Kokią formą turi Visata? Mokslininkai ieško atsakymo

O kas, jei Visata – tai ne tik begalinė erdvė, o milžiniška sfera ar net „riestainis“? Tarptautinė mokslininkų komanda narplioja vieną didžiausių mokslo paslapčių – kokia iš tikrųjų yra kosmoso, kuriame gyvename, forma. Pasitelkę matematiką, fiziką ir pažangiausias technologijas, jie siekia išsiaiškinti, kaip atrodo mūsų tikrovė. Šie atradimai gali visiškai pakeisti tai, ką manome žiną apie pasaulį.

Tarptautinė mokslininkų komanda tyrinėjo galimas Visatos formas, ir paaiškėjo, kad erdvė gali būti kur kas sudėtingesnė nei mums įprasta trimatė tikrovė. Apie tai praneša portalas „The Conversation“, remdamasis naujausiais geometrinės topologijos ir kosmologijos tyrimais.

Visatos forma išlieka viena intriguojančių mokslo paslapčių. Matematikai ir fizikai taiko geometrinės topologijos metodus, siekdami išsiaiškinti, kokia iš tikrųjų gali būti erdvė, kurioje gyvename. Ilgus dešimtmečius mokslininkai bando atsakyti į klausimą: ar mūsų Visata yra begalinė plokštuma, uždara struktūra, o gal dar keistesnė sistema?

Iš pirmo žvilgsnio atrodo, kad mus supanti erdvė yra begalinė ir trimatė – su mums įprastu ilgiu, pločiu ir aukščiu. Vis dėlto mokslininkai svarsto įvairias hipotezes: galbūt Visata primena milžinišką sferą, torą (matematikoje vadinamą „riestainiu“) ar net turi dar egzotiškesnių topologinių savybių, kurias sunku įsivaizduoti kasdieniame gyvenime. Kai kurios teorijos leidžia manyti, kad erdvė gali būti „susukta“ taip, jog keliaujant viena kryptimi teoriškai grįžtum į pradinį tašką – tarsi žaidime su periodinėmis ribomis.

Kaip kadaise žmonės klydo manydami, kad Žemė yra plokščia, taip ir mūsų dabartinis Visatos supratimas gali būti tik dalinis. Šiuolaikinis mokslas siekia nustatyti, ar erdvė yra uždara (pavyzdžiui, kaip sferos paviršius), begalinė, ar pasižymi neįprastomis topologinėmis savybėmis. Šios pastangos atveria duris naujiems požiūriams į tai, ką laikome tikrove.

Fizikai taip pat nagrinėja galimybę, kad egzistuoja papildomi matmenys. Pavyzdžiui, stygų teorija teigia, kad Visatoje gali būti net 10 ar 11 matmenų, įskaitant tris erdvinius ir vieną laiko matmenį, kuriuos suvokiame, bei „susuktus“ mikroskopinius matmenis. Jei ši teorija teisinga, Visatos forma galėtų būti sudėtinga daugiamatė struktūra, tokia kaip „Calabi-Yau“ daugdaras, kurios savybės lemia pagrindinius fizikos dėsnius.

Siekdami patikrinti šias hipotezes, mokslininkai analizuoja didžiulius duomenų kiekius. Galaktikų ir jų spiečių pasiskirstymas kosmose gali suteikti užuominų apie Visatos globalią geometriją. Ypatingas dėmesys skiriamas kosminiam mikrobangų fonui (CMB) – Didžiojo sprogimo „aidui“, kuris saugo informaciją apie ankstyvąją Visatą. Naujausi matavimai, atlikti teleskopais, tokiais kaip „Planck“, rodo, kad dideliu mastu erdvė atrodo beveik plokščia, tačiau nedideli duomenų nuokrypiai gali reikšti uždarą ar sudėtingesnę topologiją. Pavyzdžiui, 2019 metais kai kurie mokslininkai teigė, kad CMB duomenys rodo sferinės Visatos požymius, nors šiai idėjai dar trūksta visuotinio pritarimo.

Be to, mokslininkai naudoja superkompiuterius, kad modeliuotų galimas erdvės struktūras, tyrinėdami, kaip gravitacija, tamsioji materija ir tamsioji energija galėjo ją formuoti per milijardus metų. Topologiniai tyrimai taip pat gilinasi į mikropasaulį: kvantinė fizika ir Didžiajame hadronų greitintuve atliekami eksperimentai ieško papildomų matmenų pėdsakų, kurie galėtų atsispindėti elementariųjų dalelių elgsenoje.

Nepaisant reikšmingos pažangos, tiksli Visatos forma išlieka neįminta mįsle. Kiekvienas naujas eksperimentas ir teorinis modelis prideda po dalelę prie šios dėlionės, tačiau galutinio atsakymo dar nėra. Ateityje gravitacinių bangų stebėjimai ar tikslesni CMB matavimai galbūt leis mokslininkams žengti lemiamą žingsnį į priekį. Kol kas žmonija tebesvarsto: kokioje „erdvėje“ – ar tai būtų sfera, toras, ar dar keistesnė forma – mes gyvename? Kaip šis supratimas pakeis mūsų vietos Visatoje suvokimą?