Az világegyetem egy látszólag végtelen tenger, tele csillagokkal, galaxisokkal és ködökkel. Ebben látunk mintákat és csillagképeket, amelyek a történelem során inspirálták a történeteket. De van egy kozmikus minta, amelyet még mindig nem értünk. Válaszolhatatlan kérdés: Mi a világegyetem alakja? Úgy gondoltuk, hogy tudunk, de az új kutatások másként sugallják, és ez utalhat a kozmológia válságára.
Sok korai csillagász szerint a világegyetem csillaggömb volt, amely körülveszi a Naprendszert és egy rögzített, mozdulatlan Föld központjában volt. De az évszázadok során a csillagászok úgy találták, hogy a Napunk csak egy milliárd milliárd egyike a galaxisban, és számtalan galaxis volt szétszórva milliárd fényévnyi térben. A teremtés alakjának kérdése vitatott kérdésnek tűnt. Csillagok és galaxisok léteztek üres térben. Mi lehet a hely, csak egy üres vászon: lapos, euklidészi és szerkezet nélküli.
Aztán az 1900-as évek elején Albert Einstein kifejlesztette az általános relativitáselmélet elméletét. Ebben a hely nem volt üres vászon. Lehajolhat és nyújthat, elfordulhat és deformálódhat, a tömeg univerzumban elfoglalt helyzetének és mozgásának függvényében. Ezek a térbeli deformációk elhajolták a fényt és az anyagot, okozva a gravitációnak nevezett hatást. A relativitáselmélettel a tér különböző formákat ölthet. Lehetséges, hogy az univerzumnak általános kozmikus alakja lehet, ugyanúgy, ahogy a Föld egészében kerek.
Nagyon tágan az általános relativitáselmélet lehetővé tenné, hogy az univerzum a három alak egyikének legyen: lapos, zárt vagy nyitott.
A lakás az, ahogyan a térről gondolunk mindennapi életünkben. Ez az euklideszi tér, amelyről az iskolában tanulunk. A sík tér egyenletesen kiterjed minden irányba, és két párhuzamos fénysugár örökké párhuzamos maradna.
A nyitott teret nyereg alakúként lehet elképzelni. Olyan módon hajlik, hogy kifelé haladva eltolódik. Két kezdetben párhuzamos fénysugár fokozatosan szétszóródik, kissé elfordulva egymástól, amikor áthaladnak a kozmoszban.
A zárt tér általában gömb alakú. Konvergál, miközben kiterjed, úgy, hogy a párhuzamos fénynyalábok végül találkoznak és keresztezik egymást, mint a föld hosszúsági vonalai.
Meg kell említeni, hogy ezeknek egyikének sem kell foglalkoznia azzal a ténnyel, hogy az univerzum egésze növekszik. A kozmikus expanzió azt jelenti, hogy az űrben lévő pontok az idő múlásával szétterülnek. Az univerzum alakja a tér alakjával foglalkozik. A gömb alakú léggömb felfújódhat, amikor egy lapos gumilemez nyújtható és sima marad. Tehát bővülő univerzumunk lehet lapos, nyitott vagy zárt.
Mivel a tér görbületét a tömeg jelenléte befolyásolja, az univerzum általános alakja az anyag átlagos sűrűségétől függ. Általában a relativitáselméletet ezt az értéket a sűrűségparaméter adja, amely a megfigyelt sűrűség és a „kritikus sűrűség” aránya, amely ahhoz szükséges, hogy az univerzum sima legyen. Ha a sűrűségparaméter 1, akkor a világegyetem sík. Ha nagyobb, mint 1, akkor bezáródik, és nyitott, ha a sűrűségparaméter kisebb, mint 1. A kozmikus sűrűség mérései következetesen 1-es értéket adtak. .
De van egy másik mód a kozmosz alakjának mérésére, vagyis megnézheti a nagyon távoli tárgyak látszólagos méretét. Mindez visszatér a párhuzamos fénysugarak viselkedéséhez. Lapos világegyetemben a párhuzamos vonalak párhuzamosak maradnak, így a távoli galaxis két oldaláról érkező fény egyenes vonalban érkezik bennünk. Az egymáshoz viszonyított szögeik változatlanok maradnak, és így jelenik meg a galaxis valódi mérete.
Ha az univerzum nyitva van, akkor a párhuzamos vonalak eltérnek a távolságtól. Tehát a távoli galaxisunkból származó fény párhuzamossá válik, amikor eléri ránk. Ez azt jelenti, hogy a galaxis kisebbnek tűnik, mint amilyen van. Ha az univerzum zárva van, akkor a fény ellentétes hajlítása történik, és a galaxis nagyobbnak látszik, mint van.
A 2006 - ban kiadott új cikkben Természet, egy csapat nem a galaxisokra, hanem inkább a kozmikus mikrohullámú háttér fluktuációjára (CMB). Az CMB a maradék fény a nagy robbantól, és ez a legtávolabbi fény, amelyet az univerzumban láthatunk. Emiatt a világegyetem alakja a leginkább befolyásolja. A fluktuáció skálája CMB a sötét anyag és a sötét energia mennyiségétől függ az univerzumban, amelyet tudunk, tehát tudjuk, milyen nagyoknak kell lennie a fluktuációknak. Amikor a csapat elemezte a CMB A Plank űrhajó adatai alapján úgy találták, hogy az ingadozások nagyobbak voltak a vártnál. Ez azt jelenti, hogy 99% -os biztonsággal az univerzum zárt, nem sima.
Ez az új kutatás ellentmond számos korábbi tanulmánynak, amelyek azt mutatják, hogy az univerzum lapos. Lehetséges, hogy szisztematikus hiba van a Planck-adatokban, amelyek miatt az univerzum íveltnek tűnik, de ha a kutatás pontos, ez rájuk utal a megértésünkben. Jelenleg a világegyetem alakja nem egyértelmű.
Forrás: Planck bizonyítékok a zárt univerzum és a lehetséges kozmológiai válság szempontjából: Di Valentino, E., et al.
