Нам несложно определить формы предметов и отдаленных небесных тел, потому что мы смотрим на них со стороны. Со Вселенной все намного сложнее, потому что у нас нет возможности вырваться за ее пределы и посмотреть сбоку. Тогда какова форма Вселенной? И на чем основываются научные предположения?
О форме нашей Вселенной рассуждали еще древние мудрецы. Индуистские тексты описывают пространство в виде яйца. Джайнизм указывает на гигантского человека, а греческие стоики полагали, что это остров, плавающий в бесконечной пустоте.
Подобные предположения не основаны на научных фактах, поэтому в своих исследованиях ученые стали отталкиваться от теории относительности Альберта Эйнштейна. Он указывал на то, что пространство может быть искривленным по массе. А значит вселенская плотность (сколько массы распространилось по объему) определит форму пространства и то, какая смерть ожидает Вселенную.
Исследователи смогли определить критическую плотность Вселенной, которая пропорциональна квадрату постоянной Хаббла (скорость расширения пространства). Вот только насчет значения постоянной Хаббла все еще ведутся споры, поэтому в будущем наши модели могут измениться.
О каких формах может идти речь? Есть несколько сценариев. Если плотность пространства меньше критической, тогда материи не хватает, чтобы остановить процесс расширения и Вселенная будет расширяться вечно. В таком случае по форме пространство напоминает седло – открытая Вселенная.
Если вселенская плотность больше критической, то массы хватает для остановки расширения. Получаем замкнутую и конечную Вселенную без ярко выраженного края. Это форма сферы. Кстати, в этом сценарии пространство начнет сокращаться и случится противоположность Большому взрыву, когда Вселенная свернется в себя.
Существует третий вариант, где плотность Вселенной равна критической плотности. Скорость расширения будет постепенно замедляться в течение бесконечного временного промежутка. Тогда получаем плоское и бесконечное космическое пространство.
Эти три варианта считаются наиболее приемлемыми в научном сообществе. Хотя некоторые ученые все еще рассматривают вариант пончика или трубы. К примеру, пончик – технически плоское пространство, но связанное во многих местах. А труба – это отход от формы свернутого седла с одним широким и одним узким концом.
Какая же форма самая вероятная? Если верить данным от космической обсерватории Планка (2015 год), то мы живем в бесконечной и плоской Вселенной. Важно понимать, что у нашего обзора есть ограничения.
Мы все еще не добрались в наблюдениях до «точки» Большого взрыва, а расширение происходит с такой скоростью, что некоторые объекты уже оказались за пределами наших наблюдательных способностей.
Но, если отталкиваться от существующей информации, то плоская Вселенная – наиболее вероятная форма. Но ученые не прекращают изучать эту тему. Сейчас активно исследуется реликтовое излучение, способное предоставить много полезной информации.
Как знать? Может, однажды наши потомки поймут, что существуют во Вселенной, которая напоминает гигантский пончик. Что думаете?