A végtelen egy matematikai fogalom, amely egy nagyságrenden belül korlátlan mennyiségre utal. Emberi szemmel nézve lehetetlen megfoganni. mindig arról beszél végtelen univerzum de valahogy nehéz megérteni. Minden alkalommal, amikor megválaszolunk egy kérdést az univerzummal kapcsolatban, több száz új kérdés merül fel. Az univerzum végtelen, vagy van vége? Ez a kérdés, amely a csillagászatot és a filozófiát keveri, kétségtelenül a tudomány kulcskérdése. A kérdésre adott válasz, ha egyszer megtalálod, mindent megváltoztat. Végtelen, és következményei egyszerre lesznek lenyűgözőek és félelmetesek.
Ebben a cikkben a végtelen univerzumról, a létező elméletekről és még sok másról fogunk beszélni.
Az univerzum végtelen?
Minden jelenlegi bizonyíték azt mutatja, hogy az univerzumnak nincsenek határai. Más szóval, elvileg az univerzum végtelen. Sok mindent tudunk az univerzumról. A jövőben többet fogunk tudni. De egy szempont korlátoz minket, korlátozunk és korlátozunk: a fénysebesség. Ahogy Einstein általános relativitáselméletében kijelentette, az univerzum egyetlen állandója a fénysebesség, ami 300.000 XNUMX kilométer per másodperc.
Azt is tudjuk, hogy az univerzum az ősrobbanásban született 13.800 milliárd évvel ezelőtt, ami a világegyetem tér-idő szingularitásból való tágulásának kezdete volt. Azóta tudjuk, hogy bővül, és ezt felgyorsult ütemben teszi. Valójában, másodpercenként 70 kilométeres sebességgel tágul minden további 3,26 millió fényévnyi távolságra.
De mi a probléma, amibe ütközünk, amikor megpróbáljuk meghatározni, hogy az univerzumnak van-e határa? Vagyis amikor megpróbáljuk meghatározni, hogy végtelen-e vagy sem. Nos, a fénynek az univerzum megszületése óta eltöltött ideje korlátoz bennünket.
A legtávolabb, amit az űrben láthatunk, 13.800 milliárd fényév. Jól, technikailag 13.799.620.000 380.000 XNUMX XNUMX millió fényév, mert az univerzum életének első XNUMX XNUMX évében, az energia olyan magas volt, hogy az atomok nem tudtak kialakulni, így a szubatomi részecskék szabadok voltak, képzõdtek a fotonok blokkolására. Az igazság az, hogy a fény csak 380.000 XNUMX évvel az Ősrobbanás után jelent meg.
Tehát ez a határunk. Nem látunk tovább. Mivel nem látunk messzebbre, nem tudhatjuk, hogy az univerzumnak valóban van-e éle, vagy éppen ellenkezőleg, végtelen-e. Tehát az egyetlen mód annak meghatározására, hogy az univerzum örökkévaló vagy véges, ha matematikai számításokra és csillagászati előrejelzésekre hagyatkozunk.
Az univerzum geometriája és örökkévalósága
Az egyik fő módja annak, hogy megtudjuk, hogy a világegyetem végtelen-e, az alakjának meghatározása. Ez egy hihetetlenül összetett feladat, de matematikai mérések és előrejelzések határozzák meg, hogy az univerzumnak csak négy lehetséges geometriája lehet: Euklideszi (lapos), gömb alakú, hiperbolikus (lapos, de ívelt) vagy toroid (mint egy fánk).
Végül elhagytuk a nyitott toroidot, mert a két különböző görbület (hosszirányú és keresztirányú) jelenléte a fény eltérő mozgását eredményezné a térben. Ez sérti a kozmológiai elvet, amely szerint az univerzum izotróp, vagyis a fizikai tulajdonságok nem függenek attól, hogy milyen irányban vizsgáljuk őket.
Tehát három lehetséges alakunk maradt: sík, gömb vagy hiperbolikus. A szférikus hipotézis azt jelenti, hogy az univerzum zárt. Úgy értem, korlátozott. Ha az univerzum egy gömb, akkor nem lehet végtelen. A lapos és hiperbolikus feltételezések, mivel mindkettő nyitott univerzumot feltételez, azt sugallja, hogy az univerzum végtelen.
