Tanyakan Ethan # 6: Center of the Universe

“Jika kamu mencari kebenaran, kamu akhirnya bisa menemukan kedamaian; jika Anda mencari hiburan, Anda tidak akan menemukan hiburan atau kebenaran - Anda hanya akan mulai dengan sabun lembut dan angan-angan, dan berakhir dengan keputusasaan. "

Clive Staples Lewis

Namun, kadang-kadang jawaban yang Anda temukan berbenturan dengan ide, perasaan, dan bahkan akal sehat Anda. Misalnya, dalam hal pembaca bertanya kepada saya tentang:

. , . , , . . , , .

Jadi apa geometri alam semesta, dan apakah itu memiliki pusat?



Untuk memulainya, kita akan membagi konsep "Alam Semesta kita", yaitu Alam Semesta yang dapat diamati, dan "Alam Semesta secara umum," yang mencakup segala sesuatu yang terhubung dengan kita sejak saat Dentuman Besar dan banyak lagi. Ketika kita mengintip ke langit malam, lalu di belakang tata surya, bintang, gas, dan debu di galaksi kita, di luar tetangga galaksi kita dan selanjutnya, hampir tak terhingga - kita melihat Alam Semesta yang dapat diamati.



Anda dapat melihat melampaui galaksi terjauh dari galaksi yang diamati, sebelum bintang-bintang pertama menyala, pada tahun-tahun gelap Semesta. Sebelum itu, sekitar 13,8 miliar tahun yang lalu, ketika alam semesta lebih kecil, lebih panas, dan lebih padat, terlalu panas bagi atom individu untuk terbentuk - inilah yang kita lihat ketika mengamati radiasi latar belakang gelombang mikro kosmik (KMPI). Dan 380.000 tahun sebelum itu, ada Big Bang - penciptaan alam semesta yang panas, padat, mengembang dan mendingin.



Ini adalah bagian dari alam semesta yang dapat kita amati dari tempat kita. Apa yang kita lihat kira-kira berbentuk bola, dengan urutan 46 miliar tahun cahaya dengan jari-jari, dengan pusat kami.

Tetapi kita tidak berada di pusat alam semesta. Sebaliknya, berbicara tentang itu, kita berbicara dalam konteks teori fisik yang menggambarkannya dalam skala besar - GR. Dan relativitas mengatakan bahwa ruang tidak datar, seperti kisi tiga dimensi, tetapi melengkung di hadapan materi dan energi.



Dalam skala besar, Semesta juga dapat memiliki kelengkungan, tergantung pada berbagai jenis materi, energi, dan kecepatan ekspansi. Ini mungkin memiliki kelengkungan negatif ketika sudut segitiga kurang dari 180 derajat; positif - ketika sudut lebih dari 180 derajat; atau datar, seperti kertas, di mana jumlah dari tiga sudut adalah 180 derajat.

Selain itu, kelengkungan mempengaruhi apa yang terjadi pada dua sinar yang berasal dari satu titik - mereka akan menyebar lebih jauh, berpotongan, atau mempertahankan sudut.



Berdasarkan pengamatan dan hukum fisika saat ini, kita tahu bahwa alam semesta itu datar (dengan akurasi 1%), dan bahwa ukuran alam semesta yang tidak teramati setidaknya 150 kali lebih besar daripada yang diamati. Dan yang terbaik, ini menegaskan KMFI yang diamati.



Jika kesimpulan kita benar, maka Semesta yang kita amati tidak berbeda dari pengamatan yang dapat dilakukan oleh pengamat lain di bagian mana pun. Tentu saja, mungkin ada perbedaan pada skala lokal - kepadatan distribusi galaksi dan distribusi materi lokal. Di beberapa arah, ada kelompok besar galaksi, di tempat lain - rongga. Beberapa bagian KMFI lebih panas atau lebih dingin.



Tetapi dalam skala besar, alam semesta akan terlihat seperti peta di bawah ini. Meskipun setiap pengamat akan memiliki bagian bulat (jari-jarinya ditentukan oleh jalur yang dilewati cahaya sejak Big Bang) berpusat pada pengamat, ruang di ketiga dimensi tampaknya terus berlanjut dan berlanjut sejauh mungkin.



Jadi bagaimana dengan pusat? Itu tergantung pada seberapa banyak Anda ingin masuk ke bidang hipotesis. Di satu sisi, struktur ruang memiliki bentuk dalam skala besar, tergantung pada kelengkungannya. Jika kelengkungan positif, maka ia memiliki bentuk bola, dan menutup dengan sendirinya. Jika datar, itu bisa berbentuk torus atau silinder, yang lagi-lagi menutup sendiri. Jika negatif, ia bisa berbentuk pelana dalam skala kecil, tetapi masih terkunci pada dirinya sendiri.



Secara umum, tergantung pada kelengkungan, Semesta dapat terbatas atau tidak terbatas. Jika terbatas, maka kita dapat berbicara tentang pusat. Jika ruang-waktu memiliki bentuk bola, maka pusat bola seharusnya. Jika ruang-waktu berbentuk donat, maka pusatnya akan berada di tengah-tengah lubang.

Tetapi ada masalah dengan alasan ini.



Anda berpikir dalam tiga dimensi. Pantas. Tetapi semua permukaan yang digambarkan adalah permukaan bola, permukaan donat atau pelana, mereka adalah dua dimensi. Dan Anda mencari pusat di dimensi ketiga.

Tetapi ruang memiliki tiga dimensi. Semesta tidak berkembang sebagai permukaan dua dimensi bola karet yang mengembang, tetapi sebagai adonan tiga dimensi untuk roti (dalam oven dengan gravitasi nol), meluas dalam ketiga dimensi. Oleh karena itu, jika Semesta terbatas dan memiliki pusat, maka ia akan ditempatkan di ruang angkasa dengan sejumlah besar dimensi.



Di sebelah kiri, permukaan lingkaran adalah garis satu dimensi. Pusatnya terletak di bidang dua dimensi. Tetapi jika Anda hanya berjalan di sepanjang garis dan bertanya "di mana pusatnya", pertanyaan Anda tidak masuk akal.

Permukaan bola di sebelah kanan adalah dua dimensi. Dia memiliki pusat di tiga dimensi, tetapi jika Anda berjalan di permukaan, maka pertanyaan tentang pusat juga tidak masuk akal.

Dan inilah yang kita ketahui tentang ruang kita, ruang tiga dimensi.



Masuk akal bahwa itu adalah permukaan struktur tertentu dari ruang multidimensi, dan memiliki pusat. Tetapi kami tidak dapat menemukan pusat ini. Pertanyaan tentang pusat tidak masuk akal - seperti halnya pertanyaan tentang pusat lingkaran dalam hal poin pada lingkaran ini.

Karena itu, alam semesta tidak memiliki pusat.

Source: https://habr.com/ru/post/id380889/