Математика космоса
«Не может быть языка более универсального и более простого… более подходящего для выражения неизменных отношений естественных вещей, чем математика. Он интерпретирует все явления в одних и тех же терминах, как бы свидетельствуя о единстве и простоте плана Вселенной…»
Как писал американский астроном, астрофизик и выдающийся популяризатор науки Карл Саган в книге «Космос. Эволюция Вселенной, жизни и цивилизации»,
«Мы считаем, что есть язык, общий для всех технических цивилизаций, сколь бы различны они ни были. Этим общим языком является математика. Законы природы везде одинаковы. Образцы спектров далеких звезд и галактик выглядят так же, как спектр Солнца или спектры, полученные в лабораторных условиях. Повсюду во Вселенной не только присутствуют одни и те же химические элементы, но также действуют одинаковые законы квантовой механики, управляющие тем, как атомы поглощают и испускают излучение. Далекие галактики, обращающиеся одна вокруг другой, следуют тем же законам гравитационной физики, что заставляют яблоко падать на Землю, а «Вояджер» — продолжать свой путь к звездам. Природа везде действует по сходным схемам».
Интересные примеры загадочной математики космоса
Бетельгейзе
Красный сверхгигант Бетельгейзе, удалена от Солнечной системы (по разным оценкам) на 427 — 650 световых лет. Минимальная светимость Бетельгейзе больше светимости Солнца в 80 тысяч раз, а максимальная — в 105 тысяч раз.
Бетельгейзе несется в пространстве со скоростью около 30 км/с. Это одна из крупнейших среди известных астрономам звёзд: если её поместить на место Солнца, то при минимальном размере она заполнила бы орбиту Марса, а при максимальном — достигала бы орбиты Юпитера. Расстояние до Бетельгейзе не известно с достаточной точностью, но если оно, как предполагается, составляет 650 световых лет, то диаметр звезды в ходе её пульсаций изменяется от 500 до 800 диаметров Солнца.
Бетельгейзе – будущая сверхновая звезда. Если бы сегодня случилось невероятное событие, и эта звезда взорвалась, то мы не узнаем об этом еще сотни лет, пока это «известие», распространяющееся со скоростью света, преодолеет межзвездное пространство. После взрыва Бетельгейзе над Землёй произойдет вспышка, сравнимая с появлением второго Солнца и останется нейтронная звезда или черная дыра.
Млечный путь
Млечный путь принадлежит группе из 40 галактик, расположенных недалеко друг от друга, которые имеют гравитационное воздействие друг на друга. Наиболее близкие друг к другу галактики — Млечный Путь и Андромеда, расстояние между ними 2,5 млн. световых лет.
Галактика Андромеда в два раза больше Млечного Пути, ее диаметр составляет 220 тысяч световых лет. Млечный Путь и Андромеда уже миллионы лет находятся в гравитационном взаимодействии, которое в итоге неизбежно приведет к тому, что галактика Андромеда «подтянет» к себе Млечный Путь и галактики «сольются». Спиральные рукава Млечного Пути будут оторваны, и наше Солнце, вполне возможно, будет «вышвырнуто» в пустоту космоса. Черные дыры в центрах обеих галактик столкнутся и «сольются» воедино.
Астрономы утверждают, что галактическое «слияние» может наступить через 5 млрд. лет. Расчеты учёных показали, что гравитационное притяжение Андромеды сильнее гравитации Млечного Пути, в результате наша Галактика летит к Андромеде со скоростью порядка 120 километров в секунду!
Пространство и время
Пространство и время тесно переплетены. Мы не можем заглянуть в космос, не оглядываясь в прошлое. Свет движется очень быстро, но космическое пространство пустынно, а звезды крайне далеки друг от друга. До центра нашей Галактики Млечный Путь свет Солнца идет 30 тысяч лет, а между нашей и ближайшей к ней спиральной галактикой М31 в созвездии Андромеды пролегает 2 миллиона световых лет. Когда М31 испускала наблюдаемый сегодня свет, на Земле еще не было людей. От Земли до самых далеких квазаров 8-10 млрд. световых лет. Мы видим их такими, какими они были задолго до того, как сконденсировалась Земля, и даже раньше, чем образовался Млечный Путь.
Созвездия
Современные технологии пока не подошли к тому, чтобы позволить совершать межзвездные путешествия, по крайней мере, за разумное время. Но можно заложить в компьютер информацию о положении в трехмерном пространстве всех близких к нам звезд и дать ему задание отправиться в небольшое виртуальное путешествие — например, облететь вокруг группы ярких звезд, составляющих ковш Большой Медведицы, чтобы посмотреть, как при этом будут меняться созвездия.
Вид созвездий заметно преобразился даже за те несколько миллионов лет, в течение которых человек существует как биологический вид. Отправившись в прошлое с помощью компьютера, мы увидим, как звезды ковша приходят в движение, миллион лет назад они образовывали на небе совершенно иной рисунок, который больше напоминал копье.
Символ бесконечности
В центральной части Млечного Пути находится газопылевая структура в форме скрученной петли, протяжённость которой составляет около 600 световых лет. Разрозненные фрагменты структуры из газа температурой минус 258,15 градусов Цельсия, складываются в восьмёрку — символ бесконечности. Астрономы пока не могут объяснить форму и природу образования данной структуры.
Ещё одна загадка, связанная с «символом бесконечности» — его центр не совпадает с центром Галактики, а немного сдвинут по отношению к нему. Астрономы предполагают, что появление таких структур можно объяснить гравитационным влиянием соседних галактик. Но как это происходит, ученым ещё предстоит разобраться.
Моделируемая Вселенная
В настоящее время гипотеза о том, что мы живем не в реальном мире, а в компьютерной симуляции, стала очень популярной. Существует вероятность того, что мы живем не в реальной, а в моделируемой Вселенной. Возможно, Вселенную можно оцифровать в завершенную компьютерную программу? Если Вселенную можно свести к нулям и единицам, то, каково суммарное информационное содержимое Вселенной?
По оценкам квантовых физиков, черная дыра диаметром около сантиметра могла бы содержать 1066 бит информации. В квантовом мире, возможно, саму Вселенную можно «загнать» на компакт-диск! Теоретически, если можно поместить 10100 бит информации на компакт-диск, то мы можем наблюдать за тем, как любое событие нашей Вселенной разворачивается у нас в гостиной. 
Карл Саган высказал в свое время идею существования бесконечной иерархии вселенных, и если бы мы проникнуть внутрь элементарной частицы, такой как электрон, она сама оказалась бы замкнутой вселенной. Знакомая нам Вселенная со всеми галактиками, звездами, планетами и людьми может оказаться одной элементарной частицей во вселенной более высокого уровня.
Согласно одной из теорий модели пульсирующей Вселенной — Космос не имеет ни начала, ни конца, мы находимся посреди бесконечного цикла космических смертей и перерождений. Ни одна из галактик, звезд, планет, цивилизаций, возникших в прошлом «воплощении» Вселенной, не перетекает в нынешнюю реальность.
В концепции «множественных миров» Вселенная существует одновременно во множестве параллельных состояний, которые определяются волновой функцией Вселенной.
В Мультивселенной могут существовать и другие вселенные. Существует бесконечное число вселенных — для каждого цикла своя.
