Deși este foarte, foarte, foarte mare, dar universul nu poate fi infinit de mare. Dar aceasta nu înseamnă că are o margine.
Știm cu toții că universul se extinde, nu-i așa? Ei bine, dacă nu știați, atunci nu vă mulțumiți pentru informații. Trăim într-un univers în expansiune: fiecare galaxie se îndepărtează de orice altă galaxie. Acest lucru conduce în mod natural la întrebarea generală: "Dacă universul se extinde, atunci în ce se extinde? Într-un univers mare? În nimic? În ceva ca o ceață nedefinită? Unde este marginea balonului nostru cosmic?
Universul nostru are o margine - adică, dacă prin "universul nostru" înțelegem Universul observat. Viteza luminii este doar viteza - și Universul există pentru o lungă perioadă de timp (aproximativ 13,77 miliarde de ani). Dar pentru noi aceasta înseamnă că doar o mare parte a Universului ne-a fost dezvăluită prin lumină, care a călătorit prin distanțe cosmice vaste. Și ce depășește limita noastră observată? Este ușor: mai multe lucruri cum ar fi galaxiile și găurile negre și soiurile noi, fantastice de brânză. Aceste lucruri sunt de neatins pentru noi, dar sunt încă acolo.
Din punctul nostru de vedere, se pare că suntem în centrul tuturor lucrurilor și fiecare galaxie se îndepărtează de noi. Deci, acest lucru conduce în mod natural la linia de raționament: "Trebuie să existe o margine". Dar, să zicem, ați sărit la Andromeda, cel mai apropiat vecin din Galaxie. Din acest nou punct de vedere, totul arată ca și cum ați fi în centrul universului, și totul se îndepărtează de dvs. Acum hai să mergem nebun și să ne prefacem că te putem teleporta la cea mai îndepărtată galaxie observată, la marginea farului nostru de observare. Ghici ce? Da, din poziția voastră se pare că vă aflați în centrul Universului și fiecare galaxie (inclusiv distanța Calea Lactee) se îndepărtează de voi. Asta spunem atunci când spunem: "Universul se extinde". Fiecare galaxie este îndepărtată din orice altă galaxie (cu câteva mici excepții de la fuziunile locale, dar acesta este un subiect pentru un alt articol).
Dar ar trebui să existe o limită, nu? Universul nu poate fi infinit, nu? Corect?
Probabil că nu. Deși acesta este un univers foarte, foarte, foarte mare, dar probabil nu este infinit de mare.
Dar ea încă nu are nevoie de muchii.
Gândiți-vă din nou la sări de la galaxie la galaxie. Dincolo de Calea Lactee, Universul arata ca un balon de sapun imens crescand de la centrul nostru. Dar dintr-o altă galaxie acest balon universal arată diferit, pentru că această altă galaxie se află în "centrul" balonului ... Iar tentația de a numi astfel de concepte ca "interiorul" sau "marginea" în universul nostru nu are sens din punctul de vedere al unei noi perspective . Și acest lucru este valabil pentru fiecare galaxie.
Voi spune din nou: "universul în expansiune" înseamnă pur și simplu că fiecare galaxie se deplasează mai departe de orice altă galaxie. Aici este! Nu există nici o margine. Fără balon. Nimic de extins. Matematica este simplă: universul devine mai mare cu timpul. Asta e tot.
Să facem un pas înapoi. Toată lumea cunoaște aceste analogii comune folosite pentru a descrie universul în expansiune: galaxiile sunt ca niște furnici care se târăsc în jurul unei mingi de plajă. Suntem tocmai stafide într-o pâine. Și - oh! Mingea este umflată! Da! O bucată de pâine crește în cuptor! Spațiul se extinde, iar galaxiile sunt purtate împreună cu el! Ne vedem Simplu!
Aceste analogii, bineînțeles, ne dau un punct important: galaxiile nu zboară și nu se valsează la distanță unul de celălalt. Acesta este spațiul de sub ei, care face toată munca de expansiune; galaxiile se află doar pe covorul cosmic. Dar aceste analogii au de asemenea un defect fatal. Putem să ne imaginăm cu ușurință umflarea unei mingi de plajă sau a unui pâine în creștere, și ne gândim imediat la ele ca extindându-se în ceva: aer liber. Bilele de plajă au pielea. Pâinea are o delicioasă, crocantă. Au margini și se mișcă în ceva.
Mintea noastră sa distrat de noi, iar asta ne înșeală și ascunde ceea ce se întâmplă de fapt.
Când folosim analogia mingii de ante-pe-plajă, primul lucru pe care oamenii îl spun: "De ce furnicile?". Nu știu; doar stai cu ea. Și al doilea lucru pe care oamenii spun: "Oh, centrul universului este chiar acolo, în mijlocul mingii." În acest moment trebuie să sari cu restricții prin analogie: întregul nostru Univers este suprafața unei mingi gonflabile. Și suprafața mingii nu are centru. Așa cum suprafața pământului nu are nici un centru. Am putea face polii oriunde vrem.
În modelul de plajă, întregul nostru Univers este o suprafață bidimensională plină de furnici idiotici care încearcă să se târască unul față de celălalt, dar ei nu pot, pentru că unii continuă să-l umfle cu un jig. Bine, bine, orice. Acest model al Universului este bidimensional, dar în ochii minții noastre ne gândim imediat la extinderea sa în cea de-a treia dimensiune - o dimensiune în care furnicile nu pot avea acces deoarece nu pot să sară. Dar această dimensiune suplimentară oferă "spațiu" astfel încât mingea să se extindă în ceva.
Dar adevăratul nostru Univers este tridimensional. În timp ce teoria corzilor sugerează că pot exista dimensiuni suplimentare, toate sunt subminiature, deci nu sunt luate în considerare. Deci există o a patra dimensiune suplimentară care oferă "material" pentru extinderea Universului nostru în ceva? Poate da, poate nu. Iată ce: matematica poate crea o a patra dimensiune pentru extinderea 3D a universului în ceva. Și vom avea cu siguranță o "margine" în această dimensiune suplimentară, astfel încât să puteți indica, de asemenea, "marginea" suprafeței 2D a plajei mingii.
Dar nu este necesar.
Nu avem nevoie de o a patra dimensiune pentru a ne acoperi universul. Avem o descriere matematică completă și consistentă a expansiunii universului, folosind doar trei dimensiuni normale, de zi cu zi, pe care le cunoaștem și le iubim. Astfel, acest lucru înseamnă că putem avea un Univers în expansiune fără a avea nevoie de o margine sau ceva, astfel încât să se extindă în ceva.
Recunosc că am probleme cu explicarea acestui concept. Dar aceasta este frumusețea utilizării matematicii pentru a înțelege universul: putem crea și manipula concepte, deoarece creierul nostru nu poate să facă față singură!
