Nó có một câu hỏi hợp lý để tự hỏi hình dạng của Vũ trụ là gì. Có phải là một hình cầu? Một hình xuyến? Nó mở hay đóng, hay bằng phẳng? Và dù sao thì tất cả có nghĩa là gì?
Vũ trụ. Nhờ vào quy luật vật lý nội tại của nó, các hằng số tự nhiên đã biết và những quả cầu lửa phun ra từ kim loại nặng được gọi là siêu tân tinh, chúng ta là những sinh vật nhỏ bé bị giữ chặt vào một quả cầu đá xoay tròn ở một góc không gian và thời gian.
Có phải nó có vẻ hơi thô lỗ khi không biết nhiều về chính Vũ trụ? Chẳng hạn, nếu chúng ta có thể nhìn nó từ bên ngoài, chúng ta sẽ thấy gì? Một màu đen bao la? Một biển bong bóng? Quả cầu tuyết? Chuột mê cung? Một viên bi trong tay của người ngoài hành tinh chiều lớn hơn hoặc một số bìa album prog rock khác?
Hóa ra, câu trả lời vừa đơn giản vừa lạ hơn tất cả những lựa chọn đó. Vũ trụ trông như thế nào là một câu hỏi mà chúng ta thích đoán là một loài và tạo nên tất cả các loại vô nghĩa.
Các văn bản Hindu mô tả Vũ trụ như một quả trứng vũ trụ, người Jain tin rằng nó có hình người. Stoics Hy Lạp đã nhìn thấy Vũ trụ như một hòn đảo duy nhất trôi nổi trong một khoảng trống vô tận khác, trong khi Aristotle tin rằng nó được tạo thành từ một loạt các quả cầu đồng tâm hữu hạn, hoặc có lẽ nó chỉ đơn giản là rùa rùa trên đường xuống.
Nhờ thiên tài toán học của Einstein, các nhà vũ trụ học thực sự có thể kiểm tra tính hợp lệ của các mô hình khác nhau mô tả hình dạng Vũ trụ, rùa, mê cung, và những thứ khác.
Có ba hương vị chính mà các nhà khoa học xem xét: cong tích cực, cong âm và phẳng. Chúng tôi biết nó tồn tại trong ít nhất bốn chiều, vì vậy bất kỳ hình dạng nào chúng tôi sắp mô tả đều giáp với hình học điên cuồng Lovecraftian, vì vậy hãy kích hoạt bàn tính điên rồ của bạn. Ừ! Ừ! Cthulhu ftagen.
Một vũ trụ cong tích cực sẽ trông giống như một quả cầu bốn chiều. Loại vũ trụ này sẽ là hữu hạn trong không gian, nhưng không có cạnh rõ rệt. Trên thực tế, hai hạt ở xa di chuyển theo hai đường thẳng sẽ thực sự giao nhau trước khi quay trở lại nơi chúng bắt đầu.
Bạn có thể thử điều này ở nhà. Lấy một quả bóng và vẽ một đường thẳng với một nét. Dòng của bạn cuối cùng đáp ứng điểm bắt đầu của nó. Một dòng thứ hai bắt đầu ở phía đối diện của khinh khí cầu sẽ làm điều tương tự, và nó sẽ vượt qua dòng đầu tiên của bạn trước khi gặp lại chính nó.
Loại vũ trụ này, dễ hình dung theo ba chiều - sẽ chỉ phát sinh nếu vũ trụ chứa một lượng năng lượng lớn nhất định.
Để được uốn cong tích cực, hoặc đóng lại, trước tiên Vũ trụ sẽ phải ngừng mở rộng - điều sẽ chỉ xảy ra nếu vũ trụ chứa đủ năng lượng để tạo ra lực hấp dẫn dẫn đầu. Các quan sát vũ trụ hiện nay cho thấy Vũ trụ nên mở rộng mãi mãi. Vì vậy, bây giờ, chúng tôi đã đưa ra kịch bản dễ hình dung.
Một vũ trụ cong tiêu cực sẽ trông giống như một cái yên bốn chiều. Mở, không có ranh giới trong không gian hoặc thời gian. Nó sẽ chứa quá ít năng lượng để ngừng mở rộng.
Ở đây hai hạt đi trên những con đường thẳng sẽ không bao giờ gặp nhau. Trong thực tế, chúng sẽ liên tục phân kỳ, càng ngày càng xa nhau khi thời gian vô tận cứ lặp đi lặp lại.
