Kodėl visata plečiasi? Kada buvo atrasta tamsioji energija?

Astronomija

Vertimas

Jei Visata plečiasi, galime suprasti, kodėl tolimos galaktikos tolsta nuo mūsų. Bet kodėl žvaigždės, planetos ir atomai nesiplečia?

Viena didžiausių XX amžiaus mokslo staigmenų buvo Visatos plėtimosi atradimas. Tolimos galaktikos tolsta nuo mūsų ir viena nuo kitos greičiau nei artimesnės, tarsi temptųsi pats erdvės audinys. Didžiausiais masteliais materijos ir energijos tankis Visatoje krinta jau milijardus metų ir tebesileidžia. Ir jei pažvelgsime pakankamai toli, pamatysime galaktikas, skrendančias taip greitai, kad niekas, ką šiandien galėtume joms nusiųsti, negalėtų jų sugauti – net šviesos greitis. Bet ar čia nėra paradokso? Būtent to klausia skaitytojas:

Jei Visata plečiasi greičiau nei šviesos greitis, kodėl tai neturi įtakos mūsų saulės sistemai ir atstumams nuo saulės iki planetų? Ir kodėl santykinis atstumas tarp mūsų galaktikos žvaigždžių nedidėja... ar didėja?

Skaitytojo mintis teisinga, o Saulės sistema, atstumai tarp planetų ir žvaigždžių nedidėja plečiantis Visatai. Taigi, kas plečiasi besiplečiančioje visatoje? Išsiaiškinkime.

Niutono pradinė erdvės idėja kaip fiksuota, absoliuti ir nekintanti. Tai buvo scena, kurioje masės galėjo egzistuoti ir būti traukiamos

Kai Niutonas pirmą kartą galvojo apie visatą, erdvę jis įsivaizdavo kaip tinklelį. Tai buvo absoliuti, fiksuota būtybė, užpildyta masėmis, kurios buvo gravitacijos trauktos viena prie kitos. Tačiau kai atsirado Einšteinas, jis suprato, kad ši įsivaizduojama tinklelis nėra fiksuotas, nėra absoliutus ir ne toks, kaip Niutono vaizdavimas. Šis tinklelis yra kaip audinys, o šis audinys yra susisukęs, iškraipytas ir laikui bėgant kinta dėl medžiagos ir energijos buvimo. Be to, materija ir energija lemia jos kreivumą.

Erdvės-laiko kreivumas gravitacinėmis masėmis pagal bendrąjį reliatyvumą

Bet jei jūsų erdvėlaikyje būtų tik įvairių masių rinkinys, jos neišvengiamai subyrėtų ir susidarytų juodoji skylė. Einšteinui ši idėja nepatiko, todėl jis pridėjo „pataisą“ kosmologinės konstantos pavidalu. Jei lygtyje yra papildomas terminas – papildomos energijos, prasiskverbiančios tuščią erdvę – ji gali nustumti visą tą masę ir išlaikyti visatą nejudantį. Tai padės išvengti gravitacinio žlugimo. Pridėjęs jį, Einšteinas leido Visatai amžinai egzistuoti beveik nejudančioje būsenoje.

Tačiau ne visus patraukė statiškos visatos idėja. Vieną iš pirmųjų sprendimų gavo fizikas Aleksandras Fridmanas. Jis parodė, kad jei nepridėsite šios kosmologinės konstantos, o užpildysite Visatą energija - medžiaga, spinduliuote, dulkėmis, skysčiais ir kt. – tada yra dvi sprendinių klasės: viena susitraukiančiai Visatai, kita – besiplečiančiai.

Visatos plėtimosi „razinų duonos“ modelis, kuriame santykiniai atstumai didėja plečiantis erdvei (tešla)

Matematika pateikia galimus sprendimus, tačiau reikia pažvelgti į fizinę Visatą, kad išsiaiškintumėte, kuri iš jų ją apibūdina. Tai atsitiko praėjusio amžiaus 2 dešimtmetyje Edvino Hablo darbo dėka. Hablas pirmasis atrado, kad galima išmatuoti atskirų žvaigždžių charakteristikas kitose galaktikose ir nustatyti jų atstumą. Sujungęs šiuos matavimus su Vesto Slifer darbu, kuris parodė, kad šiuose objektuose vyksta atomo spektro poslinkis, jis gavo nuostabų rezultatą.

