Наистина ли Вселената е плоска?

Вселената би могла да бъде с формата на гигантска поничка, въпреки всички доказателства, че е плоска като палачинка, показват нови изследвания.

Всички наблюдения досега показват, че Вселената е плоска. В геометрията „плоскост“ се отнася до поведението на успоредни линии, докато те отиват в безкрайността.

За разлика от това, погледнете Земята. Линиите на дължина започват съвършено успоредни една на друга на екватора, но в крайна сметка се събират на полюсите. Фактът, че успоредните линии се пресичат, разкрива, че Земята не е плоска.

Същата логика важи и за 3D вселената. Например, космическият микровълнов фон (CMB) – светлина, освободена, когато космосът е бил само на 380 000 години – сега се намира на повече от 42 милиарда светлинни години и показва малки колебания в температурата в небето. Астрономите са изчислили прогнозирания размер на тези колебания в сравнение с наблюденията. Ако техният измерен размер се различава от прогнозите, това означава, че тези лъчи светлина, които са започнали успоредно, са променили посоките си в пространство-времето, което показва, че геометрията на Вселената е извита.

Но същите тези измервания разкриват, че като се игнорират дребномащабни отклонения от галактики и черни дупки, общата геометрия на Вселената е плоска.

Начертайте успоредни линии на лист хартия. След това увийте единия край на хартията, за да го свържете с другия, образувайки цилиндър. Линиите остават успоредни, докато обикалят около цилиндъра. На езика на математиката всеки цилиндър е геометрично плосък, но се казва, че има различна топология.

Затворете двете страни на хартията и направете форма на поничка. За да получите още един пример за странна плоска форма, увийте тънка лента хартия в кръг, но направете усукване на 180 градуса в единия край. Крайният резултат е т. нар. лента на Мьобиус, която все още е геометрично плоска, защото успоредните прави остават успоредни, дори когато се обръщат една върху друга.

Математиците са открили 18 възможни геометрично плоски 3D топологии. Във всяка от тях поне едно измерение се увива в себе си и понякога те се обръщат като лента на Мьобиус или правят частични завъртания. В такава изкривена вселена, ако погледнем надалеч, ще видим (може би обърнато) копие на себе си от много по-млада възраст. Например, ако Вселената беше с диаметър 1 милиард светлинни години, астрономите щяха да видят версия на галактиката Млечен път, каквато е била преди 1 милиард години, а зад нея – друго копие отпреди 2 милиарда години и т.н. Ако Вселената беше гигантска поничка, астрономите биха могли да погледнат в две посоки, за да видят такива копия.

Астрономите са измервали топологията на Вселената по много начини, от търсене на дубликати на модели на галактики до съвпадащи кръгове в CMB. Всички доказателства сочат, че Вселената е както геометрично плоска, така и има проста необвита топология.

Но документ, публикуван през февруари в предпечатната база данни arXiv, предполага, че миналите измервания са били ограничени. Най-вече, наблюденията предполагат, че Вселената се увива около себе си само в едно измерение и няма по-сложна топология. Също така, наблюденията на CMB разкриват някои странни, необясними аномалии, като големи модели, които се появяват там, където не трябва.

Всъщност една вселена със сложна топология може да обясни поне някои от аномалиите в CMB. В такъв случай може да има огледален образ на Земята и на нас самите някъде в нашата изкривена вселена.