În vremurile în care oamenii credeau că pământul este plat, era erezie să presupui că o călătorie lungă în linie dreaptă te va duce în cele din urmă la punctul tău de plecare. Dar este adevărat: mergeți, zburați, înotați 40.000 de kilometri într-o singură direcție și vă veți întoarce de unde ați început. Și atunci vă întrebați: este posibil să faceți același truc în spațiu? Dacă luați o rachetă care poate zbura suficient de repede și suficient de mult fără a se ciocni cu stele sau galaxii îndepărtate, puteți ajunge să vă întoarceți la punctul de plecare?
La prima vedere, acest lucru poate părea o nebunie, dar în realitate nu este. Ați putea crede că universul este infinit și continuă pentru totdeauna în toate direcțiile, dar avem dovezi că forma și dimensiunea universului sunt destul de finite. În primul rând, au trecut doar 13,8 miliarde de ani de la Big Bang și putem observa volumul de spațiu pe care lumina l-a vizitat în 13,8 miliarde de ani, evidențiind fiecare punct vizitat. În al doilea rând, există sute de miliarde de galaxii care erau mai tinere în trecut și, cu cât privim mai departe în trecut, cu atât este mai pronunțat acest lucru. Ar putea fi că una (sau mai multe) dintre aceste galaxii este versiunea tânără a Căii Lactee în care am crescut? În cele din urmă, la fel cum Pământul are două dimensiuni în care ne putem deplasa pe el (de la nord la sud și de la vest la est, dar nu de sus în jos),poate Universul să fie o structură multidimensională (hipersferă sau hipertor), în care multe dimensiuni sunt închise și limitate, se răsucesc în sine?
Dacă da, dacă ați merge pe o linie dreaptă suficient de mult, în cele din urmă ați reveni la locul unde ați început. Și dacă ai fi nemuritor, ai putea într-o zi să-ți poți vedea partea din spate a propriului cap doar căutând destul de mult timp, deoarece ochii tăi vor vedea în cele din urmă lumină reflectată din partea din spate a capului tău. Ei bine, dacă universul este într-adevăr, de unde știm sigur?
Pentru a face acest lucru, trebuie să privim universul la cea mai mare scară și să găsim locurile în care acesta are aceleași proprietăți în toate direcțiile. Un univers finit și învârtit ar însemna că aceleași structuri apar iar și iar. Deși cea mai mare parte a universului va fi dificil de definit ca învârtitoare, deoarece viteza limitată a luminii înseamnă că vom vedea aceleași obiecte în diferite stadii ale evoluției lor (cum ar fi Calea Lactee mai tânără), vor exista întotdeauna obiecte care vor fi în același stadiu al evoluției în diferite locuri. Structura pe scară largă a Universului nu prezintă astfel de structuri, dar avem un loc și mai bun de privit: fundalul cosmic cu microunde.
Fluctuațiile Bigglow-ului de la Big Bang au tipare repetitive foarte specifice, dar prezintă și o distribuție aleatorie a acestor tipare. Mulți algoritmi au fost dezvoltați pentru a căuta semnale repetitive non-aleatorii în corelațiile fluctuațiilor din diferite părți ale cerului. Dacă universul ar fi finit și răsucit - dacă părți ale acestuia s-ar repeta în altă parte - s-ar reflecta în fundalul cosmic cu microunde.
Video promotional:
Dar absența structurilor repetate observate nu înseamnă că universul nu are acest tip de topologie. Aceasta înseamnă că, dacă Universul se repetă, reprezentând o suprafață închisă, iar noi teoretic putem fi în același punct, deplasându-ne în linie dreaptă pentru o lungă perioadă de timp, dar acest lucru va fi vizibil pe scări care sunt mai mari decât partea pe care o observăm. Având în vedere că suntem limitați de distanța pe care a parcurs-o lumina în 13,8 miliarde de ani, un astfel de scenariu este destul de posibil.
Dar există un lucru.
Oricât de avansați din punct de vedere tehnic am fi, într-o zi în viitor, atâta timp cât suntem limitați de viteza luminii, nu vom ști niciodată dacă universul se comportă efectiv așa. Datorită energiei întunecate și expansiunii accelerate a universului, este imposibil din punct de vedere fizic să se ajungă la granița chiar și a universului observabil actual; putem acoperi cel mult o treime din acest mod. Dacă universul nu se repetă pe scări cu diametrul modern de mai puțin de 15 miliarde de ani lumină, nu ne vom mai întoarce niciodată la punctul în care am început în linie dreaptă.
Dar asta nu înseamnă că Universul nu poate fi închis, finit și transformat într-o hipersferă. Aceasta înseamnă că expansiunea Universului - expansiune accelerată - ne interzice să „înconjurăm globul” în Univers. Datorită unei combinații de factori precum:
- vârsta finală a Universului;
- viteza finală a luminii;
- extinderea Universului;
- și prezența energiei întunecate, s-ar putea să nu știm niciodată dacă Universul nostru este infinit sau nu și care este adevărata sa topologie.
Tot ce putem vedea este partea disponibilă pentru noi, care ne permite să stabilim limite pentru posibila topologie a universului. Din câte ne putem da seama, este plană, care nu se repetă și, posibil, dar nu neapărat, infinită. Poate, pe măsură ce trece timpul, când Universul ni se deschide din ce în ce mai mult, măsurătorile noastre de curbură vor deveni din ce în ce mai exacte și ne vor dezvălui un nou adevăr. În ciuda faptului că suntem extrem de limitați în capacitatea noastră de a observa, pot exista oportunități noi, încă necunoscute, dincolo de orizontul cosmic.
ILYA KHEL