Tariamojo plėtimosi greičio (y ašis) ir atstumo (x ašies) diagrama atitinka visatą, kuri praeityje sparčiai plėtėsi, bet plečiasi ir šiandien. Tai moderni Hablo darbo versija, išplėsta iki tūkstančius kartų didesnių atstumų nei originalūs.

Arba visa reliatyvumo teorija neteisinga, mes esame Visatos centre ir viskas simetriškai bėga nuo mūsų, arba reliatyvumo teorija yra teisinga, Friedmanas teisus, ir kuo toliau nuo mūsų galaktika, tuo greičiau vidutiniškai jis tolsta nuo mūsų. Vienu žingsniu besiplečiančios visatos teorija nuo paprastos idėjos perėjo prie pagrindinio visatos aprašymo.

Plėtinys veikia šiek tiek priešingai. Atrodo, kad erdvės audinys laikui bėgant tempiasi, o visi šioje erdvėje esantys objektai atitrūksta vienas nuo kito. Kuo toliau objektas yra nuo kito, tuo didesnis tarpas tarp jų, tuo greičiau jie tolsta vienas nuo kito. Jei turėtume Visatą, vienodai užpildytą materija, tada materija paprasčiausiai taptų mažiau tanki ir kiekviena jos dalis laikui bėgant nutoltų nuo visų kitų.

Šaltieji svyravimai (mėlyna) CMB iš esmės nėra šaltesni, o tiesiog reiškia regionus, kuriuose dėl didesnio medžiagos tankio yra didesnė gravitacinė trauka. Karštos dėmės (raudonos) yra karštesnės, nes radiacija tose vietose gyvena seklesniame gravitacijos šulinyje. Bėgant laikui tankesnės sritys dažniau virsta žvaigždėmis, galaktikomis ir spiečiukais, o mažiau tankios – žvaigždėmis.

Tačiau Visata nėra visiškai vienoda. Jame yra didesnio tankio sričių, tokių kaip planetos, žvaigždės, galaktikos ir galaktikų spiečiai. Jame yra mažo tankio zonų, tokių kaip didžiulės kosminės tuštumos, kuriose masyvių objektų praktiškai nėra. Taip yra dėl kitų fizinių reiškinių, išskyrus Visatos plėtimąsi. Mažuose masteliuose, gyvūnų dydžio ir mažesniuose, vyrauja elektromagnetizmas ir branduolinės jėgos. Dideliuose masteliuose – planetose, saulės sistemose ir galaktikose – vyrauja gravitacinė įtaka. Didžiausiais masteliais – dydžiais, panašiais į Visatą – pagrindinė kova vyksta tarp Visatos plėtimosi ir visos joje esančios materijos bei energijos gravitacinio traukos.

Didžiausiais masteliais Visata plečiasi, o galaktikos tolsta viena nuo kitos. Mažais masteliais gravitacija nugali plėtimąsi, o tai lemia žvaigždžių, galaktikų ir jų spiečių formavimąsi.

Didžiausiu mastu laimi plėtra. Tolimiausios galaktikos tolsta taip greitai, kad jų nepasiektų jokie signalai, kuriuos galėtume joms nusiųsti net šviesos greičiu. Visatos superspiečiai – ilgos, siūlus primenančios struktūros, išilgai kurių išsirikiuoja galaktikos, besidriekiančios per milijardus šviesmečių – ištempiamos ir atitrūkstamos, kai Visata plečiasi. Per palyginti trumpą laiką jie išnyks. Ir net artimiausias Paukščių Tako galaktikų spiečius – Mergelės spiečius, esantis vos už 50 milijonų šviesmečių, mūsų į jį nepritrauks. Nepaisant gravitacinės traukos, daugiau nei tūkstantį kartų didesnės nei mūsų pačių, Visatos plėtimasis mus išskirs.

