Πώς γνωρίζουμε το σχήμα του Σύμπαντος;
Όταν οι αστρονόμοι μιλούν για το «σχήμα» του Σύμπαντος, μιλούν για κάτι πιο συγκεκριμένο από το αν είναι μια σφαίρα ή ένας κύβος, για παράδειγμα. Η θεωρία της Γενικής Σχετικότητας επιτρέπει τρία σχήματα, ή γεωμετρίες, για το Σύμπαν. Αυτές είναι "επίπεδες", "κλειστές" ή "ανοιχτές".
Είναι δύσκολο να οραματιστούμε αυτά τα σχήματα από την άποψη του Σύμπαντος, αλλά μπορούν να συγκριθούν με ένα φύλλο χαρτιού (επίπεδο), μια σφαίρα (κλειστή) ή μια σέλα (ανοιχτή).
Το σχήμα του Σύμπαντος καθορίζει αν θα διαστέλλεται για πάντα (ή τελικά θα καταρρεύσει) και αν είναι πεπερασμένο ή άπειρο. Ποιο σχήμα είναι, εξαρτάται από τη συνολική πυκνότητα και τον ρυθμό διαστολής του.
Ο πιο βολικός τρόπος για τον προσδιορισμό του σχήματος του Σύμπαντος είναι να χρησιμοποιήσετε το κοσμικό μικροκυματικό υπόβαθρο (CMB), το λείψανο μετά την λάμψη του Big Bang. Μικρές χωρικές διακυμάνσεις στη θερμοκρασία αυτού του ασθενούς φωτός παράγονται από ηχητικά κύματα που κινούνται στο πρώιμο Σύμπαν.
Το πραγματικό μέγεθος αυτών των θερμών ή ψυχρών σημείων μπορεί να υπολογιστεί με ακρίβεια και στη συνέχεια να συγκριθεί με το μετρούμενο μέγεθός τους. Αυτό είναι σαν να κάνεις μια τεράστια τριγωνομετρία σε ολόκληρο το Σύμπαν και να αποκαλύπτεις τη γεωμετρία του διαστήματος.
Τις τελευταίες δεκαετίες, οι αστρονόμοι έχουν μετρήσει τις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας στο CMB με μεγάλη ακρίβεια. Τα αποτελέσματα έδειξαν σε υψηλό βαθμό ακρίβειας ότι η πυκνότητα του Σύμπαντος είναι τέτοια που διαστέλλεται προς κάθε κατεύθυνση χωρίς καμία θετική ή αρνητική καμπυλότητα, με άλλα λόγια, το Σύμπαν είναι «επίπεδο». Αυτό το επίπεδο Σύμπαν είναι ένα σημαντικό συστατικό του τυπικού κοσμολογικού μοντέλου.
Πρέπει να επισημανθεί ότι ένα επίπεδο Σύμπαν δεν είναι καθολικά αποδεκτό. Ορισμένες μελέτες έχουν δείξει ότι άλλες μετρήσεις, όπως η ποσότητα του βαρυτικού φακού - πόσο παραμορφώνεται το CMB από τη βαρύτητα της ύλης στην πορεία του - είναι πιο συνεπείς με ένα κλειστό Σύμπαν.
- Αυτό το άρθρο εμφανίστηκε για πρώτη φορά στο τεύχος 373 του BBC Science Focus Magazine – μάθετε πώς να εγγραφείτε εδώ
