U doba kad su ljudi mislili da je zemlja ravna, bilo je krivovjerje pretpostaviti da će vas dugo putovanje u ravnoj liniji na kraju dovesti natrag do početne točke. Ali istina je: hodajte, letite, plivajte 40.000 kilometara u jednom smjeru i vratit ćete se tamo gdje ste započeli. I onda se pitate: je li moguće napraviti isti trik u svemiru? Ako uzmete raketu koja može letjeti dovoljno brzo i dovoljno dugo bez sudara s udaljenim zvijezdama ili galaksijama, možete li se na kraju vratiti na polazište?
Na prvi pogled ovo se može činiti ludo, ali u stvarnosti nije. Možda mislite da je svemir beskonačan i da se vječno odvija u svim smjerovima, ali imamo dokaze da su oblik i veličina svemira prilično ograničeni. Prvo, prošlo je samo 13,8 milijardi godina od Velikog praska i možemo promatrati količinu prostora koji je svjetlost posjetila u 13,8 milijardi godina, ističući svaku posjećenu točku. Drugo, postoje stotine milijardi galaksija koje su bile mlađe u prošlosti, a što dalje gledamo u prošlost, to to postaje sve izraženije. Može li biti da je jedna (ili više) od ovih galaksija mlada verzija Mliječne staze u kojoj smo odrasli? Konačno, kao što Zemlja ima dvije dimenzije u kojima se možemo kretati po njoj (od sjevera prema jugu i od zapada prema istoku, ali ne od vrha do dna),može li svemir biti višedimenzionalna struktura (hipersfera ili hipertor), u kojoj su mnoge dimenzije zatvorene i ograničene, uvijene u sebe?
Ako je to slučaj, ako biste dovoljno dugo hodali po ravnoj liniji, na kraju biste se vratili tamo gdje ste započeli. A da ste besmrtni, mogli biste jednog dana moći vidjeti zatiljak samo tražeći neko vrijeme, jer će vaše oči na kraju vidjeti svjetlost koja se odbija od vašeg vlastitog zatiljka. Pa, ako svemir zaista jest, kako to pouzdano znamo?
Da bismo to učinili, trebamo pogledati svemir u najvećoj mjeri i pronaći mjesta na kojima ima ista svojstva u svim smjerovima. Konačan i uskovitlani svemir značio bi da se iste strukture pojavljuju uvijek iznova. Iako će većinu svemira biti teško definirati kao kovitlajuće, budući da ograničena brzina svjetlosti znači da ćemo iste objekte vidjeti u različitim fazama njihove evolucije (poput mlađe Mliječne staze), uvijek će postojati objekti koji će biti u istoj fazi evolucije u različitim mjesta. Struktura svemira velikih razmjera ne pokazuje takve strukture, ali imamo još bolje mjesto za gledanje: kozmičku mikrovalnu pozadinu.
Kolebanja nakon svijetljenja Velikog praska imaju vrlo specifične obrasce koji se ponavljaju, ali također pokazuju slučajnu raspodjelu tih uzoraka. Razvijeni su mnogi algoritmi za traženje ponavljajućih ne slučajnih signala u korelacijama fluktuacija u različitim dijelovima neba. Kad bi svemir bio konačan i uvijen - ako bi se njegovi dijelovi ponovili negdje drugdje - to bi se odrazilo u kozmičkoj mikrovalnoj pozadini.
Promotivni video:
Ali odsutnost uočenih struktura koje se ponavljaju ne znači da svemir nema ovu vrstu topologije. To znači da ako se Svemir ponovi, predstavljajući zatvorenu hiperpovršinu, i teoretski možemo završiti u istoj točki, krećući se pravocrtno dovoljno dugo, ali to će biti uočljivo na ljestvicama koje su veće od dijela koji promatramo. S obzirom na to da nas ograničava udaljenost koju je svjetlost prešla u 13,8 milijardi godina, takav je scenarij sasvim moguć.
Ali postoji jedna stvar.
Bez obzira koliko smo tehnički napredni, jednog dana u budućnosti, sve dok smo ograničeni brzinom svjetlosti, nikada nećemo znati ponaša li se svemir doista na taj način. Zahvaljujući tamnoj energiji i ubrzanom širenju svemira, fizički je nemoguće doći do ruba čak i trenutnog vidljivog svemira; možemo ići najviše trećinu ovog puta. Ako se svemir ne ponovi na skalama manjim od 15 milijardi svjetlosnih godina modernog promjera, nikada se nećemo vratiti na točku odakle smo krenuli pravocrtno.
Ali to ne znači da Svemir ne može biti zatvoren, konačan i uvrnuti se u hipersferu. To znači da nam širenje Svemira - ubrzano širenje - zabranjuje da "kružimo svijetom" u Svemiru. Zbog kombinacije čimbenika kao što su:
- posljednja dob Svemira;
- konačna brzina svjetlosti;
- širenje svemira;
- i prisutnost tamne energije, možda nikada nećemo znati je li naš Svemir beskonačan ili nije i koja je njegova prava topologija.
Sve što možemo vidjeti je dio koji nam je dostupan koji nam omogućuje da postavimo ograničenja na moguću topologiju svemira. Koliko možemo zaključiti, ravna je, ne ponavlja se i možda je, ali ne nužno, beskonačna. Možda će nam, kako vrijeme bude prolazilo, kad nam se Svemir sve više otvoriti, naša mjerenja zakrivljenosti postajati sve preciznija i otkrit će nam novu istinu. Unatoč činjenici da smo ozbiljno ograničeni u svojoj sposobnosti promatranja, možda postoje nove, još nepoznate mogućnosti izvan kozmičkog horizonta.
ILYA KHEL
