V časoch, keď si ľudia mysleli, že Zem je plochá, bolo kacírstvom predpokladať, že dlhá priama cesta vás nakoniec dovedie späť do východiskového bodu. Ale je to pravda: choďte, lietajte, preplávajte 40 000 kilometrov jedným smerom a budete späť tam, kde ste začali. A potom sa čudujete: je možné urobiť rovnaký trik aj vo vesmíre? Ak si vezmete raketu, ktorá dokáže lietať dostatočne rýchlo a dostatočne dlho bez toho, aby narazila do vzdialených hviezd alebo galaxií, môžete sa nakoniec vrátiť do svojho východiskového bodu?
Na prvý pohľad sa to môže zdať šialené, ale v skutočnosti to tak nie je. Možno si myslíte, že vesmír je nekonečný a pokračuje večne všetkými smermi, ale máme dôkazy, že tvar a veľkosť vesmíru sú dosť konečné. Najprv od Veľkého tresku uplynulo iba 13,8 miliárd rokov a môžeme pozorovať objem vesmíru, ktorý svetlo navštívilo za 13,8 miliárd rokov, a zvýrazniť tak každý navštívený bod. Po druhé, existujú stovky miliárd galaxií, ktoré boli v minulosti mladšie a čím ďalej do minulosti sa pozeráme, tým je to výraznejšie. Môže sa stať, že jedna (alebo viac) z týchto galaxií je mladá verzia Mliečnej dráhy, v ktorej sme vyrastali? Nakoniec, tak ako má Zem dve dimenzie, v ktorých sa na nej môžeme pohybovať (zo severu na juh a zo západu na východ, ale nie zhora nadol),môže byť vesmír multidimenzionálna štruktúra (hypersféra alebo hypertor), v ktorej je veľa dimenzií uzavretých a obmedzených, zakrútených do seba?
Ak je to tak, keby ste išli dostatočne dlho po priamke, nakoniec by ste sa dostali späť na pôvodné miesto. A keby ste boli nesmrteľní, jedného dňa by ste mohli byť schopní vidieť zadnú časť svojej hlavy iba tým, že budete hľadať dosť dlho, pretože vaše oči nakoniec uvidia svetlo odrážajúce sa od vašej zadnej časti hlavy. No, ak vesmír skutočne je, ako to vieme naisto?
Aby sme to dosiahli, musíme sa pozrieť na vesmír v jeho najväčšej mierke a nájsť miesta, kde má vo všetkých smeroch rovnaké vlastnosti. Konečný a víriaci vesmír by znamenal, že sa stále znovu objavujú rovnaké štruktúry. Zatiaľ čo väčšinu vesmíru bude ťažké definovať ako vírenie, pretože obmedzená rýchlosť svetla znamená, že uvidíme rovnaké objekty v rôznych fázach ich vývoja (ako napríklad mladšia Mliečna cesta), vždy budú existovať objekty, ktoré budú v rovnakom štádiu vývoja v rôznych fázach vývoja. Miesta. Rozsiahla štruktúra vesmíru neukazuje také štruktúry, ale máme ešte lepšie miesto na hľadanie: kozmické mikrovlnné pozadie.
Kolísanie dosvitu veľkého tresku má veľmi špecifické opakujúce sa vzorce, ale tiež ukazuje ich náhodné rozdelenie. Bolo vyvinutých veľa algoritmov na hľadanie opakujúcich sa náhodných signálov v koreláciách fluktuácií v rôznych častiach oblohy. Keby bol vesmír konečný a skrútený - keby sa jeho časti opakovali inde - prejavilo by sa to na kozmickom mikrovlnnom pozadí.
Propagačné video:
Ale absencia pozorovaných opakujúcich sa štruktúr neznamená, že vesmír nemá tento typ topológie. To znamená, že ak sa vesmír bude opakovať, čo predstavuje uzavretý nadpovrch, a teoreticky môžeme skončiť v rovnakom bode a pohybovať sa v priamke dosť dlho, ale to bude viditeľné na mierkach, ktoré sú väčšie ako časť, ktorú pozorujeme. Vzhľadom na to, že sme limitovaní vzdialenosťou, ktorú svetlo urazilo za 13,8 miliárd rokov, je takýto scenár celkom možný.
Ale je tu jedna vec.
Bez ohľadu na to, ako technicky sme vyspelí, jedného dňa v budúcnosti, pokiaľ nás bude obmedzovať rýchlosť svetla, nikdy nebudeme vedieť, či sa vesmír skutočne správa takto. Vďaka temnej energii a zrýchlenej expanzii vesmíru je fyzicky nemožné dosiahnuť hranu aj v súčasnom pozorovateľnom vesmíre; môžeme ísť nanajvýš tretinou. Ak sa vesmír nebude opakovať v mierkach, ktoré majú moderný priemer menej ako 15 miliárd svetelných rokov, nikdy sa nevrátime do bodu, v ktorom sme začali priamočiaro.
To ale neznamená, že vesmír nemôže byť uzavretý, konečný a otočený do hypersféry. To znamená, že expanzia vesmíru - zrýchlená expanzia - nám zakazuje „oboplávať planétu“vo vesmíre. Z dôvodu kombinácie faktorov, ako sú:
- posledný vek vesmíru;
- konečná rýchlosť svetla;
- rozpínanie vesmíru;
- a prítomnosť temnej energie, možno nikdy nebudeme vedieť, či je náš vesmír nekonečný alebo nie, a aká je jeho skutočná topológia.
Všetko, čo vidíme, je časť, ktorá je nám k dispozícii a ktorá nám umožňuje stanovovať limity možnej topológie vesmíru. Pokiaľ vieme, je plochý, neopakujúci sa a možno, ale nie nevyhnutne, nekonečný. Možno, ako bude plynúť čas, keď sa nám bude vesmír čoraz viac otvárať, naše merania zakrivenia budú čoraz presnejšie a odhalia nám novú pravdu. Napriek tomu, že sme veľmi obmedzení v našej schopnosti pozorovať, môžu pre vesmírny horizont existovať nové, zatiaľ neznáme príležitosti.
ILYA KHEL