Форма Всесвіту: багато можливостей, але реальність є однією

Не намагайтеся відірвати минуле. Він формує вас сьогодні і допомагає вам стати тим, хто ви будете завтра.

Зяд К. Абдельной
Ще більше, ніж ви і я, Всесвіт формується умовами, які існували на його народження. Але яка форма взяла? Я вибрав питання з читача, Tom Berry, який запитує:

Я розумію Всесвіту має сідлоподібну форму. Я дивлюся, чому в момент Великого вибуху все питання не летіти рівномірно в усіх напрямках і дав Всесвіт сферичної форми?
Почнемо, видаляючи один вимір, і розповість про те, що утворює двовимірну поверхню. Ви, мабуть, уявите площину, як і шматочок паперу. Можна розкачати в циліндр, і хоча поверхня буде самов'язаною - з одного боку можна піти в інший, вона все одно буде плоскою поверхнею.

Що означає? Наприклад, можна зробити трикутник і додати розміри внутрішніх куточків. Якщо ми отримуємо 180 градусів, поверхня плоска. Якщо ви малюємо дві паралельні лінії, вони залишаються однаковими.

Але це просто один варіант.



Поверхня сфери двовимірна, але не плоска. Будь-яка лінія починає округлити, і якщо ви доповните кути трикутника, ви отримуєте величину більше 180 градусів. Якщо ви робите паралельні лінії (лінії, які починаються як паралельні лінії), ви побачите, що в кінцевому підсумку вони зустрічаються і перехрестя. Такі поверхні мають позитивний викривлення.

Підземна поверхня, з іншого боку, являє собою інший тип нетканої двовимірної поверхні. В одному напрямку і опуклості в іншому, перпендикулярному, і є поверхнею з негативним викривленням. Якщо ви намальовуєте трикутник на ньому, ви отримуєте суму кутів менше 180 градусів. Дві паралельні лінії розширяться в різних напрямках.



Також можна уявити плоску, круглу частину паперу. Якщо ви зрізаєте клину з неї і склеїте її назад разом, ви отримаєте поверхню позитивного клину. Якщо ви вставляєте цю клину в інший схожий шматочок, ви отримуєте поверхню негативного викривлення, як на малюнку.

Двовимірна поверхня досить легко уявити з об'ємного простору. Але в нашому тривимірному всесвіті, речі трохи складніші.



Ми маємо три варіанти:

Позитивні викривлення, як це було, сфера у більших розмірах.
Негативний, як якщо сідло в більш високих розмірах
- нуль (flat) - як об'ємна решітка

В першу чергу, сферичний варіант, оскільки всесвіт здається таким же, в усіх напрямках – але це не справа. Є дуже цікава причина, чому Всесвіт однаковий в усіх напрямках – і не має нічого спільного з викривленням.

р.

Той факт, що Всесвіт є однаковим у всіх місцях (однорідний) і напрямках (ізотропний) доводить існування Великого Bang, гіпотеза якого говорить про те, що все почалося з гарячим і щільним однорідним станом, в якому початкові умови і закони природи були всюди однаковими.

Згодом невеликі відхилення призводять до структур—зірки, галактики, кластери та великі неоїди. Але причина уніформи Всесвіту полягає в тому, що все мало того самого початку, а не викривлення.

Але можна виміряти кількість викривлення.



На малюнку зображені візерунки флуктуацій, захоплених в фоновому космічному промені. Як працює всесвіт і що він складається з залежності від вершин флуктуацій – найгарніших і найхолодніших місць на конкретних кутових масштабах. Якщо у Всесвіті є негативна кривизня (сідла), всесвіт схильний до меншої ваги, якщо позитивним є схильний до збільшення.

Причиною є те, що ми описали – як прямі лінії поводяться на цих поверхнях.



Ми просто повинні вивчити коливання в фоновому космічному мікрохвильовому випромінюваннях, і ми можемо виміряти викривлення спостережного Всесвіту.

Що ми отримуємо?



І ми отримуємо, що кількість викривлення показаних в синих колах становить близько 0,5%. Це говорить про те, що викривлення Всесвіту не відрізняється від площини.

Це дійсно розширюється рівномірно в всіх напрямках, але це не має нічого спільного з викривленням. Звичайно, на значно більшій кількості, ніж ми можемо спостерігати, кривиз Всесвіту може бути незеро. Інфляційний процес, який відбувся після закінчення Великого вибуху, збільшує кожен регіон Всесвіту.



Отже, можливо, що кривизня Всесвіту позитивна або негативна, що вона схожа на сідло або сферу, що вона може бути самоз'єднана, і ми можемо виходити з одного кінця до іншого. Це не може бути правильним, але в зазначеній частині це не так. І для нас Всесвіт нерозумний з квартири. Але, як показано на малюнку в частині D, можна припустити, що ваш простір плоский, і Всесвіт не може бути плоским. Це висновок з інформації, яку ми маємо.

Джерело: geektimes.ru/post/250160/