Didelė daugybės tūkstančių galaktikų kolekcija sudaro mūsų artimiausią aplinką 100 000 000 šviesmečių atstumu. Mergelės spiečius išliks surištas gravitaciniu būdu, tačiau Paukščių Takas laikui bėgant nuo jo tols.

Tačiau yra ir mažesnių mastelių, kur plėtra buvo nugalėta – bent jau vietoje. Mergelės spiečius išliks surištas gravitaciniu būdu. Paukščių takas ir visa vietinė galaktikų grupė išliks sujungti ir galiausiai susijungs veikiami gravitacijos. Žemė vis tiek judės orbita aplink Saulę tokiu pat atstumu, Žemė išliks tokio pat dydžio, o viską sudarantys atomai nesiplės. Kodėl? Nes Visatos plėtimasis veikia tik ten, kur kitos sąveikos – gravitacinė, elektromagnetinė, branduolinė – jo neįveikė. Jei kokia nors jėga sugeba išlaikyti objektą nepažeistą, net Visatos plėtimasis negali jo pakeisti.

Planetų orbitos TRAPPIST-1 sistemoje nesikeičia plečiantis Visatai dėl vientisos gravitacijos jėgos, kuri įveikia visas plėtimosi pasekmes.

Tam yra neakivaizdi priežastis, nes plėtra yra ne sąveika, o greitis. Erdvė plečiasi visais masteliais, tačiau plėtimasis veikia tik visus objektus bendrai. Tarp dviejų taškų erdvė plėsis tam tikru greičiu, tačiau jei šis greitis bus mažesnis už pabėgimo tarp dviejų objektų greitį – jei tarp jų bus jėga – tada atstumas tarp jų nepadidės. Nedidėja atstumas, nėra išplėtimo poveikio. Bet kuriuo momentu plėtra įveikiama su marža, todėl ji niekada neįgis viso efekto, stebimo tarp nesusijusių objektų. Dėl to stabilūs, nuoseklūs objektai gali išlikti nepakitę besiplečiančioje visatoje amžinai.

Stabilių kartu laikomų objektų dydžiai, nesvarbu, ar juos suriša gravitacija, elektromagnetizmas ar kita jėga, visatai plečiantis nesikeis. Jei jums pavyks įveikti kosminę plėtrą, liksite amžinai susiję.

Kol Visata turės tas savybes, kurias išmatavome, viskas ir toliau taip bus. Tamsioji energija gali egzistuoti ir priversti tolimas galaktikas paspartinti nuo mūsų, tačiau plėtimosi fiksuotu atstumu poveikis nepasikeis. Tik pasirinkime

(Mokslas@Science_Newworld).

Visi žino, kad visata plečiasi. Bet kur? Kas yra šis plėtinys? Stebėdami, kaip auga branduolinis grybas, tikrai galime apriboti jo augimo erdvę. Klausimas gali būti labai kvailas, viena vertus, bet, kita vertus, labai įdomus.

Taigi, visata plečiasi arba traukiasi (atitinkamai raudonasis ir mėlynasis poslinkis) nuo Didžiojo sprogimo. Bet kur baigsis jo plėtra? Juk tai negali būti begalybėje. Kodėl turėtume kalbėti apie visatos plėtimąsi taip, lyg tai būtų pats normaliausias ir natūraliausias dalykas pasaulyje?

Pirma, keletas paprastų tiesų.

1. šiuo metu nesiplečiate. Nei žemė. Nei saulės sistema, nei Paukščių takas. Visatos plėtimasis priklauso nuo gravitacijos, o tai reiškia tik tai, kad didelio tankio regionai patiria vietinį gravitacijos poveikį. Pasirodo, ne visos galaktikos tolsta nuo Paukščių Tako. Artimiausias mūsų kaimynas Andromedos galaktika veržiasi link mūsų 80 km/s greičiu ir susidurs su mumis per kelis milijardus metų.

