Всесвіт стискається?..

Ми вже знаємо, що наш Всесвіт розширюється. Проте рівняння теорії відносності допускають ще й іншу можливість – стиск. Чи має значення те, що Всесвіт саме розширюється, а не стискується?

Давайте уявимо, що наш Всесвіт стискається. Що зміниться при цьому в картині навколишнього світу?

Щоб відповісти на це питання, потрібно знати відповідь на інше питання: чому вночі темно? Воно увійшло до історії астрономії під назвою фотометричного феномена. Суть цього феномена у наступному.

Якщо у Всесвіті всюди розпорошені зірки, які в середньому випромінюють приблизно однакову кількість світла, незалежно від того, згруповані вони в галактиці чи ні, вони покривали б своїми дисками всю небесну сферу. Адже Всесвіт складається з багатьох мільярдів зірок, і, куди б ми не спрямували свій погляд, він майже напевно рано чи пізно натрапить на якусь зірку.

Іншими словами, кожна ділянка зоряного неба мала б світитися, як ділянка диска Сонця, оскільки в подібній ситуації видима поверхнева яскравість не залежить від відстані. З неба на нас обрушувався б сліпучий і спекотний потік світла, що відповідає температурі близько 6 тис. градусів, що майже в 200000 разів перевершує світло Сонця. Тим часом нічне небо чорне та холодне. У чому тут справа?

Лише теоретично внаслідок розширення Всесвіту фотометричний феномен автоматично усувається. Оскільки галактики розбігаються, тому у спектрах відбувається червоне зміщення спектральних ліній. Через це частота, отже, і енергія кожного фотона зменшуються. Адже червоне зміщення – це зсув електромагнітного випромінювання зірок галактики у бік довших хвиль. А чим більша довжина хвилі, тим меншу енергію несе з собою випромінювання, і чим далі галактика, тим сильніше послаблюється енергія кожного фотона, що приходить до нас.

Крім цього, безперервне збільшення відстані між Землею і галактикою, яка віддаляється, призводить до того, що кожен наступний фотон змушений долати трохи більший шлях, ніж попередній. Завдяки цьому фотони потрапляють у приймач рідше, ніж вони випускаються джерелом. Отже, зменшується і кількість фотонів, які приходять в одиницю часу. Це також призводить до зниження кількості енергії, яка приходить в одиницю часу. Саме тому нічне небо лишається чорним.

Тому, якщо уявити, що Всесвіт стискається і цей стиск триває мільярди років, то яскравість неба при цьому не ослаблена, а навпаки, посилена. При цьому на нас обрушився б сліпучий і спекотний потік світла, що відповідає дуже високій температурі.

У подібних умовах на Землі життя, напевно, не могло б існувати. Значить, ми аж ніяк не випадково живемо саме в Всесвіті, що розширюється.