Зображення космічного мікрохвильового фону, зроблене супутником Planck.
Група вчених вважає, що Всесвіт може мати форму гігантського пончика, попри докази того, що він плоский як млинець.
У геометрії «плоскість» характеризується нескінченними паралельними лініями. Подивіться на стіл: лінії, які починаються паралельно, залишаться такими, коли виходять за його межі. А тепер згадайте Землю — лінії довготи починаються абсолютно паралельно одна одній на екваторі, але з часом сходяться на полюсах. Це факт, який доводить, що наша планета не пласка.
Подібна логіка застосовується для 3D-моделі всесвіту. Наприклад, космічний мікрохвильовий фон — світло, що випромінювалося, коли Всесвіту було лише 380 000 років — тепер знаходиться на відстані понад 42 мільярдів світлових років і характеризується незначними коливаннями температури. Астрономи розрахували прогнозований розмір цих коливань у порівнянні зі спостереженнями. Якщо їх розмір відрізняється від прогнозів, це означає, що ті промені світла, які почалися паралельно, змінили напрямок у просторі-часі — вказуючи на те, що геометрія Всесвіту викривлена.
Але ті ж самі вимірювання показали, що, ігноруючи дрібні відхилення від галактик і чорних дір, загальна геометрія Всесвіту все ж є плоскою.
Однак існує кілька типів плоскості. Спробуйте намалювати на папері паралельні лінії, а потім загорніть один кінець аркуша, щоб з’єднати з іншим та утворити циліндр. Лінії залишаються паралельними, коли огинають циліндр. З’єднайте обидві сторони паперу, і ви отримаєте форму тора, або пончика.
Ось ще один приклад дивини пласкої форми — згорніть тонку смужку паперу як коло, але один кінець закрутіть на 180 градусів. Вийшла стрічка Мебіуса, яка також геометрично пласка, оскільки лінії все ще залишаються паралельними, хоч і перевертаються одна над одною.
Загалом математики відкрили 18 можливих геометрично плоских тривимірних топологій. У кожному з них принаймні один вимір загортається, а іноді вони перевертаються, як стрічка Мебіуса, або здійснюють частковий оберт.
Якби Всесвіт був таким звивистим і ми могли б заглянути у нього дуже далеко — то могли б побачити свою молодшу копію. Наприклад, якби Всесвіт мав 1 мільярд світлових років на згині, астрономи побачили б те, як би виглядав Чумацький Шлях мільярд років тому, а потім ще молодшу його копію (2 млрд роки тому) і так далі. А якби Всесвіт мав форму гігантського пончика — то астрономи могли б побачити такі копії, якби дивилися у двох напрямках.
Астрономи вимірювали топологію Всесвіту кількома способами, від пошуку дублікатів структур галактик до відповідних кіл у реліктовому випромінюванні. Усі докази свідчили про те, що Всесвіт геометрично плоский і має просту незагорнуту топологію. Однак у статті, опублікованій 23 лютого, дослідники кажуть про те, що попередні вимірювання були обмеженими — оскільки припускали, що Всесвіт обертається навколо себе лише в одному вимірі та не має складнішої топології.
До того ж спостереження реліктового випромінювання виявили деякі дивні аномалії — як-от великі візерунки, які з’являються у неочікуваних місцях. І Всесвіт зі складною топологією міг би пояснити принаймні деякі такі аномалії в космічному мікрохвильовому випромінюванні.
Джерело: livescience