Εάν έχετε ποτέ αναρωτηθεί πόσο μεγάλο είναι το σύμπαν, δεν είστε οι μόνοι. Οι αστρονόμοι το έχουν μελετήσει πολύ και δυσκολεύτηκαν να το υπολογίσουν. Τώρα μια εκτίμηση έχει πραγματοποιηθεί, και είναι υπερβολικά μεγάλο.
Το σύμπαν είναι τουλάχιστον 156 δισεκατομμύρια έτη φωτός φαρδύ.
Στη νέα μελέτη, οι ερευνητές εξέτασαν την αρχέγονη ακτινοβολία που είναι αποτυπωμένη στο σύμπαν. Μεταξύ των συμπερασμάτων τους είναι ότι είναι λίγο απίθανο να υπάρχει κάποια τρελή κοσμική «αίθουσα των κατόπτρων» που θα μπορούσε να προκαλέσει ένα αντικείμενο να είναι ορατό σε δύο τοποθεσίες. Και έχουν αποκλείσει την ιδέα ότι θα μπορούσαμε να φαινόμαστε βαθιά στο χώρο και το χρόνο και να βλέπαμε τον πλανήτη μας στα νιάτα του.
Ας δούμε γιατί το μέγεθος είναι ένας αριθμός που δεν έχετε ακούσει για αυτόν πριν.
Πραγματικό Τέντωμα
Το σύμπαν έχει ηλικία περίπου 13,7 δισεκατομμύρια έτη. Το φως που φτάνει σε μας από τους πρώτους γνωστούς γαλαξίες, έχει ταξιδέψει, ως εκ τούτου, για περισσότερα από 13 δισεκατομμύρια χρόνια. Έτσι θα μπορούσε κανείς να υποθέσει ότι η ακτίνα του σύμπαντος είναι 13,7 δισεκατομμύρια έτη φωτός και ότι η διάμετρος του είναι διπλάσιο από αυτό, δηλαδή 27,4 δισεκατομμύρια έτη φωτός φαρδύ.
Αλλά το σύμπαν έχει επεκταθεί από την αρχή του χρόνου, όταν οι θεωρητικοί πιστεύουν ότι όλα ξεπήδησαν από ένα απείρως πυκνό σημείο σε ένα Big Bang.
“Όλη η απόσταση που καλύφθηκε από το φως στο πρώιμο σύμπαν αυξήθηκε από την διαστολή του σύμπαντος”, εξηγεί ο Neil Cornish, ένας αστροφυσικός στο Πανεπιστήμιο Montana State. “Σκεφτείτε το σαν ένα σύνθετο μείγμα.”
Χρειάζεστε μια οπτική βοήθεια; Φανταστείτε το σύμπαν μόλις ένα εκατομμύριο χρόνια μετά τη γέννηση του. Μια ακτίνα φωτός που ταξιδεύει για ένα χρόνο, καλύπτει ένα έτος φωτός (που ισοδυναμεί με περίπου 9,5 τρισεκατομμύρια χιλιόμετρα). “Εκείνη την εποχή, το σύμπαν ήταν περίπου 1.000 φορές μικρότερο από ό,τι είναι σήμερα”, εξηγεί ο Cornish. “Κατά συνέπεια, το ένα έτος φωτός έχει πλέον τεντωθεί και έγινε 1.000 έτη φωτός.”
Όλα τα κομμάτια αθροίζουν έως και 78 δισεκατομμύρια έτη φωτός. Το φως δεν έχει ταξιδέψει τόσο πολύ, αλλά “το σημείο εκκίνησης ενός φωτονίου που μας φτάνει σήμερα μετά από ταξίδι 13,7 δισεκατομμυρίων ετών τώρα είναι 78 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά”, είπε ο Cornish. Αυτή είναι η ακτίνα του σύμπαντος, και το διπλάσιο – 156 δισεκατομμύρια έτη φωτός – είναι η διάμετρος. Αυτό βασίζεται σε μια θέα που φτάνει 90% πίσω στο χρόνο, έτσι μπορεί να είναι λίγο μεγαλύτερο.
“Μπορεί να θεωρηθεί ως μια σφαιρική διάμετρος με την συνηθισμένη έννοια” πρόσθεσε ο Cornish παρηγορητικώς.
(Μπορεί να έχετε ακούσει ότι το σύμπαν είναι σχεδόν σίγουρα επίπεδο, και όχι σφαιρικό. Η επιπεδότητα αναφέρεται στη γεωμετρία του ότι είναι “φυσιολογική”, όπως αυτό διδάσκεται στο σχολείο· δύο παράλληλες γραμμές δεν τέμνονται ποτέ.)
