Visata yra iš pažiūros begalinė jūra, užpildyta žvaigždėmis, galaktikomis ir ūkais. Jame matome modelius ir žvaigždynus, kurie įkvėpė istorijas per visą istoriją. Tačiau yra vienas kosminis modelis, kurio mes vis dar nesuprantame. Klausimas, į kurį neatsakyta: kokia yra Visatos forma? Manėme, kad žinome, tačiau nauji tyrimai rodo kitaip, ir tai gali parodyti kosmologijos krizę.
Daugelis ankstyvųjų astronomų teigė, kad Visata yra žvaigždžių sfera, apgaubianti Saulės sistemą ir orientuota į fiksuotą, nekintančią Žemę. Tačiau per šimtmečius astronomai nustatė, kad mūsų Saulė buvo tik viena iš milijardų galaktikoje, ir buvo daugybė galaktikų, išsibarsčiusių milijardais erdvės šviesos metų. Sukūrimo formos klausimas atrodė nesvarbus. Žvaigždės ir galaktikos egzistavo tuščioje erdvėje. Kokia galėtų būti erdvė, išskyrus tuščią drobę: lygi, euklidinė ir neturinti struktūros.
Tada 1900-ųjų pradžioje Albertas Einšteinas sukūrė savo bendrojo reliatyvumo teoriją. Jame erdvė nebuvo tuščia drobė. Jis gali sulenkti ir ištempti, pasisukti ir deformuotis, atsižvelgiant į masės padėtį ir judesį Visatoje. Šios erdvinės deformacijos nukreipė šviesą ir materiją, sukeldamos gravitaciją. Esant reliatyvumui, erdvė galėtų įgauti skirtingas formas. Tuomet buvo įmanoma, kad Visata gali turėti bendrą kosminę formą, kaip ir visa Žemė yra apvali.
Labai plačiai kalbant, bendras reliatyvumas leistų visatai turėti vieną iš trijų formų: plokščią, uždarą ar atvirą.
Butas yra būdas, apie kurį galvojame apie kosmosą kasdieniame gyvenime. Tai yra Euklido erdvė, apie kurią mes mokomės mokykloje. Plokščias plotas tolygiai eina visomis kryptimis, o du lygiagretūs šviesos spinduliai amžinai liktų lygiagretūs.
Atvirą erdvę galima įsivaizduoti kaip balno pavidalo. Jis pasilenkia taip, kad nukrypsta, kai jūs ištiesiate į išorę. Du šviesos pluoštai, iš pradžių lygiagretūs, pamažu pasiskirstų vienas po kito, šiek tiek pasisukdami vienas nuo kito, nes jie kerta kosmosą.
Uždaroji erdvė paprastai yra sferinė. Jis susilieja, kai plečiasi, kad lygiagrečios šviesos pluoštai galų gale susitiks ir kerta vienas kitą, kaip ir ilgumos linijos Žemėje.
Reikia paminėti, kad nė vienas iš jų neturi būti susijęs su tuo, kad visa visata plečiasi. Kosminė plėtra reiškia, kad taškai erdvėje laikui bėgant plinta. Visatos forma susijusi su kosmoso forma. Sferinis balionas gali išsiplėsti pripūstas, lygiai taip pat, kaip gali būti ištemptas plokščias guminis lakštas ir likti plokščias. Taigi mūsų besiplečianti visata gali būti plokščia, atvira arba uždara.
Kadangi masės buvimas turi įtakos erdvės kreivumui, visa Visatos forma priklauso nuo vidutinio materijos tankio joje. Apskritai reliatyvumas šią vertę suteikia tankio parametras, kuris yra stebimo tankio ir „kritinio tankio“ santykis, reikalingas, kad Visata būtų lygi. Jei tankio parametras yra 1, tada Visata yra plokščia. Jei jis didesnis nei 1, jis yra uždarytas, o atviras, jei tankio parametras yra mažesnis nei 1. Kosminio tankio matavimai nuolat suteikė vertę 1. Pagal stebėjimo ribas Visata yra plokščia, kaip mes seniai įtarėme .
Bet yra dar vienas būdas išmatuoti kosmoso formą, tai yra pažvelgti į akivaizdų labai tolimų objektų dydį. Viskas grįžta prie lygiagrečių šviesos pluoštų elgesio. Plokščioje visatoje lygiagrečios linijos išlieka lygiagrečios, todėl šviesa, sklindanti iš dviejų tolimos galaktikos pusių, mus pasiekia tiesia linija. Jų kampai vienas kito atžvilgiu nesikeičia, todėl galaktika pasirodo kaip tikrasis jos dydis.
Jei Visata yra atvira, lygiagrečios linijos skiriasi. Taigi šviesa iš tolimos mūsų galaktikos tampa lygiagretesnė, kai ji mus pasiekia. Tai reiškia, kad galaktika atrodytų mažesnė nei yra. Jei Visata yra uždara, įvyksta priešingas šviesos lenkimas, ir galaktika pasirodytų didesnė nei yra.
Naujame dokumente, paskelbtame 2006 m Gamta, komanda žiūrėjo ne į galaktikas, o į kosminių mikrobangų fone vykstančius svyravimus (CMB). CMB yra didžiojo sprogimo likusi šviesa, ir tai yra pati tolimiausia šviesa, kurią galime pamatyti visatoje. Dėl šios priežasties šviesą labiausiai veikia visatos forma. Svyravimų skalė CMB yra nulemtas tamsiosios materijos ir tamsiosios energijos kiekio visatoje, kuriuos mes žinome, todėl mes žinome, kokie dideli svyravimai turėtų pasirodyti. Kai komanda išanalizavo CMB duomenis iš erdvėlaivio „Plank“, jie nustatė, kad svyravimai buvo didesni nei tikėtasi. Tai reiškia, kad esant 99% tikrumui, Visata yra uždara, o ne plokščia.
Šis naujas tyrimas prieštarauja daugybei ankstesnių tyrimų, rodančių, kad Visata yra plokščia. „Planck“ duomenyse gali būti tam tikra sisteminė klaida, dėl kurios Visata atrodo lenkta, tačiau jei tyrimai yra tikslūs, tai rodo mūsų supratimo spragą. Kol kas visatos forma yra neaiški.
Šaltinis: Planko įrodymai apie uždarą Visatą ir galimą kosmologijos krizę, sukūrė Di Valentino, E. ir kt.
