Dobře, celý týden jsem o tom přemýšlel a upřímně nedokážu rozhodnout, jestli je to fascinující, nebo děsivé. Možná obojí.
Tady je ta podstata: když se díváte na noční oblohu, nevidíte celý vesmír. Vidíte pozorovatelný vesmír – tu část, odkud se světlo stihlo dostat až k vašim očím od počátku vesmíru před asi 13,8 miliardami let. Tato sféra viditelnosti se rozprostírá asi 46 miliard světelných let ve všech směrech, což zní jako hodně (a opravdu to tak je), ale možná je to jen... čtvrť v něčem mnohem, mnohem větším.
A teď přijde ta divná část.
Problém horizontu (nejde jen o klimatické změny)
Vždy jsem si představoval, že pokud postavíme lepší teleskopy, budeme postupně vidět dál a dál a postupně odhalíme celý vesmír. Ale tak to úplně nefunguje. Pozorovatelný vesmír není jen limitem naší současné technologie – je to fundamentální limit toho, jaká informace k nám kdy může dorazit. Vždy. Bez ohledu na to, jak budeme trpěliví nebo jak pokročilé naše přístroje budou.
Za tím kosmickým horizontem? Vesmír pokračuje dál, ale jeho světlo k nám nikdy, nikdy nedorazí. Jsme navěky uvězněni v naší malé informační bublině.
Což vyvolává zjevnou otázku: existuje někde tam venku okraj? Nebo to prostě... pokračuje navěky?
Země na záchranu (tak nějak)
Krásné na myšlení o kosmickém měřítku je, že nám náš vlastní planetární domov poskytuje způsob, jak to pochopit.
Představte si, že stojíte na Zemi. Pokud půjdete jakýmkoli směrem, nikdy nenarazíte na zeď. Zem se prostě nezastaví. Přesto je Země rozhodně konečná – nemůžete jít navěky, aniž byste nakonec neskončili tam, kde jste začali. Trik spoívá v tom, že povrch Země se zakřivuje zpět na sebe. Nemá žádný okraj, ale má omezenou plochu.
Mohl by tedy vesmír fungovat stejně? Může být prostor konečný, ale bez hranice, zakřivený zpět na sebe jako 3D verze zemského povrchu?
Vědci to vlastně otestovali. A upřímně řečeno, metody, které používají, jsou brilantní.
Trojúhelníky nelžou (obvykle)
Tady je pro vás trik na party: na plochém listu papíru se úhly v jakémkoli trojúhelníku sčítají přesně na 180 stupňů. Vždy. Je to jen geometrie.
Ale na zakřiveném povrchu se věci mění. Nakreslete trojúhelník na pomeranč a vaše úhly se sečtou na více než 180 stupňů. Povrch nutí vaše přímé čáry, aby se ohýbaly.
Astronomové to v podstatě udělali s samotným vesmírem. Změřili obrovské kosmické trojúhelníky sahající miliardy světelných let a výsledek? Úhly se sčítají zhruba přesně na 180 stupňů. Prostor vypadá ploše.
Ale – a to je obrovské ale – co když se snažíte změřit zakřivení Země, zatímco stojíte ve svém obýváku? I váš malý kousek podlahy vypadá úplně ploše. Potřebovali byste měřit na mnohem větších vzdálenostech, abyste detekovali skutečné zakřivení.
To je vesmír v kostce. Naše pozorovatelná část vypadá ploše, ale celý vesmír může být zakřivený způsoby, které z našeho měřicího okna jednoduže nedokážeme detekovat.
**Kosmické mikrovlnné pozadí: staré světlo prozradí