Найбільше питання в космології – це не чорні діри, темна матерія або Великий вибух, а фундаментальна властивість існування: яка форма Всесвіту? Якби ви могли нескінченно рухатися по прямій, повернулися б ви в кінцевому підсумку до вихідної точки, досягли краю або просто продовжили б шлях в нескінченність? Це залишається однією з найбільш приголомшливих загадок науки.
Чому це має значення
Протягом століть люди розмірковували про розмір та структуру Всесвіту. Розуміння її форми — це не лише академічний інтерес, воно має наслідки для всього, що ми знаємо про фізику, походження існування і навіть саму природу реальності. Кінцівка Всесвіту передбачає межі, тоді як нескінченність — безмежні можливості, але жодного зі сценаріїв не доведено.
Основні Варіанти
Космологи пропонують кілька моделей геометрії Всесвіту:
Плоска: У плоскому Всесвіті діють правила евклідової геометрії. У трикутників сума кутів становить 180 градусів, лінії залишаються прямими. Це найпростіша модель, але це не обов’язково робить її вірною.
* Вигнутий: Якщо Всесвіт вигнутий, геометрія стає дивною. Сума кутів трикутника може не становити 180 градусів, а лінії можуть згинатися способами, які ми не бачимо у повсякденному житті. Викривлення може бути позитивним (як у сфери) або негативним (як у сідла).
* Кінцевий або Нескінченний: Всесвіт може бути плоским або вигнутим, залишаючись при цьому кінцевим (має обмежений об’єм) або нескінченним (що розширюється нескінченно). Ключ у взаємодії між гравітацією та темною енергією.
Роль Гравітації та Темної Енергії
Форма Всесвіту залежить від балансу між гравітацією (яка притягує все один до одного) та темною енергією (яка розсуває все). Якщо ці сили знаходяться в ідеальній рівновазі, Всесвіт плоский. Якщо темна енергія домінує, то вона може мати форму чіпсу Pringles. Якщо гравітація перемагає, то вона може бути сферою.
Спостереження показують, що Всесвіт, мабуть, плоский, але недавні дані свідчать, що темна енергія може слабшати, що утрудняє отримання остаточних відповідей. Присутність темної матерії ще більше ускладнює картину, оскільки її розподіл впливає гравітаційне тяжіння.
Чому деякі вчені відкидають нескінченність
Багато фізиків не люблять ідею нескінченного Всесвіту, оскільки він здається незмірним і незадовільним. Вона має на увазі, що все можливе існує десь у нескінченній порожнечі, роблячи дослідження безглуздим. Інші воліють ідею кінцевого Всесвіту з кордонами, навіть якщо ці межі химерні.
Пошук Конкретних Відповідей
Якщо Всесвіт кінцевий, чи має він край? Якщо так, то що за ним? Деякі теорії припускають, що вона може мати форму пончика, пляшки Клейна чи навіть арахісу. Інші припускають, що якщо рухатися досить далеко в одному напрямку, можна повернутися до вихідної точки.
Зрештою справжня форма Всесвіту буде визначена спостереженнями та математикою. До того часу ми залишаємося з інтригуючими можливостями та невирішеними питаннями.
Пошуки розуміння форми Всесвіту ще далекі від завершення. Чи буде він кінцевим, нескінченним або чимось, що виходить за рамки нашого нинішнього розуміння, прагнення до відповідей продовжить стимулювати наукові дослідження протягом багатьох поколінь.
