Dobrze, myślałem o tym przez cały tydzień i szczerze mówiąc, nie potrafię zdecydować, czy jest to fascynujące, czy przerażające. Może jedno i drugie.
O co chodzi: gdy patrzymy na nocne niebo, nie widzimy całego wszechświata. Widzimy wszechświat obserwowalny – tę część, z której światło zdążyło dotrzeć do naszych oczu od momentu powstania wszechświata około 13,8 miliarda lat temu. Ta sfera widzialności rozciąga się na około 46 miliardów lat świetlnych w każdym kierunku, co brzmi jak dużo (i rzeczywiście tak jest), ale może to być jedynie... sąsiedztwo w czymś znacznie, znacznie większym.
A teraz robi się dziwnie.
Problem horyzontu (to nie tylko kwestia klimatu)
Zawsze wyobrażałem sobie, że jeśli zbudujemy lepsze teleskopy, będziemy w stanie z czasem widzieć coraz dalej, stopniowo odkrywając cały wszechświat. Ale to nie do końca tak działa. Wszechświat obserwowalny to nie tylko ograniczenie naszej obecnej technologii – to fundamentalna granica tego, jaka informacja może do nas dotrzeć. Kiedykolwiek. Bez względu na to, jak cierpliwi jesteśmy ani jak zaawansowane stają się nasze instrumenty.
Poza tym kosmicznym horyzontem? Wszechświat trwa dalej, ale jego światło nigdy, przenigdy do nas nie dotrze. Jesteśmy uwięzieni w naszej małej bańce informacyjnej, na zawsze.
Co rodzi oczywiste pytanie: czy gdzieś tam istnieje krawędź? Czy też po prostu... trwa w nieskończoność?
Ziemia przychodzi z pomocą (trochę)
Piękno myślenia o skalach kosmicznych polega na tym, że nasza własna planeta daje nam sposób, by oswoić ten ogrom.
Pomyśl o staniu na Ziemi. Jeśli idziesz w dowolnym kierunku, nigdy nie natrafisz na ścianę. Ziemia nie kończy się nagle. A jednak Ziemia jest zdecydowanie skończona – nie możesz iść w nieskończoność, nie wracając w końcu do punktu wyjścia. Trik polega na tym, że powierzchnia Ziemi zakrzywia się, wracając do siebie. Nie ma krawędzi, ale ma ograniczoną powierzchnię.
Czy wszechświat mógłby działać tak samo? Czy przestrzeń mogłaby być skończona, ale bez granic, zakrzywiona w sobie jak trójwymiarowa wersja powierzchni Ziemi?
Naukowcy faktycznie to testowali. I szczerze mówiąc, metody, które stosują, są genialne.
Trójkąty nie kłamią (zazwyczaj)
Oto trik na imprezę: na płaskiej kartce papieru kąty w dowolnym trójkącie sumują się do dokładnie 180 stopni. Zawsze. To tylko geometria.
Ale na zakrzywionej powierzchni rzeczy się zmienia. Narysuj trójkąt na pomarańczy, a Twoje kąty będą sumować się do więcej niż 180 stopni. Powierzchnia wymusza zakrzywienie Twoich prostych linii.
Astronomowie zrobili w zasadzie to samo z samym wszechświatem. Zmierzyli ogromne kosmiczne trójkąty obejmujące miliardy lat świetlnych, a wynik? Kąty sumują się do mniej więcej dokładnie 180 stopni. Przestrzeń wygląda na płaską.
Ale – i to jest wielkie „ale” – co jeśli próbujesz zmierzyć krzywiznę Ziemi, stojąc w swoim salonie? Twój mały kawałek podłogi też wygląda na całkowicie płaski. Musiałbyś mierzyć na znacznie większych odległościach, by wykryć rzeczywistą krzywiznę.
To właśnie wszechświat w skrócie. Nasz obserwowalny fragment wygląda na płaski, ale cały wszechświat może być zakrzywiony w sposób, którego po prostu nie potrafimy wykryć z wnętrza naszego okna pomiarowego.
Kosmiczne tło mikrofalowe: starożytne światło mówi wszystko
Najsilniejsze dowody pochodzą z czegoś, co nazywa się kosmicznym tłem mikrofalowym – w zasadzie po