Nekonečno je matematický pojem, ktorý označuje množstvo bez obmedzenia v rámci určitej veľkosti. Z nášho ľudského pohľadu je nemožné si ho predstaviť. Stále hovoríme o nekonečnom vesmíre , ale je to niečo, čo je ťažké pochopiť. Vždy, keď odpovieme na otázku o vesmíre, vyvstávajú stovky nových otázok. Je vesmír nekonečný alebo má koniec? Táto otázka, ktorá spája astronómiu a filozofiu, je nepochybne kľúčovou otázkou vo vede. Odpoveď na túto otázku, ak sa raz nájde, zmení všetko. Je nekonečný a jeho dôsledky budú ohromujúce aj desivé.
V tomto článku vám povieme o nekonečnom vesmíre, teóriách, ktoré existujú a oveľa viac.
Je vesmír nekonečný?
Všetky súčasné dôkazy dokazujú, že vesmír nemá hranice. Inými slovami, vesmír je v princípe nekonečný. O vesmíre vieme veľa. V budúcnosti sa dozvieme viac. Ale boli sme, sme a budeme obmedzení jednou vecou: rýchlosťou svetla. Ako Einstein stanovil vo svojej všeobecnej teórii relativity, jedinou konštantou vo vesmíre je rýchlosť svetla, ktorá je 300 000 kilometrov za sekundu. Vieme tiež, že vesmír sa zrodil pri Veľkom tresku pred 13,8 miliardami rokov, čo bol začiatok expanzie vesmíru zo singularity časopriestoru. Odvtedy vieme, že sa rozpína a robí to zrýchľujúcim sa tempom. V skutočnosti sa rozpína rýchlosťou 70 kilometrov za sekundu na každých ďalších 3,26 milióna svetelných rokov vzdialenosti.
Ale aký je problém, na ktorý narážame, keď sa snažíme určiť, či vesmír má limit? To znamená, keď sa snažíme určiť, či je nekonečný alebo nie. No, sme obmedzení množstvom času, ktorý musí svetlo prejsť od zrodu vesmíru.
Najvzdialenejšia vzdialenosť, ktorú môžeme vo vesmíre vidieť, je 13,8 miliardy svetelných rokov. Technicky vzaté, 13 799 620 000 svetelných rokov, pretože počas prvých 380 000 rokov existencie vesmíru bola energia taká vysoká, že sa nemohli tvoriť atómy, takže subatomárne častice sa mohli voľne tvoriť a blokovať fotóny. Pravdou je, že svetlo sa skutočne objavilo až 380 000 rokov po Veľkom tresku.
Takže to je náš limit. Ďalej nevidíme. Keďže nevidíme ďalej, nemáme ako vedieť, či má vesmír naozaj okraj, alebo naopak, či je nekonečný. Takže jediný spôsob, ako určiť, či je vesmír večný alebo konečný, je spoliehať sa na matematické výpočty a astronomické predpovede.
Geometria vesmíru a jeho večnosť
Jedným z hlavných spôsobov, ako určiť, či je vesmír nekonečný, je určiť jeho tvar. Je to neuveriteľne zložitá úloha, ale merania a matematické predpovede naznačujú, že vesmír môže mať iba štyri možné geometrie: euklidovskú (plochú), guľovú, hyperbolickú (plochú, ale zakrivenú) alebo toroidnú (ako šiška).
Nakoniec sme opustili otvorený toroid, pretože prítomnosť dvoch rôznych zakrivení (pozdĺžne a priečne) by spôsobila, že svetlo sa vo vesmíre pohybovalo inak. To porušuje kozmologický princíp, ktorý nám hovorí, že vesmír je izotropný, to znamená, že fyzikálne vlastnosti nezávisia od smeru, v ktorom sú skúmané.
To nám ponecháva tri možné tvary: plochý, guľový alebo hyperbolický. Guľová hypotéza naznačuje, že vesmír je uzavretý. To znamená, že je konečný. Ak je vesmír guľa, nemôže byť nekonečný . Plochý a hyperbolický predpoklad, keďže oba predpokladajú otvorený vesmír, naznačujú, že vesmír je nekonečný.
