Вселената е привидно безкрайно море, изпълнено със звезди, галактики и мъглявини. В него виждаме модели и съзвездия, които са вдъхновявали истории през цялата история. Но има един космически модел, който все още не разбираме. Въпрос, който остава без отговор: Каква е формата на Вселената? Мислехме, че знаем, но новите изследвания предполагат друго и това може да посочи криза в космологията.
Много ранни астрономи считаха, че Вселената е сфера от звезди, обграждаща Слънчевата система и съсредоточена върху неподвижна, неподвижна Земя. Но през вековете астрономите откриват, че нашето Слънце е само една от милиарди в една галактика и има безброй галактики, разпръснати на милиарди светлинни години от космоса. Въпросът за формата на творението изглеждаше спорен въпрос. Звезди и галактики са съществували в празното пространство. Какво може да бъде пространството освен празно платно: плоско, евклидово и лишено от структура.
Тогава в началото на 1900 г. Алберт Айнщайн разработва теорията си за обща относителност. В него пространството не беше празно платно. Може да се огъва и разтяга, усуква и деформира въз основа на положението и движението на масата във Вселената. Тези пространствени деформации отклоняват светлината и материята, причинявайки ефекта, който наричаме гравитация. С относителността пространството може да придобие различни форми. Възможно е тогава Вселената да има цялостна космическа форма, точно както Земята като цяло е кръгла.
Общо казано, общата относителност би позволила на Вселената да има една от три форми: плоска, затворена или отворена.
Плоският е начинът, по който мислим за пространството в ежедневието си. Това е евклидовото пространство, за което научаваме в училище. Плоското пространство се простира равномерно във всички посоки и два успоредни лъча светлина завинаги ще останат успоредни.
Отвореното пространство може да се представи като седловидно. Той се огъва по такъв начин, че се разминава с изпъване навън. Две светлинни лъча, първоначално успоредни, постепенно щяха да се раздалечат, като се отклоняват леко един от друг, докато преминават през Космоса.
Затвореното пространство обикновено е сферично. Той се сближава, докато се простира, така че паралелните лъчи светлина в крайна сметка да се срещнат и да се пресичат един друг, като линии на дължина на Земята.
Трябва да споменем, че никой от тях не трябва да се занимава с факта, че Вселената като цяло се разширява. Космическото разширяване означава, че точките в пространството се разпростират във времето. Формата на Вселената се занимава с формата на пространството. Сферичният балон може да се разшири при надуване, точно както плосък гумен лист може да се разтегне и да остане плосък. Така нашата разширяваща се вселена може да бъде плоска, отворена или затворена.
Тъй като кривината на пространството се влияе от присъствието на маса, общата форма на Вселената зависи от средната плътност на материята в нея. Като цяло относителността тази стойност се дава от параметъра на плътността, който е съотношението на наблюдаваната плътност към „критичната плътност“, необходима, за да бъде Вселената плоска. Ако параметърът на плътност е 1, тогава Вселената е плоска. Ако е по-голяма от 1, тя е затворена и е отворена, ако параметърът на плътност е по-малък от 1. Измерванията на космическата плътност последователно дават стойност 1. Към границите на наблюдение Вселената е плоска, както отдавна подозираме ,
Но има и друг начин за измерване на формата на Космоса, а това е да се разгледа видимият размер на много отдалечени обекти. Всичко се връща към поведението на паралелни лъчи светлина. В плоска вселена успоредните линии остават успоредни, така че светлината, идваща от две страни на далечна галактика, достига до нас по права линия. Техните ъгли един спрямо друг остават еднакви и така галактиката се появява като истинския си размер.
Ако Вселената е отворена, успоредните линии се разминават с разстояние. Така светлината от нашата далечна галактика става по-успоредна, докато достига до нас. Това означава, че галактиката ще изглежда по-малка, отколкото е. Ако Вселената е затворена, настъпва обратното огъване на светлината и галактиката ще изглежда по-голяма, отколкото е.
В нов документ, публикуван в природа, екип гледа не на галактиките, а по-скоро на колебанията в космическия микровълнов фон (CMB). Най- CMB е остатъчната светлина от големия взрив и е най-далечната светлина, която можем да видим във Вселената. Поради това тя е светлината, която е най-силно засегната от формата на Вселената. Мащабът на колебанията в CMB се определя от количеството на тъмната материя и тъмната енергия във Вселената, което знаем, така че знаем колко големи колебания трябва да се появят. Когато екипът анализира CMB по данни от космическия кораб „Планк“, те установиха, че колебанията са по-големи от очакваното. Това означава, че до 99% сигурност Вселената е затворена, а не плоска.
Това ново изследване противоречи на множество предишни изследвания, показващи, че Вселената е плоска. Възможно е да има някаква систематична грешка в данните на Планк, която прави вселената да изглежда извита, но ако изследването е точно, това показва пропуск в нашето разбиране. Засега формата на Вселената е неясна.
източник: Планк доказателства за затворена Вселена и възможна криза за космологията, от Di Valentino, E., et al.
