Největší otázkou v kosmologii nejsou černé díry, temná hmota nebo Velký třesk, ale základní vlastnost existence: Jaký je tvar Vesmíru? Kdybyste se mohli věčně pohybovat po přímce, vrátili byste se nakonec do svého výchozího bodu, dostali byste se na okraj nebo prostě pokračovali do nekonečna? Zůstává jednou z nejúžasnějších záhad vědy.
Proč na tom záleží
Po staletí lidé spekulovali o velikosti a struktuře vesmíru. Pochopení jeho podoby není jen akademickým zájmem; má důsledky pro vše, co víme o fyzice, původu existence a dokonce i o povaze reality samotné. Konečnost vesmíru implikuje hranice, zatímco nekonečno implikuje neomezené možnosti, ale ani jeden scénář nebyl prokázán.
Hlavní možnosti
Kosmologové nabízejí několik modelů geometrie vesmíru:
- Plochý: V plochém vesmíru platí pravidla euklidovské geometrie. V trojúhelníku je součet úhlů 180 stupňů a čáry zůstávají rovné. Toto je nejjednodušší model, ale to nemusí nutně znamenat, že je správný.
- Zakřivený: Pokud je vesmír zakřivený, geometrie se stává podivnou. Součet úhlů trojúhelníku nemusí činit 180 stupňů a čáry se mohou ohýbat způsobem, který v běžném životě nevidíme. Zakřivení může být pozitivní (jako koule) nebo negativní (jako sedlo).
- Konečný nebo nekonečný: Vesmír může být plochý nebo zakřivený, přičemž může zůstat konečný (má omezený objem) nebo nekonečný (nekonečně se rozpínající). Klíčová je interakce mezi gravitací a temnou energií.
Role gravitace a temné energie
Tvar Vesmíru závisí na rovnováze mezi gravitací (která stahuje vše k sobě) a temnou energií (která vše od sebe odtlačuje). Pokud jsou tyto síly v dokonalé rovnováze, vesmír je plochý. Pokud je temná energie dominantní, může mít podobu čipu Pringles. Pokud zvítězí gravitace, může to být koule.
Pozorování naznačují, že vesmír je pravděpodobně plochý, ale nedávné důkazy naznačují, že temná energie může slábnout, takže je obtížné získat definitivní odpovědi. Přítomnost temné hmoty dále komplikuje obraz, protože její rozložení ovlivňuje gravitační přitažlivost.
Proč někteří vědci odmítají nekonečno
Mnoho fyziků nemá rádo představu nekonečného vesmíru, protože se zdá být neměřitelné a neuspokojivé. Znamená to, že všechno možné existuje někde v nekonečné prázdnotě, takže průzkum nemá smysl. Jiní dávají přednost myšlence konečného vesmíru s hranicemi, i když jsou tyto hranice bizarní.
Hledání konkrétních odpovědí
Pokud je vesmír konečný, má nějaký okraj? Pokud ano, co se za tím skrývá? Některé teorie naznačují, že by mohl mít tvar koblihy, Kleinovy láhve nebo dokonce arašídu. Jiní navrhují, že pokud se posunete dostatečně daleko jedním směrem, můžete se vrátit do výchozího bodu.
Skutečnou podobu vesmíru nakonec určí pozorování a matematika. Do té doby nám zbývají zajímavé možnosti a nevyřešené otázky.
Snaha porozumět tvaru vesmíru není zdaleka u konce. Ať už je vesmír konečný, nekonečný nebo něco, co přesahuje naše současné chápání, hledání odpovědí bude i nadále pohánět vědecký výzkum pro další generace.