V tomto zmysle nám určenie tvaru vesmíru hovorí, či je nekonečný alebo nie. Poznáme jeho geometriu? Áno, aspoň približne. Analýza kozmického mikrovlnného pozadia. Toto je žiarenie, ktoré zostalo po veľkom tresku. Boli to prvé svetelné ozveny, ktoré sa objavili vo vesmíre 380.000 XNUMX rokov po jeho narodení. Je to žiarenie, ktoré prešlo veľkú vzdialenosť, aby sa k nám dostalo.
Preto je to práve toto kozmické mikrovlnné žiarenie pozadia, ktoré je najviac ovplyvnené zakrivením (alebo jeho absenciou) vesmíru. Ak je vesmír plochý, jeho zakrivenie je 0. Ak je vesmír guľovitý, jeho zakrivenie je kladné (väčšie ako 0) a ak je hyperbolický, jeho zakrivenie je záporné (menšie ako 0). V tomto prípade vypočítame skreslenie, ktoré kozmické mikrovlnné žiarenie pozadia prešlo pozdĺž svojej cesty od počiatku vesmíru. Porovnávame odhady veľkosti škvrny kozmického mikrovlnného pozadia s veľkosťou hmoty, ktorú skutočne pozorujeme. Ak je zakrivenie kladné (guľovitá geometria), vidíme väčšie škvrny, ako predpovedá matematický model.
Ak je zakrivenie záporné (hyperbolická geometria), vidíme, že škvrny sú menšie ako odhady matematického modelu. Bez zakrivenia (plochá geometria) by sme videli škvrny rovnakej veľkosti, akú odhadol matematický model.
Čo vidíme? Žiadne skreslenie. Alebo aspoň naše zakrivenie je veľmi blízke nule. Geometria vesmíru sa javí ako plochá. Ak je vesmír plochý, znamená to, že je otvorený. Ak je otvorený, potom je nekonečný. Jeho zdanlivo plochá geometria v kombinácii s faktom, že temná energia sa nerozptyľuje do vesmíru bez ohľadu na to, ako veľmi sa vesmír rozpína, naznačuje, že vesmír je skutočne nekonečný. Nemá žiadne hranice. Pri každej ceste ním objavíte nové galaxie a nové hviezdy. Nikdy nenájdete hranicu, ani sa nikdy nevrátite na to isté miesto. Vesmír je večný.
Je teda vesmír skutočne nekonečný?
Hoci štúdie kozmickej geometrie a temnej energie naznačujú, že vesmír je skutočne nekonečný, nikdy si tým nemôžeme byť istí. Je to predovšetkým preto, že si nemôžeme byť 100 % istí, že vesmír je plochý.
Vieme, že má zakrivenie okolo 0, ale nie sme si úplne istí. Výpočet nemôže byť úplne presný, takže môže dôjsť k miernemu kladnému zakriveniu, ktoré nedokážeme zmerať (nezáleží na tom, či je záporné, pretože bude hyperbolické a stále nekonečné).
Vesmír je buď plochý, alebo mierne guľovitý. Ak by však bol mierne guľovitý, znamenalo by to, že vesmír je uzavretá guľa, čo z neho robí konečné miesto. Možno nikdy nebudeme schopní presne zmerať jeho zakrivenie. Boli by sme úplne v tme, keby sme nevedeli, či skutočne začal od nuly . Tento malý číselný rozdiel nás presúva z konceptu nekonečného vesmíru k konceptu konečného. Nehovoriac o tom, že stále nepoznáme skutočnú veľkosť vesmíru. Sme obmedzení časťami vesmíru, ktoré nám svetlo umožňuje vidieť.
Dúfam, že s týmito informáciami sa dozviete viac o nekonečnom vesmíre a či to tak naozaj je alebo nie.
