Damals, als die Leute dachten, die Erde sei flach, war es eine Häresie anzunehmen, dass eine lange Reise in einer geraden Linie Sie schließlich zu Ihrem Ausgangspunkt zurückführen würde. Aber es ist wahr: Gehen, fliegen, 40.000 Kilometer in eine Richtung schwimmen und Sie sind wieder da, wo Sie angefangen haben. Und dann fragen Sie sich: Ist es möglich, den gleichen Trick im Weltraum zu machen? Wenn Sie eine Rakete nehmen, die schnell und lang genug fliegen kann, ohne mit entfernten Sternen oder Galaxien zusammenzustoßen, können Sie dann zu Ihrem Ausgangspunkt zurückkehren?
Auf den ersten Blick mag dies verrückt erscheinen, aber in Wirklichkeit ist es nicht so. Sie mögen denken, dass das Universum unendlich ist und für immer in alle Richtungen weitergeht, aber wir haben Beweise dafür, dass die Form und Größe des Universums ziemlich endlich ist. Erstens sind seit dem Urknall nur 13,8 Milliarden Jahre vergangen, und wir können das Raumvolumen beobachten, das das Licht in 13,8 Milliarden Jahren besucht hat, wobei jeder besuchte Punkt hervorgehoben wird. Zweitens gibt es Hunderte von Milliarden von Galaxien, die in der Vergangenheit jünger waren, und je weiter wir in die Vergangenheit schauen, desto ausgeprägter wird dies. Könnte es sein, dass eine (oder mehrere) dieser Galaxien die jugendliche Version der Milchstraße ist, in der wir aufgewachsen sind? Schließlich, so wie die Erde zwei Dimensionen hat, in denen wir uns darauf bewegen können (von Nord nach Süd und von West nach Ost, aber nicht von oben nach unten),Kann das Universum eine mehrdimensionale Struktur (Hypersphäre oder Hypertor) sein, in der viele Dimensionen geschlossen und begrenzt sind und sich in sich selbst verdrehen?
Wenn ja, wenn Sie lange genug in einer geraden Linie gehen würden, würden Sie schließlich dorthin zurückkehren, wo Sie begonnen haben. Und wenn Sie unsterblich wären, könnten Sie eines Tages in der Lage sein, Ihren eigenen Hinterkopf zu sehen, indem Sie einige Zeit suchen, da Ihre Augen schließlich Licht sehen werden, das von Ihrem eigenen Hinterkopf reflektiert wird. Nun, wenn das Universum wirklich ist, woher wissen wir es dann sicher?
Dazu müssen wir das Universum in seiner größten Größe betrachten und die Orte finden, an denen es in alle Richtungen die gleichen Eigenschaften hat. Ein endliches und wirbelndes Universum würde bedeuten, dass dieselben Strukturen immer wieder auftreten. Während der größte Teil des Universums schwer als wirbelnd zu definieren sein wird, da die begrenzte Lichtgeschwindigkeit bedeutet, dass wir dieselben Objekte in verschiedenen Stadien ihrer Evolution sehen (wie die jüngere Milchstraße), wird es immer Objekte geben, die sich in verschiedenen Stadien der Evolution in verschiedenen Stadien befinden setzt. Die großräumige Struktur des Universums zeigt solche Strukturen nicht, aber wir haben einen noch besseren Ort zum Betrachten: den kosmischen Mikrowellenhintergrund.
Die Nachglühschwankungen des Urknalls weisen sehr spezifische Wiederholungsmuster auf, zeigen jedoch auch eine zufällige Verteilung dieser Muster. Es wurden viele Algorithmen entwickelt, um nach sich wiederholenden nicht zufälligen Signalen in den Korrelationen von Schwankungen in verschiedenen Teilen des Himmels zu suchen. Wenn das Universum endlich und verdreht wäre - wenn Teile davon an anderer Stelle wiederholt würden - würde es sich im kosmischen Mikrowellenhintergrund widerspiegeln.
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Das Fehlen beobachteter sich wiederholender Strukturen bedeutet jedoch nicht, dass das Universum diese Art von Topologie nicht hat. Dies bedeutet, dass wenn sich das Universum wiederholt und eine geschlossene Hyperfläche darstellt und wir uns theoretisch lange Zeit am selben Punkt in einer geraden Linie bewegen können, dies jedoch auf Skalen erkennbar ist, die größer sind als der beobachtete Teil. Angesichts der Tatsache, dass wir durch die Entfernung, die das Licht in 13,8 Milliarden Jahren zurückgelegt hat, begrenzt sind, ist ein solches Szenario durchaus möglich.
Aber es gibt eine Sache.
Egal wie technisch fortgeschritten wir sind, eines Tages in der Zukunft werden wir niemals wissen, ob sich das Universum tatsächlich so verhält, solange wir durch die Lichtgeschwindigkeit begrenzt sind. Dank der dunklen Energie und der beschleunigten Expansion des Universums ist es physikalisch unmöglich, die Grenze des derzeit beobachtbaren Universums zu erreichen. Wir können höchstens ein Drittel dieses Weges gehen. Wenn sich das Universum nicht auf Skalen mit einem modernen Durchmesser von weniger als 15 Milliarden Lichtjahren wiederholt, werden wir niemals zu dem Punkt zurückkehren, an dem wir in einer geraden Linie begonnen haben.
Dies bedeutet jedoch nicht, dass das Universum nicht geschlossen, endlich und in eine Hypersphäre verwandelt werden kann. Dies bedeutet, dass die Expansion des Universums - die beschleunigte Expansion - es uns verbietet, den Globus im Universum zu "umrunden". Aufgrund einer Kombination von Faktoren wie:
- das letzte Zeitalter des Universums;
- die endgültige Lichtgeschwindigkeit;
- Erweiterung des Universums;
- und das Vorhandensein von dunkler Energie, Wir werden vielleicht nie wissen, ob unser Universum unendlich ist oder nicht und was seine wahre Topologie ist.
Alles, was wir sehen können, ist der uns zur Verfügung stehende Teil, der es uns ermöglicht, der möglichen Topologie des Universums Grenzen zu setzen. Soweit wir das beurteilen können, ist es flach, nicht wiederholend und möglicherweise, aber nicht unbedingt unendlich. Vielleicht werden unsere Krümmungsmessungen im Laufe der Zeit, wenn sich das Universum uns immer mehr öffnet, immer genauer und enthüllen uns eine neue Wahrheit. Trotz der Tatsache, dass unsere Beobachtungsfähigkeit stark eingeschränkt ist, kann es jenseits des kosmischen Horizonts neue, noch unbekannte Möglichkeiten geben.
ILYA KHEL