2. netiki metaforomis. Jums gali atrodyti, kad visata plečiasi kaip balionas, kuris pripūstas oro. „Žiūrėk, kaip visata!“, – pasakys madingas britų mokslininkas. Bet jei esate protingas, pastebėsite, kad už kamuolio ribų yra erdvės ir kad dvimatis rutulio paviršius išsiplečia į 3 dimensiją. Tačiau mūsų visata turi tris matmenis.

3. Visata neturi galo ar krašto. Mes nesame tikri, ar visata yra be galo didelė, ar tiesiog tikrai didelė, bet net jei taip, jei pakankamai ilgai keliausite viena kryptimi, atsidursite pirmoje vietoje. Pagalvokite apie Pac-Man, bet be vaisių ir vaiduoklių. Kalbant apie visatos centrą, čia mums padeda rutulio analogija. Mums atrodo, kad visos galaktikos tolsta nuo mūsų, bet jų požiūriu jos bus ir visatos centras. Tai tik iliuzija.

Taigi, kur visata iš tikrųjų plečiasi? Taip, į niekur. Nėra erdvios spintos, užpildytos daiktais. Tačiau norėdami tai suprasti, pažiūrėkime, ką bendrasis reliatyvumas sako apie erdvėlaikį.

Oto (kaip sako profesionalai) svarbiausia erdvės (ir laiko) savybė yra atstumas (ir laiko intervalas) tarp dviejų taškų. Tiesą sakant, atstumas visiškai lemia erdvę. Atstumo skalės evoliuciją lemia materijos ir energijos kiekis erdvėje, o laikui bėgant skalė didėja ir atstumas tarp galaktikų didėja. Tačiau – ir tai yra keista – tai vyksta be tikro galaktikų judėjimo.

Galbūt šiuo metu jūsų intuicija žlugo. Tačiau tai netrukdys mums išsiaiškinti keistenybių.

Jau sakėme, kad galaktikos tolsta nuo mūsų. Tikrai ne. Mokslininkams tiesiog lengviau paaiškinti, kas iš tikrųjų vyksta. Jie tave apgaudinėja.

„Bet palauk!“, – pasakys moksliškiausias iš jūsų. - „Mes matuojame tolimų galaktikų Doplerio poslinkį“. Ši vadinamoji „Raudonoji pamaina“, apie kurią žinote, yra užfiksuota ant žemės ir kaip pravažiuojančio greitosios pagalbos automobilio sirena praneša, kad vyksta judėjimas. Tačiau kosmologiniais mastais taip nėra. Tiesiog nuo tada, kai tolimos galaktikos skleidė šviesą ir ji pasiekė mus, kosmoso mastai labai pasikeitė ir išaugo. Plečiantis erdvei, padidėjo ir fotonų bangos ilgis, todėl šviesa atrodo raudona.

Šis požiūris veda prie kito klausimo: „Ar tikrai visata plečiasi greičiau nei šviesos greitis. Tai visiškai tiesa, kad dauguma tolimų galaktikų atstumą nuo mūsų didina greičiau nei šviesos greitis, bet kas? šviesa (jie paprastai stovi vietoje Be to, tai žinojimas niekaip nepadės: informacija neperduodama. Jei siunčiate maisto pakuotę į kitą galaktiką, tai negali būti padaryta greičiau nei šviesos greičiu (ir net čia iš principo teks pabandyti Šviesos greitis išlieka universalus greičio ribotuvas.

Pateikėme plačiausiai paplitusią (ar reliatyvistų lauke nusistovėjusią) nuomonę apie kosmologinę ekspansiją, tačiau būtų logiška baigti tuo, kad mes visai nesuprantame. Visa tai, kas išdėstyta pirmiau, puikiai tinka, jei turite vietos žengti į priekį ir pasitempti. Bet kas nutiko pačioje pradžioje, dėl ko erdvė tiesiogine prasme susiformavo iš nieko? Fizika neturi atsakymo į šį klausimą. Ir turėsime palaukti, kol pasirodys kvantinės gravitacijos teorija ir išaiškins šią problemą.