Η Αίθουσα των Κατόπτρων
Οι επιστήμονες μελέτησαν την κοσμική ακτινοβολία μικροκυμάτων, ή CMB, ακτινοβολία που εξαπέλυσε το σύμπαν περίπου 380.000 χρόνια μετά το Big Bang, όταν είχε επεκταθεί αρκετά ώστε να κρυώσει και να επιτρέψει να σχηματιστούν τα άτομα. Διαφορές θερμοκρασίας στην CMB άφησαν αποτύπωμά στον ουρανό που χρησιμοποιήθηκε για να αποκαλυφθεί η ηλικία του σύμπαντος και να επιβεβαιωθούν άλλες σημαντικές κοσμολογικές μετρήσεις.
Η CMB είναι σαν μια φωτογραφία του νεογέννητου σύμπαντος, πριν οποιαδήποτε αστέρια γεννηθούν.
Το επίκεντρο της εργασίας, η οποία δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Physical Review Letters, ήταν μια αναζήτηση των δεδομένων CMB για ζεύγη κύκλων που θα έκαναν το σύμπαν να μοιάζει με μια αίθουσα κατόπτρων, στην οποία πολλαπλά είδωλα του ίδιου αντικειμένου θα μπορούσαν να εμφανίζονται σε διαφορετικές θέσεις στο χωροχρόνο. Η αίθουσα των κατόπτρων θα μπορούσε να σημαίνει ότι το σύμπαν είναι πεπερασμένο αλλά μας ξεγελάει ώστε να πιστέψουμε ότι είναι άπειρο.
Σκεφτείτε το σαν ένα video game στο οποίο ένα αντικείμενο που εξαφανίζεται από τη δεξιά πλευρά της οθόνης εμφανίζεται ξανά στα αριστερά.
“Πριν από μερικά χρόνια δείξαμε ότι κάθε πεπερασμένο σύμπαν στο οποίο το φως είχε το χρόνο να «τυλιχθεί τριγύρω» καθώς από το Big Bang θα είχε το ίδιο μοτίβο της κοσμικής διακύμανσης της θερμοκρασίας των μικροκυμάτων υποβάθρου γύρω από τα ζεύγη των κύκλων”, εξηγεί ο Cornish. Έψαξαν για τα πιο πιθανά μοτίβα που θα μπορούσαν να είναι εμφανή στο χάρτη CMB που παράχθηκε από το Wilkinson Microwave Anisotropy Probe της NASA.
Δεν βρήκαν αυτά τα μοτίβα.
Μην κοιτάς πίσω
“Τα αποτελέσματά μας δεν αποκλείουν ένα φαινόμενο αίθουσας κατόπτρων, αλλά κάνουν την πιθανότητα πολύ μικρότερη”, είπε ο Cornish στο Space.com, προσθέτοντας ότι τα ευρήματα “δεν έχουν δείξει κάποια ένδειξη ότι το σύμπαν είναι πεπερασμένο, αλλά αυτό δεν αποδεικνύει ότι είναι άπειρο. ”
Τα αποτελέσματα αυτά καθιστούν αδύνατο ένα σχήμα «μπάλας ποδοσφαίρου» για το σύμπαν, όπως προτάθηκε από μια άλλη ομάδα. “Ωστόσο, εάν επρόκειτο να «φουσκώσουν» την μπάλα ποδοσφαίρου για να την μεγαλώσουν, θα μπορούσαν να αποφύγουν τα όρια μας” και να είναι ακόμα στη σφαίρα της δυνατότητας, είπε ο Cornish. Άλλα πολύπλοκα σχήματα δεν έχουν αποκλειστεί.
Τα ευρήματα εξαλείφουν κάθε πιθανότητα να δούμε τον αρχαίο εαυτό μας, εκτός αν ανακαλύψουμε το ταξίδι στο χρόνο.
“Εάν το σύμπαν ήταν πεπερασμένο και είχε μέγεθος περίπου 4 με 5 δισεκατομμύρια έτη φωτός, τότε το φως θα ήταν σε θέση να τυλιχθεί γύρω από το σύμπαν, και με ένα αρκετά μεγάλο τηλεσκόπιο θα μπορούσαμε να δούμε τη Γη λίγο μετά τη στερεοποίηση της και όταν πρωτοσχηματίστηκε η ζωή”, δήλωσε ο Cornish. “Δυστυχώς, τα αποτελέσματά μας αποκλείουν αυτή την δελεαστική δυνατότητα.”
δηλαδή το συμπαν διαστέλλεται πιο γρηγορα από το φως.