Nếu Vũ trụ được tìm thấy có chứa một lượng năng lượng quan trọng, đặc biệt của Goldilocks, mọc lên một cách nguy hiểm giữa các thái cực, sự giãn nở của nó sẽ dừng lại sau một khoảng thời gian vô hạn,
Loại vũ trụ này được gọi là vũ trụ phẳng. Các hạt trong vũ trụ phẳng tiếp tục trên con đường vui vẻ của chúng theo những con đường thẳng song song, không bao giờ gặp nhau, nhưng cũng không bao giờ phân kỳ.
Hình cầu, yên xe, mặt phẳng. Đó là những hình ảnh khá dễ dàng. Cũng có những lựa chọn khác - như một quả bóng đá, một chiếc bánh rán hoặc một cây kèn.
Một quả bóng đá trông giống như một vũ trụ hình cầu, nhưng một quả bóng có chữ ký rất đặc biệt - một loại gương được in trên nền vi sóng vũ trụ.
Bánh rán về mặt kỹ thuật là một vũ trụ phẳng, nhưng một vũ trụ được kết nối ở nhiều nơi. Một số nhà khoa học tin rằng các điểm ấm và mát lớn trong CMB thực sự có thể là bằng chứng cho loại cấu trúc liên kết ngon này.
Cuối cùng, chúng ta đến với cây kèn. Đây là một cách khác để hình dung một vũ trụ cong tiêu cực: như yên xe cuộn tròn thành một ống dài, với một đầu rất loe và một đầu rất hẹp. Ai đó ở cuối hẹp sẽ thấy vũ trụ của họ quá chật chội, nó chỉ có hai chiều. Trong khi đó, một người khác ở cuối ngọn lửa chỉ có thể đi xa đến mức trước khi họ thấy mình quay đầu một cách khó hiểu và bay theo cách khác.
Vậy đó là cái gì? Vũ trụ của chúng ta là một quả cam hay một chiếc bánh mì tròn? Có phải là Pringles? Một lát phô mai? Đồng thau hay củi? Các nhà khoa học vẫn chưa loại trừ những lời đề nghị kỳ quặc, tiêu cực hơn, chẳng hạn như yên xe hoặc kèn.
Những người ghét sẽ tranh luận rằng chúng ta sẽ không bao giờ biết hình dạng thực sự của Vũ trụ của chúng ta là gì. Những người đó không vui vẻ gì, và chỉ là những người cản trở. Nghiêm túc, hãy để chúng tôi giúp bạn có được những người bạn tốt hơn.
Dựa trên dữ liệu Planck gần đây nhất, được phát hành vào tháng 2 năm 2015, Vũ trụ của chúng ta rất có thể là Flat Flat. Vô hạn hữu hạn, không cong dù chỉ một chút, với một lượng năng lượng chính xác, quan trọng được cung cấp bởi vật chất tối và năng lượng tối.
Tôi biết điều này có một chút khó hiểu, và uốn khúc ngay sát biên giới của thời gian ngủ trưa, nhưng ở đây, những gì tôi nói với hy vọng bạn sẽ bỏ đi tất cả những điều này.
Thật đáng kinh ngạc khi không chỉ chúng ta có thể đoán được vũ trụ đáng kinh ngạc của chúng ta trông như thế nào, mà còn có những người thông minh làm việc không mệt mỏi để giúp chúng ta tìm ra điều đó. Nó là một trong những điều khiến tôi vui nhất khi nói chuyện mỗi tuần về không gian và thiên văn học. Tôi chỉ có thể chờ đợi để xem những gì tiếp theo.
Vậy bạn nghĩ như thế nào? Là một vũ trụ phẳng quá nhàm chán cho sở thích của bạn? Bạn muốn vũ trụ trở thành hình dạng nào, với nhiều lựa chọn?
Cảm ơn đã xem! Không bao giờ bỏ lỡ một tập bằng cách nhấp vào đăng ký.
Cộng đồng Patreon của chúng tôi là lý do những chương trình này xảy ra. Chúng tôi muốn cảm ơn Fred Manzella, Todd Sanders và các thành viên còn lại đã hỗ trợ chúng tôi trong việc tạo ra không gian tuyệt vời và nội dung thiên văn. Các thành viên được tiếp cận trước với các tập phim, phần mở rộng, các cuộc thi và các shenanigans khác với Jay, bản thân tôi và các thành viên còn lại trong đội.
Bạn muốn tham gia vào hành động? Bấm vào đây.
Podcast (âm thanh): Tải xuống (Thời lượng: 6:29 - 5,9 MB)
Theo dõi: Apple Podcasts | Android | RSS
Podcast (video): Tải xuống (Thời lượng: 6:52 - 81,2 MB)
Theo dõi: Apple Podcasts | Android | RSS
