Universet vårt begynte med Big Bang, men dette betyr ikke at vi har tegnet det riktig for oss selv. De fleste av oss ser for oss dette som en virkelig eksplosjon: når alt begynner med varmt og tett, og så avkjøles og avkjøles, mens individuelle fragmenter flyr lenger og lenger. Men dette er slett ikke sant. Derfor oppstår spørsmålet: har universet et senter? Er kosmisk bakgrunnsstråling virkelig den samme avstanden fra oss uansett hvor du ser? Tross alt, hvis universet ekspanderer, må vel denne utvidelsen ha startet et sted?
La oss tenke et øyeblikk på eksplosjonsfysikken og hvordan universet vårt ville sett ut hvis det startet med det.
De første stadiene av eksplosjonen under Trinity-atomprøven, 16 millisekunder etter eksplosjonen. Toppen av ildkulen er 200 meter høy. 16. juli 1945
Eksplosjonen starter på et tidspunkt og ekspanderer raskt utover. Det raskest bevegelige materialet kommer ut raskest og sprer seg derfor raskest. Jo lenger du er fra sentrum av eksplosjonen, jo mindre materiale vil fange deg. Energitettheten avtar når tiden går, men lengre fra eksplosjonen avtar den raskere, fordi energimaterialet er mer sjeldent i nærheten. Uansett hvor du er, vil du alltid kunne - hvis du ikke blir ødelagt - rekonstruere sentrum av eksplosjonen.
Universets storskala struktur endres over tid når små mangler vokser og danner de første stjernene og galakene, og deretter smelter sammen for å danne de store, moderne galaksene som vi ser i dag. Jo lenger du ser, jo yngre er universet.
Men dette er ikke universet vi ser. Universet ser det samme ut på store og små avstander: de samme tetthetene, de samme energiene, de samme galakser osv. Fjern objekter som beveger seg bort fra oss i høye hastigheter sammenfaller ikke i alder med objekter som er nærmere oss og beveger seg med lavere hastigheter; de virker yngre. Og med stor avstand blir objekter ikke mindre, men mer. Og hvis vi ser på hvordan alt i universet beveger seg, kan vi se at til tross for det vi ser titalls milliarder lysår unna, har vi rekonstruert sentrum akkurat der vi er.
Salgsfremmende video:
Laniakei Supercluster, markert med rødt for Melkeveien, representerer bare en milliarddel av volumet av det observerbare universet. Hvis universet begynte med en eksplosjon, ville Melkeveien være nøyaktig i sentrum
Betyr dette at vi, av alle billionene av galakser i universet, er i sentrum av Big Bang? Og at den opprinnelige "eksplosjonen" ble innstilt på den måten - med uregelmessige, inhomogene energitettheter, "referansepunkter" og en mystisk glød på 2,7 K - slik at vi var i sentrum? Hvor raus det ville være for universet å justere seg slik at vi er på dette utrolig urealistiske punktet i starten.
Under en eksplosjon i rommet vil det ytre materialet bli fjernet raskest, noe som betyr at det vil være den raskeste å demonstrere andre egenskaper ved å bevege seg bort fra sentrum, siden det vil miste energi og tetthet raskere
Men generell relativitet forteller oss at dette ikke er en eksplosjon, men en utvidelse. Universet begynte med en varm, tett tilstand og det var vevet som ekspanderte. Det er en misforståelse at det måtte starte fra ett punkt, men nei. Hele området hadde slike egenskaper - fylt med materie, energi osv. - og da gikk ganske enkelt universell tyngdekraft til handling.
Disse egenskapene var de samme overalt og overalt - tetthet, temperatur, antall galakser osv. Men hvis vi kunne se dette, ville vi finne bevis på et univers i utvikling. Siden Big Bang skjedde umiddelbart og overalt for en viss tid siden i et bestemt romområde, og denne regionen er alt vi kan se, hvis vi ser fra vårt synspunkt - ser vi et område i rommet som ikke er for forskjellig fra vår egen posisjon i fortiden. Det er vanskelig å forstå, men prøv det.
Å se tilbake på store kosmiske avstander er som å se tilbake i tid. Det har gått 13,8 milliarder år siden Big Bang der vi er nå, men Big Bang har også skjedd andre steder. Lett å reise i tid fra disse galaksene betyr at vi ser fjerne regioner som de var tidligere.
Galakser, hvis lys har nådd oss i en milliard år, er synlige for oss som for en milliard år siden; galaksene som ser ut for oss ti milliarder år senere ser ut som de var akkurat denne gangen siden. For 13,8 milliarder år siden var universet fullt av stråling, uansett, og da nøytrale atomer først dannet seg, gikk ikke denne strålingen noe sted, avkjølte seg og gikk gjennom rødskift på grunn av universets utvidelse. Det vi ser som den kosmiske mikrobølgebakgrunnen, er ikke bare ettergløden fra Big Bang, men den er synlig hvor som helst i universet.
Universet trenger ikke å ha et sentrum. Det vi kaller "regionen" av rommet der Big Bang fant sted, kan være uendelig. Hvis det er et senter, kan det bokstavelig talt være hvor som helst, og vi ville ikke vite om det, fordi vi ikke observerer nok av universet til å få fullstendig informasjon. Vi må se kanten, den grunnleggende anisotropien (når forskjellige retninger ser annerledes ut) i temperaturer og antall galakser, og universet vårt på de største skalaene virker det samme overalt og i alle retninger.
Det er ikke noe sted universet begynte å ekspandere fra, det er en tid da universet begynte å ekspandere. Dette er nøyaktig hva Big Bang var: staten som hele det observerbare universet passerte i et bestemt øyeblikk. Det er grunnen til å se i alle retninger og se tilbake i tid. Derfor er universet homogent i alle retninger. Det er grunnen til at vår historie med kosmisk evolusjon kan spores så langt observatoriene våre kan se.
Kanskje har universet en endelig form og størrelse, men hvis dette er tilfelle, er ikke denne informasjonen tilgjengelig for oss. En del av universet vi observerer er begrenset, og denne informasjonen er ikke inneholdt i det. Hvis du tenker på universet som en ballong, et brød eller noe annet på analogi, ikke glem at vi bare får tilgang til en bitteliten del av det virkelige universet. Alt vi ser er en liten del av det. Og om det er endelig eller uendelig, det slutter ikke å utvide og dekomprimere.
Universet ekspanderer ikke på noen måte; det blir bare mindre tett.
ILYA KHEL
