№ 1 (10)

Март – апрель

Russian Traveler №1(10) 2024

Вселенная – пончик или блин? Вот что думают учёные

Фото: ESA

Кажется, всё-таки пончик. Об этом свидетельствуют странные узоры в остатках света Большого взрыва.

Новое исследование предполагает, что Вселенная на самом деле может иметь форму гигантского пончика, несмотря на все прошлые доказательства того, что она плоская, как блин.

Исследование показало, что странные узоры, обнаруженные в отголосках Большого взрыва, могут быть объяснены наличием у Вселенной более сложной формы, тогда как астрономы пока не полностью доказали плоскость нашей Вселенной.

В геометрии «плоскостность» относится к поведению параллельных линий, уходящих в бесконечность. Напротив, посмотрите на Землю. Линии долготы начинаются идеально параллельно друг другу на экваторе, но в конечном итоге сходятся на полюсах. Тот факт, что изначально параллельные линии пересекаются, показывает, что Земля не плоская.

Та же логика применима и к трехмерной Вселенной. Например, космический микроволновый фон (CMB) – свет, испускаемый, когда космосу было всего 380 000 лет, – теперь находится на расстоянии более 42 миллиардов световых лет и характеризуется крошечными колебаниями температуры по всему космосу.

Астрономы рассчитали предсказанный размер этих колебаний и сравнили их с реальными наблюдениями. Если бы они отличались от прогнозов, это означало бы, что те лучи света, которые исходили параллельно, изменили направление в пространстве-времени, указывая на то, что геометрия Вселенной искривлена. Но все же измерения показали, что, если не принимать во внимание мелкомасштабные отклонения от галактик и черных дыр, общая геометрия Вселенной плоская.

Но есть и другой взгляд на проблему. Попробуйте начертить на бумаге бумаги параллельные линии. Затем согните один конец бумаги, чтобы получился цилиндр. Линии остаются параллельными, поскольку они окружают цилиндр. На языке математики любой цилиндр геометрически плоский, но считается, что он имеет другую топологию. Из этой бумаги легко можно получить и форму пончика.

Астрономы измеряли топологию Вселенной несколькими способами, от поиска дубликатов узоров галактик до совпадающих кругов в реликтовом излучении. Все данные свидетельствуют о том, что Вселенная геометрически плоская и имеет простую развернутую топологию.

Но новое исследование предполагает, что в прошлых измерениях астрономы были ограничены. В частности, наблюдения предполагают, что Вселенная обертывается вокруг себя только в одном измерении и не имеет более сложной топологии. Кроме того, наблюдения за реликтовым излучением выявили некоторые странные, необъяснимые аномалии, такие как появление крупных узоров там, где их быть не должно.

На самом деле Вселенная со сложной топологией могла бы объяснить по крайней мере некоторые аномалии реликтового излучения. В таком случае где-то в нашей извилистой Вселенной может существовать наше зеркальное отражение.