Milyen alakú az univerzum?
Az univerzum hatalmas mérete miatt elsőre formátlannak tűnhet, ám a csillagászok és fizikusok hosszú évtizedek óta vizsgálják, hogy valójában milyen alakú lehet a kozmosz. Több tudományos bizonyíték is arra utal, hogy a világegyetem lapos, végtelen és folyamatosan tágul.
Miért „lapos” a világegyetem?
A lapos elmélet szerint a világegyetem térgeometriája olyan, hogy a pozitív és negatív energia pontosan kiegyenlíti egymást, így az összenergia nulla. Ez a megfigyelések szerint azt jelenti, hogy nincs jelentős görbület a térben, vagyis az univerzum nem gömbölyű vagy nyereg alakú, hanem síkszerű, ezáltal két képzeletbeli, egymással párhuzamos vonal mindvégig párhuzamos maradna.
David Spergel, a Princeton Egyetem elméleti asztrofizikusa, a NASA Wilkinson mikrohullámú anizotrópia szondája (WMAP) és az Európai Űrügynökség Planck műholdjának mérései alapján kimutatta, hogy a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás (CMB), amely a Nagy Bummból maradt vissza, egyértelműen a lapos világegyetemet támasztja alá. Ez a háttérsugárzás a világegyetem legősibb fénye, amelynek apró ingadozásai segítenek feltérképezni a térgeometriát.
A kozmikus háttérsugárzás térképe abból a korból, amikor a világegyetem még csak 370 ezer éves volt. ESA, Planck Collaboration/Wikimedia
A kritikus sűrűség
Az univerzum alakját a tömeg sűrűsége is meghatározza. A kritikus sűrűség az a pont, ahol a világegyetem tágulása lassan, végtelen idő alatt állna meg. Ha a sűrűsége ennél nagyobb lenne, akkor gömbölyű, zárt világegyetemről beszélnénk, amely végül összeomlana az ősrobbanás ellentettje, a nagy reccs során. Ha viszont a sűrűség kisebb, az univerzum nyitott, „nyereg alakú” lenne, és örökké tágulna.
A jelenlegi mérések szerint az univerzum sűrűsége pontosan a kritikus érték körül van, így a tér lapos és az univerzum végtelen méretű, amely örökké tágulni fog.
A világegyetem izotróp, vagyis minden irányból hasonlóan néz ki, ami szintén a lapos térgeometriát erősíti meg. Anton Chudaykin és munkatársai a barionikus anyag oszcillációit és a nehezebb atommagok keletkezését vizsgálták a Nagy Bumm után, és arra jutottak, hogy a tér görbülete a mérési hibahatáron belül nulla, vagyis az univerzum lapos és végtelen.
Honnan tudjuk, milyen alakú az univerzum?
Illusztráció: StockSnap/Pixabay
A kozmológusok többféle módszerrel is mérik az univerzum tágulását és sűrűségét. Edwin Hubble már a 20. század elején felfedezte, hogy a galaxisok távolodnak tőlünk, ami a tágulását bizonyítja. Azóta szupernóvák és más távoli objektumok megfigyeléseivel pontosították a tágulási sebességet, az úgynevezett Hubble-állandót.
Ezen túl a WMAP és a Planck műholdak segítségével mérték a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás apró ingadozásait, amelyekből a tér görbületére lehet következtetni. Ezek az adatok 0,2-0,4 százalékos pontossággal igazolják a lapos univerzum modellt.
A formáját illetően a legfrissebb és legpontosabb mérések egyértelműen a lapos, végtelen és folyamatosan táguló univerzum képét mutatják. Ez azt jelenti, hogy bár a világegyetem hatalmas és végtelen, a térgeometriája olyan, hogy a pozitív és negatív energiák kiegyenlítik egymást, és a tágulás soha nem áll meg teljesen. A világegyetem izotrópiája és a kozmikus háttérsugárzás vizsgálata tovább erősíti ezt a modellt, amely jelenleg a kozmológia egyik legfontosabb alapelve.
Érdemes elolvasni:
