Hol van az univerzum közepe? - Az örökké táguló világegyetem rejtélye

Körülbelül egy évszázaddal ezelőtt a tudósok komoly dilemmával szembesültek, amikor megpróbálták összeegyeztetni Albert Einstein általános r...

Az UFO-kkal találkozó pilóták sugárzás okozta égésekről és téridő torzulásokról számoltak be az amerikai hadsereg volt különleges ügynöke szerint

Elméleti fekete lyukak, melyek kitörölhetik a múltat és összezavarhatják a jövőt

Mi van, ha az univerzumnak soha nem volt kezdete?

Körülbelül egy évszázaddal ezelőtt a tudósok komoly dilemmával szembesültek, amikor megpróbálták összeegyeztetni Albert Einstein általános relativitáselméletének látszólagos ellentmondásait. Az 1915-ben publikált, és a fizikusok valamint matematikusok körében már széles körben elfogadott elmélet azt feltételezte, hogy az univerzum statikus - változatlan, mozdulatlan és állandó.

Einstein úgy vélte, hogy az univerzum mérete és formája nagyjából ugyanaz, mint amilyen mindig is volt. Azonban a csillagászok, akik hatalmas távcsövekkel kémlelték az éjszakai eget és a távoli galaxisokat, olyan jeleket észleltek, amelyek arra utaltak, hogy az univerzum korántsem statikus, hanem éppen ellenkezőleg: tágul.

A tudósok hamarosan rájöttek, hogy Einstein elmélete valójában nem állítja, hogy az univerzumnak statikusnak kell lennie; az elmélet támogatni tudja a táguló univerzum gondolatát is. Valójában, Einstein matematikai eszközeit felhasználva a tudósok új modelleket hoztak létre, amelyek azt mutatták, hogy az univerzum dinamikus és folyamatosan változik.

A táguló univerzum gondolata elsőre ijesztő lehet. Az egyik legnagyobb kihívás az, hogy felül kell kerekednünk a természetes intuíciónkon, amely gyakran mást súg, mint amit a fizika valóságnak tart.

Mit jelent a "tágulás"?

Kezdjük azzal, hogy tisztázzuk, mit jelent a "tágulás" az univerzum kontextusában. A Földön az "expanzió" azt jelenti, hogy valami nagyobb lesz. Az univerzum esetében ez részben igaz, de nem teljesen. A tágulás azt is jelenti, hogy "minden egyre távolabb kerül tőlünk," ami szintén igaz az univerzumra. Ha egy távcsövet egy távoli galaxisra irányítunk, azt látjuk, hogy azok mind távolodnak tőlünk. Sőt, minél messzebb vannak, annál gyorsabban tűnik, hogy mozognak. Ezek a galaxisok egymástól is távolodni látszanak, így pontosabb azt mondani, hogy az univerzumban minden mindennel egyszerre távolodik.

Ez a gondolat finom, de kulcsfontosságú. Könnyű az univerzum keletkezését egy tűzijátékhoz hasonlítani: egy nagy bumm, majd az összes galaxis különböző irányokba repül ki valamilyen középpontból. Ez az analógia azonban téves. Nemcsak azt sugallja, hogy az univerzum tágulása egyetlen pontból indult, ami nem igaz, hanem azt is, hogy a galaxisok maguk mozognak, ami szintén nem teljesen pontos.

Valójában nem a galaxisok távolodnak egymástól - az univerzum szövetét alkotó tér tágul közöttük. Másképpen fogalmazva: nem a galaxisok mozognak az univerzumban, hanem maga az univerzum viszi őket egyre távolabb, ahogy tágul.

A lufi hasonlat

Egy gyakran használt analógia szerint képzeljünk el egy lufit, amelyre pontokat ragasztunk. Ahogy levegőt fújunk a lufiba, az kitágul, és a pontok távolabb kerülnek egymástól. Bár úgy tűnhet, hogy a pontok mozognak, valójában ott maradnak, ahol eredetileg voltak, és a köztük lévő távolság csak a lufi tágulása miatt nő. Gondoljunk a pontokra galaxisokként, a lufi felületére pedig az univerzum szöveteként, és máris közelebb kerülünk a valósághoz.

