Какую форму на самом деле имеет Вселенная: что говорят физики

Одна из самых больших проблем в современной космологии состоит в том, что ученые не знают является ли Вселенная конечной или бесконечной. Если край у Вселенной никто не знает. Тем более что, человеческому мозгу сложно принять самое понятие бесконечного пространства. Еще одной проблемой является то, какой размер и форму имеет Вселенная. Наблюдения за космосом дают некоторые подсказки, но в основном это остается загадкой. Лучший способ определить размер Вселенной — это начать с определения ее формы. И существует множество идей о том, какую форму может принять наша Вселенная, пишет New Scientist.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Самая простая форма Вселенной — это плоский лист. Конечно, все гораздо сложнее, но это сравнение немного упрощает понимание формы космоса. Если Вселенная плоская, то вся геометрия, которую вы изучали в школе, работает: нарисуйте треугольник, и его углы будут в сумме составлять 180 градусов, а все его линии будут прямыми. Но если космос искривлен, все начинает становиться странным. Ваш треугольник не будет тем треугольником, каким вы его знаете, но эффекты будут настолько незначительными, что вы их не заметите. Вселенная может иметь форму седла или даже сферы, и в любом случае геометрия становится неевклидовой и, следовательно, несколько странной.

Размер и форма Вселенной определяются двумя величинами: гравитацией и темной энергией. Гравитация всего во Вселенной притягивает ее, а темная энергия заставляет ее расширяться. Если эти две величины идеально совпадают, то Вселенная плоская. Если побеждает темная энергия, то Вселенная имеет форму седла. Любая из этих форм позволила бы Вселенной быть конечной или бесконечной, ведь существуют модели, работающие для каждой из них.

Если побеждает гравитация, то Вселенная имеет форму сферы и, следовательно, конечная — это самое простое решение. Но, как показывают крупномасштабные наблюдения за космосом, кажется, что Вселенная, вероятно, плоская. С другой стороны, недавние наблюдения показали, что темная энергия может ослабевать со временем, а значит она может меньше противостоять гравитации. Темная материя такая же загадочная, как и темная энергия, но она является важнейшим компонентом гравитации Вселенной. Поэтому к утверждению "вероятно, плоская" следует относиться с долей скептицизма.

Некоторые физики не любят бесконечность. Возможно, это просто ограничения человеческого мозга, который не может принять, что что-либо может быть осмысленно бесконечным. У всего должен быть какой-то предел, даже если этот предел чрезвычайно большой.

Поэтому существует много теорий о том, как может выглядеть конечная Вселенная. Даже если она плоская, есть множество вариантов того, как различные части пространства-времени могут быть связаны друг с другом.

Возникает вопрос, должна ли конечная Вселенная иметь край. Если Вселенная конечная и плоская, как лист бумаги, то край должен быть, но что находится за этим краем? Возможно, другие Вселенные, возможно, вообще ничего. Это может быть что угодно. Но что происходит прямо на краю Вселенной? Это трудно представить, и это также трудно включить в уравнения, описывающие нашу Вселенную.

Если пространство-время искривлено, возможности немного расширяются. У сферы нет края, поэтому, если вы слишком далеко продвинетесь в одном направлении, вы просто вернетесь туда, откуда начали. Или Вселенная может иметь форму пончика (доната), странной губки, испещренной червоточинами, или форму арахиса, конуса или яблока. Последний вариант становится возможным только при добавлении большего количества измерений, чем то, в котором мы сейчас существуем.

Все упомянутые формы Вселенной конечны. Добавьте бесконечность, и все станет еще более запутанным, можно даже сказать, неуправляемым. Тем не менее некоторые физики считают, что Вселенная является бесконечной и постоянно увеличивается в размерах. Но ее форма может быть и плоской, и искривленной.

Как уже писал Фокус, астрономы обнаружили одну из самых больших структур во Вселенной. Она вращается с огромной скоростью. Ученые обнаружили огромную цепочку из сотен галактик, которые встроены в космическую нить. Она вращается в пространстве на расстоянии 400 миллионов световых лет от нас.