С тех пор как Альберт Эйнштейн показал, что пространство и время можно сгибать, деформировать и растягивать, как старый матрас в дешевом мотеле, космологи изучают и размышляют, на какую форму еды больше всего похожа наша Вселенная.
Может быть, она похожа на бесконечную череду "Принглс"? Если не обращать внимания на галактические пепперони и неравномерность темной материи, то это может быть идеально плоская пицца. Возможно, она больше похожа на острую фрикадельку.
Или же она может быть похожа на пончик, образующий замкнутую петлю в нескольких измерениях. Международная команда космологов, недавно объединившаяся в группу COMPACT Collaboration, проанализировала свечение, оставшееся после Большого взрыва, и пришла к выводу, что ничто не отрицает такого космического пейзажа, по крайней мере, если он закручен в правильном направлении.
Поскольку "изогнутый космический пончик" не является (пока) реальным математическим термином, исследователи используют термин 3-torus, чтобы описать умопомрачительную возможность того, что мы тыкаем в затылок стержнем длиной в десятки миллиардов световых лет в любом направлении.
Это действительно так. С другой стороны, есть вероятность, что вместо зеркал наша Вселенная похожа на гигантскую карнавальную ярмарку, где пространство-время изгибается во всех направлениях, и если хорошенько присмотреться, то можно увидеть собственный задний карман.
Это увлекательная возможность, к которой возвращались на протяжении многих лет, и не только потому, что физики предвзято относятся к изысканным десертам. Экзотические формы в больших масштабах могут привести нас к физике того, как наша Вселенная возникла из семени "чего-то". Нечто.
Около 13,8 миллиарда лет назад все, что мы можем видеть (и, соответственно, все, что мы не можем видеть), было сжато в невероятно маленькое пространство, которое наука пока не в состоянии описать.
Что можно объяснить, так это момент, когда пространство растянулось, а материя в нем охладилась. В какой-то момент пространство расширилось настолько, что часть электромагнитного излучения вырвалась из плотных скоплений электронов и затвердевших ядер.
С тех пор небольшой части свободных фотонов удалось избежать столкновения, и расширяющееся пространство радостно гудит, растягивая свет в длинный холодный шар микроволнового излучения.
Это низкоэнергетическое "свечение" известно как космическое микроволновое фоновое излучение (CMB). Отслеживая тонкие изменения в яркости этого микроволнового излучения, мы можем получить приблизительное представление о том, какими были ранние моменты расширения. Хотя это полезно для некоторых моделей, другие теории остаются открытыми, поскольку масштаб и рисунок карты сильно зависят от того, как формировалось пространство.
Предположим, мы живем внутри гигантской пиццы. Все эти флуктуации должны точно отражать один и тот же масштаб. Существует Вселенная Прингла. Свет может быть изогнут, поэтому рябь меньше, чем кажется. Фрикадельки. Свет можно взорвать.
Или если это пончик. Вселенная может быть топологически сплюснута, как пицца, только повторяющиеся паттерны указывают на явления, которые открывают радикально новые горизонты в поисках понимания происхождения всего сущего.
К сожалению, в реликтовом излучении до сих пор нет явных признаков таких замкнутых пространственно-временных петель. Прежде чем вы воскликнете: "Дело закрыто, где мой галактический чесночный хлеб!": члены коллаборации COMPACT настаивают на том, что не стоит так торопиться. В своей первой работе команда утверждает, что некоторые экзотические формы Вселенной, основанные на более искаженном 3-торе, все еще совместимы с реликтовым излучением.
Обычные "пончики" сталкиваются с проблемами на определенных масштабах, но мы не можем так просто исключить версии тора, которые искажают свет таким образом, что картина искажается, но корреляция сохраняется.
Обнаружение таких корреляций может открыть экзотические особенности общей формы нашей Вселенной.
Comments