Группа ученых считает, что Вселенная может иметь форму гигантского пончика, несмотря на доказательства того, что она плоская как блин.
В геометрии «плоскость» характеризуется нескончаемыми параллельными линиями. Посмотрите на стол: линии, начинающиеся параллельно, останутся такими, когда выйдут за его пределы. А теперь вспомните Землю – линии долготы начинаются абсолютно параллельно друг другу на экваторе, но со временем сходятся на полюсах. Это факт, доказывающий, что наша планета не плоская.
Подобная логика применяется для 3D-модели Вселенной. Например, космический микроволновый фон — свет, которые излучался когда Вселенной было всего 380 000 лет — теперь находится на расстоянии более 42 миллиардов световых лет и характеризуется незначительными колебаниями температуры. Астрономы рассчитали прогнозируемый размер этих колебаний по сравнению с наблюдениями. Если их размер отличается от прогнозов, значит, те лучи света, которые начались параллельно, изменили направление в пространстве-времени — указывая на то, что геометрия Вселенной искривленная.
Но те же измерения показали, что, игнорируя мелкие отклонения от галактик и черных дыр, общая геометрия Вселенной все же является плоской.
Однако существует несколько типов плоскости. Попробуйте нарисовать на бумаге параллельные линии, затем заверните один конец листа, чтобы соединить с другим и образовать цилиндр. Линии остаются параллельными, когда огибают цилиндр. Соедините обе стороны бумаги, и вы получите форму тора или пончика.
Вот еще один пример странной плоской формы – сверните тонкую полоску бумаги как круг, но один конец закрутите на 180 градусов. Вышла лента Мёбиуса, которая также геометрически плоская, поскольку линии все еще остаются параллельными, хотя и переворачиваются друг над другом.
В общей сложности математики открыли 18 возможных геометрически плоских трехмерных топологий. В каждой из них по крайней мере одно измерение заворачивается, а иногда они переворачиваются, как лента Мёбиуса, или совершают частичный оборот.
Если бы Вселенная была такой извивистой и мы могли бы заглянуть в нее очень далеко — то могли бы увидеть свою юную копию. Например, если бы Вселенная имела 1 миллиард световых лет на сгибе, астрономы увидели бы то, как бы выглядел Млечный Путь миллиард лет назад, а потом еще более младшую его копию (2 млрд лет назад) и так далее. А если бы Вселенная имела форму гигантского пончика, то астрономы могли бы увидеть такие копии, если бы смотрели в двух направлениях.
Астрономы измеряли топологию Вселенной несколькими способами: от поиска дубликатов структур галактик до поиска соответствующих кругов в реликтовом излучении. Все доказательства свидетельствовали о том, что Вселенная геометрически плоская и имеет простую незавернутую топологию. Однако в статье, опубликованной 23 февраля, исследователи говорят о том, что предварительные измерения были ограничены — поскольку предполагали, что Вселенная вращается вокруг себя только в одном измерении и не имеет более сложной топологии.
К тому же наблюдения реликтового излучения обнаружили некоторые странные аномалии — такие, как большие узоры, которые появляются в неожиданных местах. И Вселенная со сложной топологией могла бы объяснить по крайней мере некоторые такие аномалии в космическом микроволновом излучении.
Источник: livescience