Ez az analógia azonban nem tökéletes. A lufi például elég kicsi ahhoz, hogy a kezünkben tartsuk, míg az univerzum mérhetetlenül hatalmas. Egy másik, finomabb hiba, hogy a lufinak két része van: a latex felülete és a levegővel teli belseje. Matematikailag a lufi felülete kétdimenziós - csak előre-hátra és jobbra-balra lehet mozogni rajta, fel vagy le nem, anélkül, hogy el ne hagynánk a felületet. A lufi belseje azonban háromdimenziós, így ott minden irányban szabadon mozoghatunk.

A probléma az, hogy az univerzumot a lufi latex felületéhez hasonlíthatjuk, nem a levegővel teli belsejéhez. A lufi belsejének "középpontja" a levegővel teli térben található, de az univerzumban nincs ilyen megfelelője. Így az univerzum középpontjának keresése olyan, mintha a lufi felületének középpontját keresnénk - egyszerűen nem létezik. Bármilyen irányban utazhatnánk a lufi felületén, soha nem találnánk olyan helyet, amit középpontnak nevezhetnénk, mert a felületen maradunk.

Hasonlóképpen, az univerzumban bármilyen irányban utazhatnánk, és soha nem találnánk középpontot, mert az univerzumnak egyszerűen nincs ilyen.

A negyedik dimenzió

Az analógiák megértéséhez fontos ismerni azok korlátait. Az univerzumot nem csupán térbeli dimenziókban kell elképzelnünk, hanem az idő dimenzióját is figyelembe kell vennünk. Az emberi agy hajlamos külön kezelni a teret és az időt, de az univerzumban ezek egyetlen szövetet alkotnak, amit "téridőnek" nevezünk. Ez az egységesítés megváltoztatja az univerzum működését az intuíciónkhoz képest.

Az univerzum négy dimenzióban létezik: három térbeli és egy időbeli dimenzió. Ezért nehéz elképzelni, hogy valami olyan hatalmas, mint az univerzum, hogyan tágulhat korlátlanul, és mi hajtja ezt a tágulást. A tudósok még mindig próbálják megfejteni, hogy mi lehet ennek a tágulásnak az energiája.

Az univerzum középpontja?

Amikor az univerzum középpontjáról kérdezünk, valójában az intuíciónk korlátaival szembesülünk. A válasz - hogy minden mindenhol egyszerre tágul - rávilágít arra, milyen különös és gyönyörű az univerzumunk. Az, hogy nincs középpont, nem csupán matematikai érdekesség, hanem annak bizonyítéka, hogy az univerzum nem illeszkedik a hétköznapi gondolkodásunk keretei közé.

Az általános relativitáselmélet és a táguló univerzum felfedezése forradalmasította a kozmológiát. Einstein elmélete, bár eredetileg statikus univerzumot feltételezett, rugalmasnak bizonyult, és lehetővé tette a tudósok számára, hogy új modelleket alkossanak, amelyek összhangban vannak a megfigyelésekkel. A táguló univerzum gondolata nemcsak tudományos, hanem filozófiai kérdéseket is felvet: Hol helyezkedünk el mi ebben a végtelenül változó kozmoszban? Hogyan formálja ez a tudás a világról alkotott képünket?

Az univerzum titkai továbbra is kihívást jelentenek a tudósok és a laikusok számára egyaránt. Ahogy egyre mélyebben merülünk a kozmosz rejtélyeibe, egyre inkább rádöbbenünk, hogy az univerzum nem csupán hatalmas, hanem végtelenül összetett és csodálatos is. A táguló univerzum nem csak a fizika, hanem az emberi kíváncsiság és képzelet határait is feszegeti. (1)

(1) - https://theconversation.com/where