Visi žino, kad Visata plečiasi. Bet kur? Kas yra šis plėtinys? Stebėdami, kaip auga branduolinis grybas, tikrai galime apriboti jo augimo erdvę. Klausimas gali būti labai kvailas, viena vertus, bet, kita vertus, labai įdomus.

Taigi, Visata plečiasi arba traukiasi (atitinkamai raudonasis ir mėlynasis poslinkis) nuo Didžiojo sprogimo. Bet kur baigsis jo plėtra? Juk tai negali būti begalybėje. Kodėl turėtume kalbėti apie visatos plėtimąsi taip, lyg tai būtų pats normaliausias ir natūraliausias dalykas pasaulyje?

Pirma, keletas paprastų tiesų.

1. Šiuo metu jūs nesiplečiate. Nei žemė. Nei Saulės sistemos, nei Paukščių Tako. Visatos plėtimasis priklauso nuo gravitacijos, o tai reiškia tik tai, kad didelio tankio regionai patiria vietinį gravitacijos poveikį. Pasirodo, ne visos galaktikos tolsta nuo Paukščių Tako. Artimiausias mūsų kaimynas Andromedos galaktika veržiasi link mūsų 80 km/s greičiu ir susidurs su mumis per kelis milijardus metų.

2. Netikėk metaforomis. Jums gali atrodyti, kad visata plečiasi kaip balionas, kuris pripūstas oro. „Žiūrėk, kaip visata!“, – pasakys madingas britų mokslininkas. Bet jei esate protingas, pastebėsite, kad už kamuolio ribų yra erdvės ir kad dvimatis rutulio paviršius išsiplečia į 3 dimensiją. Tačiau mūsų visata turi tris matmenis.

Bendrojoje reliatyvumo teorijoje (kaip sako profesionalai) svarbiausia erdvės (ir laiko) savybė yra atstumas (ir laiko intervalas) tarp dviejų taškų. Tiesą sakant, atstumas visiškai lemia erdvę. Atstumo skalės evoliuciją lemia materijos ir energijos kiekis erdvėje, o laikui bėgant skalė didėja ir atstumas tarp galaktikų didėja. Tačiau – ir tai yra keista – tai vyksta be tikro galaktikų judėjimo.

Galbūt šiuo metu jūsų intuicija žlugo. Tačiau tai netrukdys mums išsiaiškinti keistenybių.

Jau sakėme, kad galaktikos tolsta nuo mūsų. Tikrai ne. Mokslininkams tiesiog lengviau paaiškinti, kas iš tikrųjų vyksta. Jie tave apgaudinėja.

„Bet palauk!“, – pasakys moksliškiausias iš jūsų. „Mes matuojame tolimų galaktikų Doplerio poslinkį“. Šis vadinamasis „raudonasis poslinkis“, apie kurį žinote, yra užfiksuotas Žemėje ir kaip pravažiuojančio greitosios pagalbos automobilio sirena leidžia suprasti, kad vyksta judėjimas. Tačiau kosmologiniais mastais taip nėra. Tiesiog nuo tada, kai tolimos galaktikos skleidė šviesą ir ji pasiekė mus, kosmoso mastai labai pasikeitė ir išaugo. Plečiantis erdvei, padidėjo ir fotonų bangos ilgis, todėl šviesa atrodo raudona.

Šis požiūris veda prie kito klausimo: „Ar tikrai Visata plečiasi greičiau nei šviesos greitis? Visiškai tiesa, kad daugumos tolimų galaktikų atstumas nuo mūsų didėja greičiau nei šviesos greitis, bet kas? Jie nejuda greičiau už šviesą (paprastai stovi vietoje). Be to, to žinojimas niekaip nepadės: informacija neperduodama. Jei siunčiate maisto pakuotę į kitą galaktiką greičiau nei šviesos greitis, to padaryti nepavyks (ir net čia iš principo turėsite pabandyti). Šviesos greitis išlieka universaliu greičio ribotuvu.

Pirma, keletas paprastų tiesų.

Galbūt šiuo metu jūsų intuicija žlugo. Tačiau tai netrukdys mums išsiaiškinti keistenybių.

