І не куля і не бублик. Чому вчені називають наш Всесвіт плоским
У різні часи вчені висували найсміливіші гіпотези з приводу форми Всесвіту.
Плоско земельників ще не всіх перемогли, а тут – нова площина у нашому світі! Та ще й така масштабна!
При слові “Всесвіт” більшість малює в уяві нескінченну сферу, де галактики розподілені більш менш рівномірно. А якої форми наш Всесвіт насправді?
За форму Всесвіту досі точаться дискусії, але більшість астрофізиків поділяє гіпотезу “плоского Всесвіту”.
“Як же так?” – виникне резонне питання. Адже коли ми дивимося в небо, бачимо, що зірки розподілені по всій небесній півсфері. Про яку ж площину може йтися?!
Яка форма у нашого Всесвіту
Якщо на Землю ми можемо подивитися з супутників і МКС і переконатися, що вона куля, то бути зовнішніми спостерігачами та поглянути з боку на Всесвіт ми не можемо.
Відкритим залишається питання тривимірної топології просторового перерізу Всесвіту.
Простіше кажучи – яка геометрична фігура найкраще опише, якої форми наш Всесвіт. Жодна з сучасних фізичних теорій, включаючи загальну теорію відносності, неспроможна дати однозначну відповідь на це питання.
Чому ж астрофізики називають Всесвіт плоским
Звичайно, не йдеться про те, що Всесвіт виглядає плоским, як паперовий лист формату А4.
Всесвіт має тривимірну площинність. Це означає, що простір на всі боки підпорядковується евклідовій геометрії. Тобто він прямий, а не викривлений.
Є різниця між математичними визначеннями плоского та вигнутого та повсякденними визначеннями плоского та вигнутого. З погляду математики, площинним буде простір, де сума кутів трикутника дорівнює 180 градусів.
Якщо ми візьмемо будь-які три точки у Всесвіті та складемо з них трикутник, а потім порахуємо суму його кутів – вона дорівнюватиме 180 градусам. Цього не сталося б, якби простір був викривленим.
Якщо ми візьмемо дві паралельні прямі, то в нескінченності вони не перетнуться. Це означає, що простір не викривлений.
Уявіть собі дві паралельні прямі на кулястій поверхні. Вони не зможуть вічно йти паралельно один до одного – вони обов’язково перетнуться. Як меридіани, які перетинають екватор під прямим кутом і тут – паралельні один одному. Але на полюсах вони усі перетинаються.
Космічна обсерваторія Планк зібрала дані щодо реліктового випромінювання, включаючи його температуру, лінзування та поляризацію. І виявилося, що параметр кривизни практично нульовий: ΩK = -0.004.
Можливо, на етапі свого виникнення Всесвіт був з дуже великою кривизною, проте згодом, розширюючись, він став плоским.
Масивні об’єкти викривляють простір. Як же Всесвіт залишається плоским?
Теорія відносності свідчить, що простір викривлено. І це експериментально підтверджена теорія. Проте викривляється він не сам собою, а поблизу масивних об’єктів.
За фактом, площина Всесвіту означає однорідність розподілу речовини.
Проте речовина у локальних ділянках Всесвіту розподілена неоднорідно. Є порожнечі, де щільність галактик у тисячі разів менша, ніж у середньому по Всесвіту. А є, навпаки, точки, де концентрація галактик набагато вища – наприклад, Великий Атрактор та над скупчення Шеплі. Вони настільки щільні та великі, що навколо них починають обертатися інші галактики, за аналогією, як наша Земля обертається навколо Сонця. Проте це відбувається лише у невеликих масштабах.
На великих відстанях, наприклад, від 200 млн світлових років, речовина у Всесвіті розподілена однорідно в усіх напрямках. Аналогічна ситуація і зі скривленим простором.
Потужні об’єкти можуть бути локально викривлені у просторі-часі. Саме – локально!
Коли вчені говорять про те, що Всесвіт – плоский за формою, йдеться про великі масштаби, без урахування локальних змін.
