллиардах световых лет от нас.

Монументальное открытие Хаббла расширило известную Вселенную с тысяч световых лет на миллиарды световых лет. Затем в 1929 году он сделал еще одно грандиозное открытие: Вселенная не только невероятно огромна, но и становится больше с каждой секундой. И эти два монументальных открытия породили крошечную проблему: определить центр Вселенной стало значительно труднее.

Как обнаружить центр Вселенной в постоянно расширяющемся космосе? Ответ зависит от того, конечна или бесконечна Вселенная. Астрономы по-прежнему спорят на эту тему. Если Вселенная бесконечна, вы можете сказать, что каждый человек находится в центре собственной наблюдаемой Вселенной. Подумайте об этом так: справа и слева, сверху и снизу от вас есть бесконечное пространство. Вы видите все звезды и галактики в своей наблюдаемой Вселенной, которая расширяется от вас, а значит находитесь в центре всего этого. То же самое справедливо и для человека, стоящего рядом с вами.

Но правда в том, что в таком сценарии у Вселенной нет центра: вам только кажется, что вы в центре, из-за природы бесконечного космоса, который расширяется вокруг вас. Если Вселенная конечна, однако, определить центр будет сложнее. Представьте расширяющийся шарик. Материал, из которого сделан шарик, конечен, подобно космосу во Вселенной.

Теперь представьте, что все звезды и галактики лежат на поверхности этого расширяющегося шарика. В теории, если бы вы путешествовали по всей окружности Вселенной, то в конечном итоге оказались там, откуда начинали. И никогда бы не пересекли центральную точку вашей экспедиции. В таком сценарии у Вселенной опять нет центра.

Спустя сотни лет исследований оказалось, что Земля не является центром Вселенной. И Солнце, и Солнечная система, и галактика Млечный Путь – тоже. Судя по всему, у Вселенной просто нет центра, и с этим выводом можно сделать много интересных открытий. Вопрос о том, где у Вселенной начало, – тема для отдельного обсуждения.