Ebben az értelemben az univerzum alakjának meghatározása megmondja, hogy végtelen-e vagy sem. Megismerhetjük a geometriáját? Igen, legalábbis körülbelül. A kozmikus mikrohullámú háttér elemzése. Ez az Ősrobbanásból visszamaradt sugárzás. Ezek voltak az első fényvisszhangok, amelyek 380.000 XNUMX évvel születése után jelentek meg az univerzumban. Ez a sugárzás, amely nagy utat tett meg, hogy elérjen bennünket.
Tehát erre a kozmikus háttérsugárzásra van leginkább hatással az univerzum görbülete (vagy nem görbülete). Ha az univerzum lapos, görbülete 0. Ha az univerzum gömb alakú, akkor a görbülete pozitív (nagyobb, mint 0), ha pedig hiperbolikus, akkor a görbülete negatív (kisebb, mint 0).
Ebben az esetben azt tesszük, hogy kiszámítjuk azt a torzítást, amelyen a kozmikus háttérsugárzás az univerzum eredetétől való utazása során átesett. Összehasonlítjuk a kozmikus mikrohullámú háttérfolt méretére vonatkozó becsléseket a ténylegesen látott tömeg méretével. Ha a görbület pozitív (gömbgeometria), akkor nagyobb foltokat látunk, mint a matematikai modell becslései.
Ha a görbület negatív (hiperbolikus geometria), akkor azt látjuk, hogy a foltok kisebbek, mint a matematikai modell becslései. Görbület (lapos geometria) nélkül a matematikai modell által becsült méretű foltokat látnánk.
Mit látunk? Nincs torzítás. Vagy legalábbis a görbületünk nagyon közel van a 0-hoz. Az univerzum geometriája laposnak tűnik. Ha az univerzum lapos, az azt jelenti, hogy nyitott. Ha nyitott, akkor végtelen.
Látszólag lapos geometriája, azzal a ténnyel kombinálva, hogy a sötét energia nem hígul fel a térben, bármennyire is tágul az univerzum, úgy tűnik, hogy az univerzum valóban végtelen. Nincsenek korlátai. Minden alkalommal új galaxisokat és új csillagokat fedezhet fel, amikor átutazik rajta. Soha nem fogod megtalálni a határt, vagy visszatérni ugyanoda. Az univerzum örök.
Tehát az Univerzum valóban végtelen?
Bár a kozmikus geometriával és a sötét energiával kapcsolatos tanulmányok azt sugallják, hogy az univerzum valóban végtelen, ebben soha nem lehetünk biztosak. Ez alapvetően azért van nem lehetünk 100%-ig biztosak abban, hogy az univerzum lapos.
Tudjuk, hogy a görbülete körülbelül 0, de nem vagyunk teljesen biztosak benne. A számítás nem lehet tökéletesen pontos, így előfordulhat egy enyhe pozitív görbület, amit nem tudunk mérni (nem sokat számít, ha negatív, hiszen hiperbolikus lesz, és még mindig végtelen).
Az univerzum lapos vagy enyhén gömb alakú. De ha kissé gömb alakú lenne, az már azt jelentené, hogy az univerzum egy zárt gömb lenne, tehát véges hellyé tenné az univerzumot. Lehet, hogy soha nem tudjuk pontosan megmérni a görbületét. Teljesen vakok lennénk, ha nem tudnánk, hogy tényleg a nulláról indult-e. Ez a kis számbeli különbség elvezet bennünket a végtelen univerzum fogalmától a véges univerzum fogalmáig. Arról nem is beszélve, hogy még mindig nem ismerjük az univerzum valódi méretét. Az univerzum azon részei korlátoznak bennünket, amelyeket a fény lehetővé tesz számunkra.
Remélem, hogy ezzel az információval többet megtudhat a végtelen univerzumról, és arról, hogy valóban az-e vagy sem.