Можда, гледајући у најудаљеније дубине свемира, заправо гледамо у сопствену прошлост, не схватајући да се светлост само вратила кући након дугог путовања кроз затворени свемир.
Да ли се свемир завршава негде „иза ћошка” или се протеже у недоглед? Ово питање опседа људску машту вековима, али научни одговор је кудикамо комплекснији. Наш мозак, еволуирао да разуме коначне предмете попут камена или дрвета, бори се да појми концепт нечега што нема крај, границу или ивицу. Ипак, модерна физика и Ајнштајнова општа релативност нуде фасцинантне увиде који су често чуднији од било какве научне фантастике. Kроз објектив науке питање величине космоса престаје да буде само филозофско и постаје изазов геометрије, мерења и математичких парадокса који нас приморавају да преиспитамо саму природу стварности.
Прва и ајтрезвенија чињеница коју модерна физика признаје јесте наше фундаментално ограничење у сазнању. Због чињенице да је свемир почео Великим праском пре око 13,8 милијарди година светлост је имала само толико времена да путује. То ствара оно што називамо видљиви свемир – сферу око нас изван које једноставно не можемо да видимо, јер светлост са веће удаљености још није стигла до наших телескопа. Kао што теоретичарка физике Сабине Хосенфелдер истиче, на питање да ли је свемир заиста бесконачан, тренутни научни одговор је: Не знамо. Ми користимо математичке моделе који подразумевају бесконачан свемир првенствено зато што су такве једначине једноставније за рад, а не нужно зато што су физички потврђена истина. Важно је разумети да Ајнштајнове једначине описују понашање космичке тканине, али нам не говоре апсолутно ништа о величини целокупног одевног предмета.
Анализа: Постоји дубока егзистенцијална тежина у чињеници да, упркос нашем технолошком напретку, можда никада нећемо сазнати колики је наш космички дом. Живимо у мехуру светлости, свесни да се иза хоризонта може налазити бескрај, али и зид који никада нећемо додирнути. Уобичајена заблуда је да раван простор аутоматски значи да он мора бити бесконачан. Међутим, општа релативност учи да је закривљеност ствар унутрашњег мерења, а не погледа споља, Да бисте разумели да ли је нешто закривљено, не морате да искорачите из свемира; довољно је да нацртате троугао и измерите његове углове.
- Сфера (закривљен простор): Ако нацртате троугао на сфери (рецимо, од северног пола до екватора, па дуж екватора и назад), збир углова може бити чак 270 степени. То је јасан доказ закривљености.
- Цилиндар (раван, а коначан простор): Ако уролате лист папира у цилиндар, он је и даље геометријски раван јер ће сваки троугао на њему и даље имати збир углова од тачно 180 степени. Ипак, он је коначан у једном смеру – ако путујете довољно дуго, вратићете се на почетак.
У физици разликујемо екстринзичну закривљеност (оно што видимо споља, као савијен папир) и интринзичну закривљеност (оно што мере бића унутар тог простора). Општа релативност се бави искључиво интринзичним мерењима. Анализа: Ово је дубоко контраинтуитивно – већина људи замишља да равно значи бескрајну раван која се протеже заувек. Заправо, наш свемир би могао бити попут вишедимензионалне крофне (торуса) – савршено раван у смислу геометрије, али повезан тако да се све стазе на крају враћају тамо где су почеле. Једно од најчешћих питања које збуњује љубитеље науке јесте: У шта се свемир шири?. У контексту Ајнштајнових једначина, ово питање је заправо бесмислено. Свемир се не шири у нешто што већ постоји; он не осваја нови празан простор који га чека. Ширење свемира је искључиво промена унутрашњих односа између објеката. Kада кажемо да се свемир шири, ми констатујемо да се галаксије међусобно удаљавају. Раздаљина расте, али нема ивице која пробија неки спољни вакуум. Наша интуиција вара јер смо навикли на објекте који се крећу унутар собе. У космологији сама соба (простор) је та која се мења, без потребе за било каквим спољашњим окружењем или додатним простором.
Ако је свемибесконачан, како он уопште може да се шири и постане већи? Овај парадокс најбоље објашњава аналогија чувеног математичара Давида Хилберта. Замислите хотел са бесконачним бројем соба, и све су попуњене. Kада стигне нови гост, он и даље може добити собу. Менаџер само треба да замоли сваког госта да се помери у следећу собу (из 1 у 2, из 2 у 3 и тако даље). Соба 1 остаје празна. Чак и ако стигне бесконачно много нових гостију, хотел их може примити ако се стари гости помере у собе чији је број дупло већи од њиховог тренутног. Ова математика (бесконачност + 1 = бесконачност) омогућава да разумемо кључну ствар о Великом праску у бесконачном моделу: Велики прасак се није догодио у једној тачки, већ у сваком делићу простора истовремено.
Анализа: Ако је свемир бесконачан, он је био бесконачан од самог тренутка свог настанка. Он не постаје дужи у километрима, већ се густина материје смањује док се простор између објеката непрестано растеже. Идеја да је свемир од старта био бескрајан, а да се и даље повећава, један је од највећих изазова за људску логику. Ако је простор заиста бесконачан, суочавамо се са запањујућом последицом коју су 1979. године формулисали Џорџ Елис и Грејем Брандрит. У бесконачном простору, са коначним бројем начина на који се атоми могу распоредити, свака могућа конфигурација материје се мора поновити бесконачно много пута. То значи да негде у том бескрају постоји идентична копија вас. Заправо, постоји бесконачно много верзија вас:
Верзија вас која управо чита овај текст и размишља о кафи.
Верзија вас са мало више косе или мало мање мозга (како се физичари понекад горко шале).
Верзија вас која је одабрала каријеру у уметности уместо у науци, или верзија која тренутно ужива у математичком самомучењу, проучавајући ове исте теорије.
Анализа: Ова идеја нам одузима осећај јединствености. Ако је свемир бескрајан, ви нисте уникатни уникат, већ статистичка неминовност која се понавља кроз вечност. Филозофски гледано, свака ваша одлука је већ донета и биће донета још бесконачно много пута. Закључак: Поглед у будућност и коначна мисао.
Иако тренутна посматрања космичког микроталасног позадинског зрачења (CMB) нису пронашла доказе о лооп-овима или понављајућим обрасцима који би подсећали на поглед кроз калеидоскоп, обе могућности су и даље на столу. Наша мерења су прецизна, али не и савршена. Баш као што поглед кроз прозор не може да нам каже да ли је Земља равна плоча или огромна сфера, тако ни наши најмоћнији телескопи још не виде довољно далеко да би донели коначну пресуду о облику космоса. Било да живимо у бескрајном пространству где се свака конфигурација атома понавља, или смо затворени унутар вишедимензионалне крофне, остаје провокативна мисао: Шта ако светлост са наше сопствене галаксије од пре неколико милијарди година управо сада путује са супротне стране неба и стиже до нас? Можда, гледајући у најудаљеније дубине свемира, заправо гледамо у сопствену прошлост, не схватајући да се светлост само вратила кући након дугог путовања кроз затворени космос.
Илустрација Wikipedia
(Астрономски магазин)