Jau sakėme, kad galaktikos tolsta nuo mūsų. Tikrai ne. Mokslininkams tiesiog lengviau paaiškinti, kas iš tikrųjų vyksta. Jie tave apgaudinėja.

Kai žiūrime į tolimą Visatą, galaktikas matome visur – visomis kryptimis, nutolusios milijonus ir net milijardus šviesmečių. Kadangi yra du trilijonai galaktikų, kurias galime stebėti, visko, kas yra už jų, suma yra didesnė ir šaunesnė nei mūsų drąsiausios įsivaizdavimo. Vienas iš įdomiausių faktų yra tai, kad visos mūsų kada nors stebėtos galaktikos laikosi (vidutiniškai) tų pačių taisyklių: kuo toliau nuo mūsų, tuo greičiau tolsta nuo mūsų. Šis atradimas, kurį Edvinas Hablas ir jo kolegos padarė XX a. 2 dešimtmetyje, atvedė mus prie besiplečiančios visatos paveikslo. Bet kas, jei jis išsiplės? Mokslas žino, dabar žinosite ir jūs.

Iš pirmo žvilgsnio šis klausimas gali atrodyti kaip sveiko proto klausimas. Nes viskas, kas plečiasi, dažniausiai yra sudaryta iš materijos ir egzistuoja Visatos erdvėje ir laike. Tačiau pati Visata yra erdvė ir laikas, savyje turintys materiją ir energiją. Kai sakome, kad „Visata plečiasi“, turime omenyje pačios erdvės plėtimąsi, dėl ko atskiros galaktikos ir galaktikų spiečius tolsta viena nuo kitos. Paprasčiausias būdas būtų įsivaizduoti tešlos rutulį su razinomis viduje, kuris kepamas orkaitėje, sako Ethanas Siegelis.

Besiplečiantis „bandelės“ Visatos modelis, kuriame santykiniai atstumai didėja plečiantis erdvei

Ši tešla yra erdvės audinys, o razinos yra sujungtos struktūros (kaip galaktikos ar galaktikų sankaupos). Bet kurios razinos požiūriu, visos kitos razinos nuo jos nutols ir kuo toliau, tuo greičiau. Tik Visatos atveju orkaitės ir oro už tešlos ribų nėra, yra tik tešla (erdvė) ir razinos (materija).

Raudonąjį poslinkį sukuria ne tik tolstančios galaktikos, bet ir erdvė tarp mūsų

Kaip žinoti, kad ši erdvė plečiasi, o ne galaktikos tolsta?

Jei matote objektus, tolstančius nuo jūsų visomis kryptimis, tai gali paaiškinti tik viena priežastis: erdvė tarp jūsų ir šių objektų plečiasi. Taip pat galite manyti, kad esate netoli sprogimo centro, o daugelis objektų yra tiesiog toliau ir tolsta greičiau, nes jie gavo daugiau energijos iš sprogimo. Jei taip būtų, galėtume tai įrodyti dviem būdais:

Didesniais atstumais ir dideliu greičiu galaktikų bus mažiau, nes laikui bėgant jos labai išsiskirs erdvėje
Ryšys tarp raudonojo poslinkio ir atstumo didesniais atstumais įgis tam tikrą formą, kuri skirsis nuo formos, jei erdvės audinys išsiplėstų.

Kai žiūrime į didesnius atstumus, matome, kad toliau Visatoje galaktikų tankis yra didesnis nei arčiau mūsų esančių. Tai atitinka vaizdą, kuriame erdvė plečiasi, nes žvelgti toliau yra tas pats, kas žvelgti į praeitį, kur plėtėsi mažiau. Taip pat pastebime, kad tolimos galaktikos turi raudonojo poslinkio ir atstumo santykį, atitinkantį erdvės plėtimąsi, ir visai ne – jei galaktikos tiesiog greitai toltų nuo mūsų. Mokslas gali atsakyti į šį klausimą dviem skirtingais būdais, ir abu atsakymai palaiko visatos plėtimąsi.

Ar Visata visada plėtėsi tuo pačiu greičiu?

