Ученые выяснили, что Вселенная может быть гигантским трехмерным пончиком

В рамках исследования эксперты изучили реликтовое излучение и выявили, что наша Вселенная плоская, а это свидетельствует о том, что расширяться она будет вечно.

Представьте себе Вселенную, где вы бы могли направить космический корабль в одном направлении, а вернуться в результате туда, откуда отправились. Если бы наша Вселенная была пончиком, то такие движения были бы возможны, и физики смогли бы измерить ее размер, пишет Science Alert.

Исследуя свет из очень ранней Вселенной, ученый Томас Бухерт из Лионского университета и команда астрофизиков пришли к выводу, что наш космос может быть многосвязным, а это означает, что пространство замкнуто само по себе во всех трех измерениях, как трехмерный пончик.

Такая Вселенная должна иметь предел, и, согласно их результатам, весь наш космос может быть всего в три-четыре раза больше, чем пределы наблюдаемой Вселенной, примерно в 45 миллиардах световых лет от нас.

В течение десятилетий астрономы обсуждали природу геометрической формы космоса: является ли наша Вселенная "плоской" (это означает, что воображаемые параллельные линии останутся параллельными навсегда), "закрытой" (параллельные линии в конечном итоге пересекутся) или "открытой" (эти линии будут расходиться).

Плоские и открытые Вселенные будут продолжать расширяться вечно, в то время как замкнутая в конечном итоге разрушится сама по себе. Многочисленные наблюдения, особенно за реликтовым излучением (вспышка света, возникшая, когда нашей Вселенной было всего 380 000 лет), твердо установили, что мы живем в плоской Вселенной.

Параллельные линии остаются параллельными, и наша Вселенная будет просто продолжать расширяться. Но форма — это нечто большее, чем геометрия.

Важно отметить, что измерения содержимого и формы Вселенной говорят лишь о ее геометрии, но никак о топологии. Они не дают точный ответ на вопрос о том, является ли наша Вселенная многосвязной, а это означает, что одно или несколько измерений нашего космоса соединяются друг с другом.

Стоит упомянуть, что карты реликтового излучения, сделанные с помощью спутников, таких как WMAP NASA и Planck ЕКА, показали в больших масштабах интригующее количество отсутствующих пертурбаций. Пертурбация — отклонение небесного тела от орбиты под влиянием иных сил, кроме гравитационного притяжения центра масс системы, таких как другие небесные тела или сопротивление среды.

В результате чего Бухерт и его сотрудники решили выяснить, могут ли эти отсутствующие пертурбации быть вызваны многосвязной Вселенной. Для этого команда провела множество компьютерных симуляций того, как выглядело бы реликтовое излучение, если бы Вселенная представляла собой гигантский трехмерный пончик, где наш космос соединен сам с собой во всех трех измерениях.

"Свойства наблюдаемых флуктуаций (отклонение от среднего значения случайной величины, характеризующей систему из большого числа хаотично взаимодействующих частиц) реликтового излучения показывают недостающую мощность в масштабах, превышающих размеры Вселенной", — отметил Бухерт.

Отсутствие мощности означает, что флуктуации в реликтовом излучении не присутствуют в таких масштабах и что наша Вселенная многосвязна и конечна.

"По сравнению со стандартной космологической моделью, которая считается бесконечной, мы обнаружили гораздо лучшее соответствие наблюдаемым флуктуациям. Также мы можем варьировать размер космоса и повторить этот анализ", — подчеркнул Бухерт.

В результате получается оптимальный размер Вселенной, который наилучшим образом соответствует наблюдениям реликтового излучения.

"Ответ нашего исследования состоит в том, что конечная Вселенная лучше соответствует наблюдениям, чем бесконечная модель. Мы даже могли бы сказать, что теперь знаем размеры Вселенной", — добавил Бухерт.

Команда выявила, что многосвязная Вселенная примерно в три-четыре раза больше, чем наблюдаемая, и лучше всего соответствует данным реликтового излучения.

И хотя технически это означает, что вы можете двигаться в одном направлении и в конечном итоге вернуться туда, откуда отправились, на самом деле вы не сможете этого сделать в реальности.

Мы живем в расширяющейся Вселенной, и в больших масштабах Вселенная расширяется со скоростью, превышающей скорость света, поэтому вы никогда не сможете догнать и завершить цикл. Тем не менее, забавно представлять, как мы живем на поверхности гигантского пончика.

Фокус