Tajos laikos, kad cilvēki domāja, ka Zeme ir līdzena, bija ķecerība pieņemt, ka garš ceļojums taisnā līnijā galu galā vedīs jūs atpakaļ uz sākumpunktu. Bet tā ir taisnība: staigājiet, lidojiet, peldiet 40 000 kilometru vienā virzienā, un jūs atgriezīsities tur, kur sākāt. Un tad jūs domājat: vai ir iespējams izdarīt to pašu triku kosmosā? Ja jūs paņemat raķeti, kas var lidot pietiekami ātri un pietiekami ilgi, nesaduroties ar tālu esošām zvaigznēm vai galaktikām, vai jūs varat atgriezties sākuma punktā?
No pirmā acu uzmetiena tas var šķist traki, bet patiesībā tā nav. Varētu domāt, ka Visums ir bezgalīgs un turpinās mūžīgi visos virzienos, taču mums ir pierādījumi, ka Visuma forma un lielums ir diezgan ierobežots. Pirmkārt, kopš Lielā sprādziena ir pagājuši tikai 13,8 miljardi gadu, un mēs varam novērot telpas apjomu, kuru gaisma ir apmeklējusi 13,8 miljardu gadu laikā, izceļot katru apmeklēto punktu. Otrkārt, ir simtiem miljardu galaktiku, kas agrāk bija jaunākas, un, jo tālāk mēs skatāmies pagātnē, tas kļūst izteiktāks. Vai varētu būt tā, ka viena (vai vairākas) no šīm galaktikām ir Piena ceļa jaunības versija, kurā mēs uzaugām? Visbeidzot, tāpat kā Zemei ir divas dimensijas, kurās mēs varam pārvietoties pa to (no ziemeļiem uz dienvidiem un no rietumiem uz austrumiem, bet ne no augšas uz leju),vai Visums var būt daudzdimensionāla struktūra (hipersfēra vai hipertorija), kurā daudzas dimensijas ir slēgtas un ierobežotas, savijas sevī?
Ja tā, tad, ja jūs gājat taisnā līnijā pietiekami ilgi, jūs galu galā atgrieztos tur, kur sākāt. Un, ja jūs būtu nemirstīgs, jūs, iespējams, kādu dienu varētu redzēt savas galvas aizmuguri, tikai meklējot diezgan ilgu laiku, jo jūsu acis galu galā redzēs gaismu, kas atspoguļojas no jūsu pašu pakauša. Nu, ja Visums patiešām ir, kā mēs varam to droši zināt?
Lai to izdarītu, mums jāaplūko Visums tā lielākajā mērogā un jāatrod vietas, kur tam ir vienādas īpašības visos virzienos. Ierobežots un virpuļojošs Visums nozīmētu, ka tās pašas struktūras parādās atkal un atkal. Lai gan lielāko daļu Visuma būs grūti definēt kā virpuļojošu, jo ierobežotais gaismas ātrums nozīmē, ka mēs redzēsim tos pašus objektus dažādos to attīstības posmos (piemēram, jaunāko Piena ceļu), vienmēr atradīsies objekti, kas atradīsies vienā evolūcijas posmā dažādās vietas. Visuma liela mēroga struktūra šādas struktūras neparāda, bet mums ir vēl labāka vieta, kur meklēt: kosmiskā mikroviļņu fons.
Lielā sprādziena pēcspīdes svārstībām ir ļoti specifiski atkārtojošie modeļi, taču tie arī parāda šo modeļu nejaušu sadalījumu. Ir izstrādāti daudzi algoritmi, lai meklētu atkārtotus nejaušus signālus dažādu debess daļu svārstību korelācijās. Ja Visums būtu ierobežots un savīti - ja tā daļas atkārtotos citur - tas atspoguļotos kosmiskā mikroviļņu fonā.
Reklāmas video:
Bet novēroto atkārtojošo struktūru neesamība nenozīmē, ka Visumam nav šāda veida topoloģijas. Tas nozīmē, ka, ja Visums patiešām atkārtojas, pārstāvot slēgtu virsmu, un teorētiski mēs varam nonākt tajā pašā punktā, virzoties pietiekami ilgi taisnā līnijā, taču tas būs pamanāms uz svariem, kas ir lielāki par daļu, kuru mēs novērojam. Ņemot vērā to, ka mūs ierobežo attālums, ko gaisma ir nobraukusi 13,8 miljardu gadu laikā, šāds scenārijs ir pilnīgi iespējams.
Bet ir viens, bet.
Neatkarīgi no tā, cik tehniski mēs esam progresējuši, kādu dienu nākotnē, kamēr mūs ierobežo gaismas ātrums, mēs nekad nezināsim, vai Visums tiešām uzvedas šādi. Pateicoties tumšajai enerģijai un paātrinātajai Visuma paplašināšanai, fiziski nav iespējams sasniegt pat pašreizējā novērojamā Visuma robežu; mēs varam iet ne vairāk kā trešdaļu šī ceļa. Ja Visums neatkārtosies mērogos, kuru mūsdienu diametrs ir mazāks par 15 miljardiem gaismas gadu, mēs nekad neatgriezīsimies tajā vietā, kur sākām taisnā līnijā.
Bet tas nenozīmē, ka Visumu nevar aizvērt, ierobežot un savērpt hipersfērā. Tas nozīmē, ka Visuma paplašināšanās - paātrināta paplašināšanās - aizliedz mums Visumā "apiet pasauli". Sakarā ar vairāku faktoru kombināciju, piemēram:
- Visuma pēdējais vecums;
- galīgais gaismas ātrums;
- Visuma paplašināšanās;
- un tumšās enerģijas klātbūtne, mēs nekad nevaram zināt, vai mūsu Visums ir bezgalīgs vai nē, un kāda ir tā patiesā topoloģija.
Viss, ko mēs varam redzēt, ir mums pieejamā daļa, kas ļauj mums noteikt robežas iespējamai Visuma topoloģijai. Cik mēs varam pateikt, tas ir līdzens, neatkārtojas un, iespējams, bet ne vienmēr ir bezgalīgs. Varbūt, laikam ejot, kad Visums mums arvien vairāk atvērsies, mūsu izliekuma mērījumi kļūs arvien precīzāki un atklās mums jaunu patiesību. Neskatoties uz to, ka mūsu spēja novērot ir ļoti ierobežota, kosmiskā horizonta iespējas var būt jaunas, vēl nezināmas.
ILYA KHEL