Beskonačnost je matematički koncept koji se odnosi na neograničenu količinu unutar veličine. S naše ljudske točke gledišta, to je nemoguće zamisliti. uvijek govori o beskonačan svemir ali to je nekako teško razumjeti. Svaki put kad odgovorimo na pitanje o svemiru, pojavljuju se stotine novih pitanja. Je li svemir beskonačan ili ima kraj? Ovo pitanje, koje miješa astronomiju i filozofiju, nedvojbeno je ključno pitanje znanosti. Jednom pronađen odgovor na ovo pitanje promijenit će sve. Beskonačan je i njegove će implikacije biti nevjerojatne i zastrašujuće u isto vrijeme.
U ovom članku ćemo vam reći o beskonačnom svemiru, teorijama koje postoje i još mnogo toga.
Je li svemir beskonačan?
Svi sadašnji dokazi pokazuju da svemir nema granica. Drugim riječima, u načelu, svemir je beskonačan. Znamo mnogo stvari o svemiru. U budućnosti ćemo znati više. Ali bili smo, jesmo i bit ćemo ograničeni jednim aspektom: brzinom svjetlosti. Kao što je Einstein naveo u svojoj općoj teoriji relativnosti, jedina konstanta u svemiru je brzina svjetlosti, koja iznosi 300.000 kilometara u sekundi. Također znamo da je svemir rođen u velikom prasku prije 13.800 milijardi godina, što je bio početak širenja svemira iz prostorno-vremenske singularnosti. Od tada znamo da se širi i to ubrzanom brzinom. Zapravo, širi se brzinom od 70 kilometara u sekundi za svakih dodatnih 3,26 milijuna svjetlosnih godina udaljenosti.
Ali koji je problem na koji nailazimo kada pokušavamo odrediti ima li svemir granicu? Odnosno, kada pokušavamo odrediti je li beskonačan ili nije. Pa, ograničeni smo količinom vremena koje svjetlost mora putovati od rođenja svemira.
Najdalje što možemo vidjeti u svemiru je 13.800 milijardi svjetlosnih godina. Dobro, tehnički, 13.799.620.000 milijuna svjetlosnih godina, jer tijekom prvih 380.000 godina života svemira, energija je bila toliko visoka da se atomi nisu mogli formirati, pa su subatomske čestice bile slobodne, formirale su se kako bi blokirale fotone. Istina je da se svjetlo stvarno nije pojavilo sve do 380.000 godina nakon Velikog praska.
Dakle, to je naša granica. Ne možemo vidjeti dalje. Budući da ne možemo vidjeti dalje, nemamo načina da znamo ima li svemir doista rub ili je, obrnuto, beskonačan. Stoga je jedini način da se utvrdi je li svemir vječan ili konačan osloniti se na matematičke izračune i astronomska predviđanja.
Geometrija svemira i njegova vječnost
Jedan od glavnih načina da se sazna je li svemir beskonačan jest odrediti njegov oblik. To je nevjerojatno složen zadatak, ali matematička mjerenja i predviđanja određuju da svemir može imati samo četiri moguće geometrije: Euklidski (ravni), sferni, hiperbolični (ravni, ali zakrivljeni) ili toroidni (poput krafne).
Na kraju smo odustali od otvorenog toroida, jer bi prisutnost dvije različite zakrivljenosti (uzdužne i poprečne) učinila da svjetlost drugačije putuje u prostoru. Time se krši kozmološki princip, koji nam govori da je svemir izotropan, odnosno da fizička svojstva ne ovise o smjeru u kojem se promatraju.
Dakle, preostaju nam tri moguća oblika: planarni, sferni ili hiperbolični. Sferna hipoteza implicira da je svemir zatvoren. Mislim, ograničeno je. Ako je svemir sfera, ne može biti beskonačan. Ravna i hiperbolična pretpostavka, budući da obje pretpostavljaju otvoreni svemir, impliciraju da je svemir beskonačan.
U tom smislu, određivanje oblika svemira nam govori je li on beskonačan ili ne. Možemo li znati njegovu geometriju? Da, barem otprilike. Analizirajući kozmičku mikrovalnu pozadinu. Ovo je zračenje preostalo od Velikog praska. Bili su to prvi svjetlosni odjeci koji su se pojavili u svemiru 380.000 godina nakon njegova rođenja. To je zračenje koje je prevalilo veliku udaljenost da bi došlo do nas.
Dakle, na ovo kozmičko pozadinsko zračenje najviše utječe zakrivljenost (ili nezakrivljenost) svemira. Ako je svemir ravan, njegova zakrivljenost je 0. Ako je svemir sferičan, njegova je zakrivljenost pozitivna (veća od 0), a ako je hiperboličan, njegova je zakrivljenost negativna (manja od 0). U ovom slučaju, ono što radimo je izračunati izobličenje koje je kozmičko pozadinsko zračenje prošlo na svom putu od nastanka svemira. Uspoređujemo procjene veličine kozmičke mikrovalne pozadinske mrlje s veličinom mase koju stvarno vidimo. Ako je zakrivljenost pozitivna (sferna geometrija), vidimo veće mrlje nego što procjenjuje matematički model.
Ako je zakrivljenost negativna (hiperbolička geometrija), vidimo da su mrlje manje od procjena matematičkog modela. Bez zakrivljenosti (ravna geometrija), vidjeli bismo mrlje iste veličine kao što je procijenjeno matematičkim modelom.
Što vidimo? Bez izobličenja. Ili je barem naša zakrivljenost vrlo blizu 0. Čini se da je geometrija svemira ravna. Ako je svemir ravan, to znači da je otvoren. Ako je otvoren, onda je beskonačan. Čini se da njegova naizgled ravna geometrija, u kombinaciji s činjenicom da tamna energija nije razrijeđena u svemiru bez obzira na to koliko se svemir širi, sugerira da je svemir doista beskonačan. Ono nema granica. Otkrit ćete nove galaksije i nove zvijezde svaki put kada putujete njime. Nikada nećete pronaći granicu ili se vratiti na isto mjesto. Svemir je vječan.
Dakle, je li Svemir stvarno beskonačan?
Iako se čini da studije kozmičke geometrije i tamne energije sugeriraju da je svemir doista beskonačan, u to nikada ne možemo biti sigurni. Ovo je u osnovi zato što ne možemo biti 100% sigurni da je svemir ravan.
Znamo da ima zakrivljenost od oko 0, ali nismo potpuno sigurni. Izračun ne može biti savršeno točan, pa može postojati mala pozitivna zakrivljenost koju ne možemo izmjeriti (nije bitno ako je negativna, jer će biti hiperbolična i još uvijek beskonačna).
Svemir je ravan ili blago sferičan. Ali da je malo sferičan, to bi već značilo da bi svemir bio zatvorena sfera, pa bi to svemir činilo konačnim mjestom. Možda nikada nećemo moći točno izmjeriti njegovu zakrivljenost. Bili bismo totalno slijepi da ne znamo je li doista krenulo od nule. Ova mala brojčana razlika će nas odvesti od koncepta beskonačnog svemira do koncepta konačnog svemira. Da ne spominjemo, još uvijek ne znamo pravu veličinu svemira. Ograničeni smo dijelovima svemira koje nam svjetlost omogućuje da vidimo.
Nadam se da s ovim informacijama možete saznati više o beskonačnom svemiru i o tome je li on doista ili nije.
