Tais laikais, kai žmonės manė, kad žemė plokščia, buvo erezija manyti, kad ilga kelionė tiesia linija galų gale jus grąžins į pradinį tašką. Bet tai tiesa: eik, skris, nuplauk 40 000 kilometrų viena kryptimi ir grįši ten, kur pradėjai. Ir tada susimąstai: ar įmanoma tą patį triuką padaryti kosmose? Jei paimsite raketą, kuri gali skristi pakankamai greitai ir pakankamai ilgai, nesusidūrusi su tolimomis žvaigždėmis ar galaktikomis, gal galėtumėte grįžti į savo išvykimo tašką?
Iš pirmo žvilgsnio tai gali atrodyti beprotiška, bet iš tikrųjų taip nėra. Galima pagalvoti, kad visata yra begalinė ir tęsiasi amžinai visomis kryptimis, tačiau turime įrodymų, kad visatos forma ir dydis yra gana riboti. Pirma, nuo Didžiojo sprogimo praėjo tik 13,8 milijardo metų, ir mes galime stebėti erdvės, kurią šviesa aplankė per 13,8 milijardo metų, tūrį, išryškindami kiekvieną aplankytą tašką. Antra, yra šimtai milijardų galaktikų, kurios anksčiau buvo jaunesnės, ir kuo toliau žvelgiame į praeitį, tuo ryškesnė tai tampa. Ar gali būti, kad viena (ar daugiau) šių galaktikų yra jaunatvinė Paukščių Tako versija, kurioje mes užaugome? Galiausiai, kaip Žemė turi dvi dimensijas, kuriomis galime judėti ja (iš šiaurės į pietus ir iš vakarų į rytus, bet ne iš viršaus į apačią),ar Visata gali būti daugiamatė struktūra (hipersfera ar hipertorius), kurioje daugybė dimensijų yra uždaros ir ribotos, susisuka į save?
Jei taip, jei vaikščiotumėte pakankamai ilgai tiesiai, galų gale grįžtumėte ten, kur pradėjote. Ir jei būtum nemirtingas, galbūt vieną dieną galėtum pamatyti savo paties pakaušį, tik ilgai ieškodamas, nes tavo akys galų gale matys šviesą, atsispindinčią nuo tavo paties pakaušio. Na, jei visata iš tikrųjų yra, iš kur mes galime tai žinoti?
Norėdami tai padaryti, turime pažvelgti į visatą didžiausiu mastu ir rasti vietas, kur ji turi tas pačias savybes visomis kryptimis. Ribota ir sūkuriuojanti visata reikštų, kad tos pačios struktūros pasirodo vėl ir vėl. Nors didžiąją visatos dalį bus sunku apibrėžti kaip besisukančią, nes ribotas šviesos greitis reiškia, kad tuos pačius objektus matysime skirtinguose jų evoliucijos etapuose (pvz., Jaunesnį Paukščių Taką), visuomet bus objektų, kurie bus tame pačiame evoliucijos etape skirtinguose vietų. Didelės apimties Visatos struktūra tokių struktūrų nerodo, tačiau turime dar geresnę vietą ieškoti: kosminį mikrobangų foną.
Didžiojo sprogimo poslinkio svyravimai turi labai specifinius pasikartojančius modelius, tačiau taip pat rodo atsitiktinį šių modelių pasiskirstymą. Sukurta daugybė algoritmų, skirtų pasikartojantiems atsitiktiniams signalams ieškoti skirtingų dangaus dalių svyravimų koreliacijose. Jei visata būtų ribota ir susisukusi - jei jos dalys pasikartotų kitur - ji atsispindėtų kosminiame mikrobangų fone.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Tačiau stebimų pasikartojančių struktūrų nebuvimas nereiškia, kad visata neturi tokio tipo topologijos. Tai reiškia, kad jei Visata pasikartos, vaizduodama uždarą viršpaviršių, ir teoriškai galime atsidurti tame pačiame taške, judėdami pakankamai ilgai tiesia linija, tačiau tai bus pastebima skalėse, kurios yra didesnės už tą dalį, kurią stebime. Atsižvelgiant į tai, kad mus riboja atstumas, kurį šviesa nuvažiavo per 13,8 milijardo metų, toks scenarijus yra visiškai įmanomas.
Bet yra vienas, bet.
Kad ir kokie techniškai pažengę būtume, vieną dieną ateityje, kol mus ribos šviesos greitis, niekada nesužinosime, ar Visata iš tikrųjų taip elgiasi. Tamsios energijos ir pagreitinto visatos išsiplėtimo dėka fiziškai neįmanoma pasiekti net dabartinės stebimos visatos krašto; mes galime eiti ne daugiau kaip trečdalį šio kelio. Jei visata nepasikartos skalėmis, kurios yra mažesnės nei 15 milijardų šviesmečių šiuolaikinio skersmens, mes niekada negrįšime į tašką, kur pradėjome tiesiai.
Bet tai nereiškia, kad Visata negali būti uždara, baigtinė ir susisukti į hipersferą. Tai reiškia, kad Visatos plėtimasis - spartesnis išsiplėtimas - draudžia mums „apvažiuoti Žemės rutulį“Visatoje. Dėl įvairių veiksnių, tokių kaip:
- galutinis Visatos amžius;
- galutinis šviesos greitis;
- Visatos plėtimasis;
- ir tamsios energijos buvimas, mes niekada negalime žinoti, ar mūsų Visata yra begalinė, ar ne, ir kokia yra tikroji jos topologija.
Viskas, ką mes galime pamatyti, yra mums prieinama dalis, leidžianti nustatyti ribas galimai visatos topologijai. Kiek galime pasakyti, jis yra plokščias, nesikartojantis ir galbūt, bet nebūtinai begalinis. Galbūt laikui bėgant, kai Visata mums vis labiau atsivers, kreivumo matavimai taps vis tikslesni ir mums atskleis naują tiesą. Nepaisant to, kad esame labai riboti savo galimybių stebėti, už kosminio horizonto gali atsirasti naujų, dar nežinomų galimybių.
ILYA KHEL