Mes tai vadiname Hablo konstanta, bet ji pastovi tik erdvėje, o ne laike. Visata šiuo metu plečiasi lėčiau nei anksčiau. Kai kalbame apie plėtimosi greitį, mes kalbame apie greitį atstumo vienetui: šiandien apie 70 km/s/Mpc. (Mpc yra megaparsekas, maždaug 3 260 000 šviesmečių). Tačiau plėtimosi greitis priklauso nuo visų skirtingų visatoje esančių dalykų, įskaitant materiją ir spinduliuotę, tankio. Visatai plečiantis, joje esanti medžiaga ir spinduliuotė tampa mažiau tanki, o tankiui mažėjant plėtimosi greitis taip pat mažėja. Visata praeityje plėtėsi greičiau ir lėtėjo nuo Didžiojo sprogimo. Hablo konstanta yra klaidinga, ji turėtų būti vadinama Hablo parametru.

Tolimas visatos likimas siūlo skirtingas galimybes, bet jei tamsioji energija tikrai yra pastovi, kaip rodo duomenys, laikysimės raudonos kreivės.

Ar Visata plėsis amžinai ar kada nors sustos?

Kelios astrofizikų ir kosmologų kartos sumišo dėl šio klausimo ir į jį galima atsakyti tik nustačius Visatos plėtimosi greitį ir visus joje esančius energijos tipus (ir kiekius). Jau sėkmingai išmatavome, kiek yra įprastos materijos, radiacijos, neutrinų, tamsiosios medžiagos ir tamsiosios energijos, taip pat Visatos plėtimosi greitį. Remiantis fizikos dėsniais ir tuo, kas įvyko praeityje, atrodo, kad visata plėsis amžinai. Nors to tikimybė nėra 100 %; jei kažkas panašaus į tamsiąją energiją ateityje elgsis kitaip, palyginti su praeitimi ir dabartimi, visas mūsų išvadas teks persvarstyti.

Ar galaktikos juda greičiau nei šviesos greitis? Ar tai nedraudžiama?

Mūsų požiūriu, erdvė tarp mūsų ir tolimo taško plečiasi. Kuo toliau nuo mūsų, tuo greičiau mums atrodo, kad jis tolsta. Net jei plėtimosi greitis būtų nedidelis, tolimas objektas vieną dieną peržengtų bet kokio greičio ribojimo slenkstį, nes plėtimosi greitis (greitis atstumo vienetui) padidėtų daug kartų esant pakankamam atstumui. OTO patvirtina šį scenarijų. Dėsnis, kad niekas negali keliauti greičiau nei šviesos greitis, galioja tik objekto judėjimui erdvėje, o ne pačiai erdvės plėtimuisi. Tiesą sakant, pačios galaktikos juda vos kelių tūkstančių kilometrų per sekundę greičiu, gerokai žemiau šviesos greičio nustatytos 300 000 km/s ribos. Nuosmukį ir raudonąjį poslinkį sukelia Visatos plėtimasis, o ne tikrasis galaktikos judėjimas.

Stebimoje visatoje yra maždaug 2 trilijonai galaktikų (geltonas ratas). Mes niekada negalėsime pasivyti galaktikų, kurios yra arčiau nei trečdalis kelio iki šios ribos dėl Visatos plėtimosi. Tik 3% Visatos tūrio yra atvira žmogaus tyrinėjimui.

Visatos plėtimasis yra būtina pasekmė to, kad materija ir energija užpildo erdvėlaikį, kuris paklūsta bendrosios reliatyvumo dėsniams. Kol yra materija, yra ir gravitacinė trauka, todėl arba laimi gravitacija ir vėl viskas susitraukia, arba gravitacija pralaimi ir laimi plėtimasis. Nėra plėtimosi centro ir nieko nėra už erdvės, kuri plečiasi; tai pats Visatos audinys, kuris plečiasi. Įdomiausia tai, kad net jei šiandien paliktume Žemę šviesos greičiu, galėtume aplankyti tik 3% stebimos Visatos galaktikų; 97 % jų jau nepasiekiami. Visata yra sudėtinga.