Oändlighet är ett matematiskt begrepp som hänvisar till en obegränsad kvantitet inom en storleksordning. Ur vår mänskliga synvinkel är det omöjligt att föreställa sig. Det pratas alltid om oändligt universum men det är något svårt att förstå. Varje gång vi svarar på en fråga om universum uppstår hundratals nya frågor. Är universum oändligt eller har det ett slut? Denna fråga, som blandar astronomi och filosofi, är utan tvekan vetenskapens nyckelfråga. Svaret på denna fråga, när det väl hittats, kommer att förändra allt. Det är oändligt och dess implikationer kommer att vara fantastiska och skrämmande på samma gång.
I den här artikeln ska vi berätta om det oändliga universum, de teorier som finns och mycket mer.
Är universum oändligt?
Alla aktuella bevis visar att universum inte har några gränser. Med andra ord, i princip är universum oändligt. Vi vet många saker om universum. Vi kommer att veta mer i framtiden. Men vi var, är och kommer att begränsas av en aspekt: ljusets hastighet. Som Einstein sa i sin allmänna relativitetsteori, Den enda konstanten i universum är ljusets hastighet, som är 300.000 XNUMX kilometer per sekund. Vi vet också att universum föddes i big bang för 13.800 miljarder år sedan, vilket var början på universums expansion ut ur rum-tidens singularitet. Sedan dess vet vi att det expanderar och gör så snabbt. Faktiskt, den expanderar med en hastighet av 70 kilometer per sekund för varje ytterligare 3,26 miljoner ljusår avstånd.
Men vad är problemet vi stöter på när vi försöker avgöra om universum har en gräns? Det vill säga när vi försöker avgöra om det är oändligt eller inte. Tja, vi är begränsade av hur lång tid ljus har att färdas sedan universum föddes.
Det längsta vi kan se i rymden är 13.800 miljarder ljusår. Väl, tekniskt sett 13.799.620.000 380.000 XNUMX XNUMX miljoner ljusår, för under universums första XNUMX XNUMX levnadsår, energin var så hög att atomer inte kunde bildas, så subatomära partiklar var fria, de bildades för att blockera fotoner. Sanningen är att ljus inte riktigt dök upp förrän 380.000 XNUMX år efter Big Bang.
Så det är vår gräns. Vi kan inte se bortom. Eftersom vi inte kan se längre har vi inget sätt att veta om universum verkligen har en kant eller omvänt, om det är oändligt. Så det enda sättet att avgöra om universum är evigt eller ändligt är att förlita sig på matematiska beräkningar och astronomiska förutsägelser.
Universums geometri och dess evighet
Ett av de viktigaste sätten att veta om universum är oändligt är att bestämma dess form. Det är en otroligt komplex uppgift, men matematiska mätningar och förutsägelser bestämmer att universum bara kan ha fyra möjliga geometrier: Euklidisk (platt), sfärisk, hyperbolisk (platt men böjd) eller toroidform (som en munk).
Det slutade med att vi övergav den öppna toroidformade, eftersom närvaron av två olika krökningar (längsgående och tvärgående) skulle få ljuset att färdas olika i rymden. Detta bryter mot den kosmologiska principen, som säger oss att universum är isotropiskt, det vill säga fysiska egenskaper beror inte på i vilken riktning de undersöks.
Så vi har tre möjliga former: plana, sfäriska eller hyperboliska. Den sfäriska hypotesen innebär att universum är stängt. Det vill säga, det är begränsat. Om universum är en sfär kan det inte vara oändligt. Antagandena om platta och hyperboliska former, eftersom båda antar ett öppet universum, antyder att universum är oändligt.
I denna mening berättar bestämningen av universums form om det är oändligt eller inte. Kan vi veta dess geometri? Ja, åtminstone ungefär. Analyserar den kosmiska mikrovågsbakgrunden. Detta är den strålning som blev över från Big Bang. De var de första ljusekon som visades i universum 380.000 XNUMX år efter hans födelse. Det är strålning som har färdats en lång sträcka för att nå oss.
Så det är denna kosmiska bakgrundsstrålning som känner effekterna av universums krökning (eller icke-krökning) mest. Om universum är platt är dess krökning 0. Om universum är sfäriskt är dess krökning positiv (större än 0) och om det är hyperboliskt är dess krökning negativ (mindre än 0). I det här fallet är det vi gör att beräkna förvrängningen som den kosmiska bakgrundsstrålningen har genomgått under sin resa från universums ursprung. Vi jämför uppskattningar av storleken på den kosmiska mikrovågsbakgrundsfläcken med storleken på den massa vi faktiskt ser. Om krökningen är positiv (sfärisk geometri) ser vi större fläckar än vad den matematiska modellen uppskattar.
Om krökningen är negativ (hyperbolisk geometri) ser vi att fläckarna är mindre än den matematiska modellens uppskattningar. Utan krökning (platt geometri) skulle vi se fläckar av samma storlek som uppskattas av den matematiska modellen.
Vad ser vi? Ingen distorsion. Eller åtminstone vår krökning är mycket nära 0. Universums geometri verkar vara platt. Om universum är platt betyder det att det är öppet. Om den är öppen är den oändlig. Dess till synes platta geometri, kombinerat med det faktum att mörk energi inte späds ut i rymden oavsett hur mycket universum expanderar, verkar antyda att universum verkligen är oändligt. Det har inga gränser. Du kommer att upptäcka nya galaxer och nya stjärnor varje gång du reser genom den. Du kommer aldrig att hitta gränsen eller återvända till samma plats. Universum är evigt.
Så är universum verkligen oändligt?
Även om studier av kosmisk geometri och mörk energi verkar tyda på att universum verkligen är oändligt, kan vi aldrig vara säkra. Detta beror i grunden på vi kan inte vara 100% säkra på att universum är platt.
Vi vet att den har en krökning på ungefär 0, men vi är inte helt säkra. Beräkningen kan inte vara helt exakt, så det kan finnas en liten positiv krökning som vi inte kan mäta (det spelar ingen större roll om den är negativ, eftersom den kommer att vara hyperbolisk och fortfarande oändlig).
Universum är platt eller något sfäriskt. Men om det var något sfäriskt skulle det redan betyda att universum skulle vara en sluten sfär, så detta skulle göra universum till en ändlig plats. Vi kanske aldrig kan exakt mäta dess krökning. Vi skulle bli helt blinda om vi inte visste om det verkligen började från noll. Denna lilla numeriska skillnad kommer att ta oss från begreppet ett oändligt universum till det om ett ändligt universum. För att inte tala om, vi vet fortfarande inte universums verkliga storlek. Vi är begränsade av de delar av universum som ljuset tillåter oss att se.
Jag hoppas att du med denna information kan lära dig mer om det oändliga universum och om det verkligen är det eller inte.
