Универзум је наизглед бескрајно море испуњено звездама, галаксијама и маглицама. У њему видимо обрасце и констелације који су кроз историју инспирисали приче. Али постоји један космички образац који још увек не разумемо. Питање које остаје без одговора: Какав је облик универзума? Мислили смо да знамо, али нова истраживања сугерирају другачије и могла би указати на кризу у космологији.
Многи рани астрономи сматрали су да је свемир сфера звезда, који окружује Сунчев систем и усредсређен на фиксну, непомичну Земљу. Али током векова астрономи су открили да је наше Сунце само једна од милијарди милијарди галаксије, а било је безброј галаксија разбацаних по милијардама светлосних година свемира. Питање облика креације дјеловало је као расправа. Звезде и галаксије постојале су у празном простору. Што може бити простор осим празног платна: равно, еуклидско и без структуре.
Тада је раних 1900-их Алберт Еинстеин развио своју теорију опште релативности. У њему простор није био празно платно. Може да се савија и растеже, увија и деформише на основу положаја и кретања масе у универзуму. Ове просторне деформације одбијају свјетлост и материју, узрокујући ефекат који називамо гравитацијом. Са релативношћу, простор би могао попримити различите облике. Тада је било могуће да свемир има свеукупни космички облик, баш као што је и Земља у целини округла.
Опћенито гледано, опћа релативност омогућила би универзуму један од три облика: равни, затворени или отворени.
Стан је начин на који размишљамо о простору у нашем свакодневном животу. То је еуклидски простор о којем учимо у школи. Равни простор се протеже равномерно у свим правцима, а две паралелне зраке века увек би остале паралелне.
Отворени простор се може замислити као седло. Савија се на такав начин да се одмиче док продужите према ван. Две зраке светлости, у почетку паралелне, постепено би се раширивале, окрећући се мало један од другог док пролазе кроз космос.
Затворени простор је углавном сферни. Зближава се како се шири, тако да би се паралелни снопови светлости на крају срели и прешли једно на друго, попут линија земљописне дужине.
Треба напоменути да се ниједно од ових не мора бавити чињеницом да се универзум у целини шири. Козмичко ширење значи да се тачке у простору шире временом. Облик универзума се бави обликом простора. Сферни балон се може проширити док се надувава, баш као што се равна гумена плоча може развући и остати равна. Дакле, наш свемир који се шири може бити раван, отворен или затворен.
Пошто на закривљеност простора утиче присуство масе, укупни облик универзума зависи од просечне густине материје у њему. У општој релативности ова вредност је дата параметром густине, који је однос посматране густине са „критичном густином“ потребном да би универзум био раван. Ако је параметар густине 1, онда је свемир раван. Ако је већи од 1, затвара се и отворен је ако је параметар густине мањи од 1. Мерења космичке густине доследно дају вредност 1. До граница посматрања, свемир је раван, као што дуго сумњамо .
Али постоји други начин за мерење облика космоса, а то је сагледавање привидне величине веома удаљених објеката. Све се то враћа понашању паралелних снопа светлости. У равном свемиру паралелне линије остају паралелне, тако да светлост која долази са две стране далеке галаксије допире до нас у правој линији. Њихови углови један према другом остају исти, па се галаксија појављује као његова истинска величина.
Ако је свемир отворен, паралелне линије се разилазе са даљином. Тако светлост из наше далеке галаксије постаје паралелнија како допире и до нас. То значи да ће се галаксија чинити мањом него што је. Ако је свемир затворен, долази до супротног савијања светлости и галаксија би се чинила већом него што јесте.
У новом раду објављеном у Природа, тим није гледао галаксије, већ флуктуације унутар Космичке микроталасне позадине (ЦМБ). Тхе ЦМБ је остатак светлости са великог праска, и то је најудаљеније светло које можемо видети у универзуму. Због тога је светлост највише под утицајем облика свемира. Обим флуктуација у ЦМБ се одређује количином тамне материје и тамне енергије у универзуму, коју познајемо, тако да знамо колико велике флуктуације би требале да се појаве. Када је тим анализирао ЦМБ Према подацима из свемирске летелице Планк, открили су да су флуктуације веће од очекиваних. То значи да је до 99% сигурности свемир затворен, а не раван.
Ово ново истраживање је у супротности са бројним претходним истраживањима која показују да је свемир раван. Можда постоји нека систематска грешка у Планцковим подацима због чега свемир изгледа закривљено, али ако је истраживање тачно, указује на јаз у нашем разумевању. За сада је облик свемира нејасан.
Извор: Планцк докази за затворени Универзум и могућу кризу космологије, Ди Валентино, Е., ет ал.
