Astrofizikas tikina, kad žmonės apie Visatą nesuvokia vieno dalyko

Tad natūraliai kyla klausimas: jei Visata plečiasi, į kur ji plečiasi? Į didesnę Visatą? Į nieką? Į kažką, kas primena neaiškų rūką? Kur yra mūsų kosminio muilo burbulo kraštas?

Na, tiesą sakant, mūsų Visata turi kraštą, jei sakydami „mūsų Visata“ turite omenyje matomą Visatą. Šviesos greitis ir yra greitis, o mūsų Visata egzistuoja jau labai seniai (apie 13,77 mlrd. metų), o tai reiškia, kad tik tiek Visatos mums atskleidžia šviesa, kuri įveikė tuos didžiulius kosminius atstumus. O kas gi yra už tų matomų ribų? Šis klausimas lengvas: tiesiog daug tokių dalykų, kaip galaktikos, juodosios bedugnės ir fantastiškų rūšių sūriai. Be abejonės, mеs niekada tų tolių nepasieksime, bet jie vis vien ten yra.

Žvelgdami iš savo perspektyvos manome, kad esame pačiame centre, o visos kitos galaktikos skrieja aplink mus. Tad taip mąstant mums natūraliai kyla klausimas apie kraštą, kuris turėtų būti. Bet, tarkim, atsidūrėme Andromedoje, mūsų artimiausioje kaimyninėje galaktikoje. Iš šio naujo taško mums vis vien atrodo, kad esame Visatos centre ir viskas skrieja nuo mūsų. O dabar atmeskime visas sveiko proto ribas ir įsivaizduokime, kad mes galime teleportuotis į pačią tolimiausią matomą galaktiką, pačiame mūsų matymo pakraštyje. Na, atspėkite? Taip, iš šios pozicijos mums ir vėl atrodo, kad esame Visatos centre, o visos kitos galaktikos – įskaitant tolimąją Paukščių tako – tolsta nuo mūsų.

Būtent tai ir turime omenyje sakydami „Visata plečiasi“. Kiekviena galaktika traukiasi nuo kiekvienos kitos galaktikos (žinoma, kai kurios jų susilieja, bet tai išimtys). Bet juk kažkokia riba turi būti, ar ne? Juk Visata nėra begalinė, ar ne? Taip? Na, ko gero, taip.

Nors Visata yra labai, labai, labai didelė, vis dėlto ji nėra begalinė. Bet tai vis vien nereiškia, kad ji turi kraštą.

Dar kartą įsivaizduokime, kad galime persikelti iš vienos galaktikos į kitą. Iš Paukščių tako Visata atrodo tarsi didžiulis muilo burbulas, vis augantis, o mes esame jo centre. Bet žvelgiant iš kitos galaktikos, šis burbulas atrodo visiškai kitoks, nes jo „centre“ yra visiškai kita galaktika... Tai, ką norėjome pavadinti mūsų galaktikos „centru“ ar „pakraščiu“, žvelgiant iš naujosios perspektyvos neturi jokios prasmės. Ir taip galima pasakyti „apsilankius“ kiekvienoje galaktikoje.

Dar kartą pakartosiu: pasakymas „besiplečianti Visata“ tereiškia, kad kiekviena galaktika juda tolyn nuo kiekvienos kitos galaktikos. Tik tiek! Jokio pakraščio. Jokio burbulo. Matematika paprasta: Visata su laiku didėja. Tik tiek.

Visi žinome analogiją, kuri naudojama apibūdinti besiplečiančiai Visatai: galaktikos yra tarsi skruzdėlės, ropojančios ant pripučiamo kamuolio. Mes visi esame tarsi razinos duonos kepale. Ir pripučiamas kamuolys didėja! Taip! Duonos kepalas irgi kyla orkaitėje! Erdvė plečiasi, ir galaktikos juda kartu su ja! Matote?

Šios analogijos išties atskleidžia svarbų dalyką: galaktikos neskrenda, neauga ir netolsta viena nuo kitos valso žingsniu. Plečiasi erdvė po jomis, o galaktikos plečiasi kartu.

Bet šios analogijos turi vieną didelį trūkumą. Mes visi įsivaizduojame besipučiantį kamuolį ar bekylantį duonos kepalą ir manome, kad jie plečiasi į kažką: į tuščią orą. Kamuolys turi apvalkalą. Duona – skanią, traškią plutą. Visi jie turi ribas, ir jie juda link kažko. Mūsų protas mus apgauna, tad negalime iki galo suvokti ir žavėtis tuo, kas vyksta.

Išgirdę palyginimą apie skruzdėles ant pripučiamo kamuolio, dauguma žmonių klausia: „Kodėl skruzdėlės?“ Aš nežinau, tiesiog susitaikykite su tuo. O tada žmonės sako: „A, mūsų Visatos centras yra štai čia, kamuolio centre.“ Čia jau aš neištveriu ir atskleidžiu šios analogijos ribas: mūsų visa Visata yra pripučiamo kamuolio paviršius. O kamuolio paviršius neturi centro. Kaip ir Žemės paviršius neturi centro. Ašigalius galėjome pažymėti kur tik panorėję.

Paplūdimio kamuolio analogijoje mūsų visa Visata yra dvimatis paviršius, ant kurio pilna idiotiškų skruzdėlių, kurios bando priropoti viena prie kitos, bet negali, nes kažkoks kvailys tą kamuolį vis pučia. Gerai, kaip ten bebūtų. Šis modelis yra dvimatis, bet savo vaizduotėje mes matome, kaip jis plečiasi į trečią išmatavimą, į kurį skruzdėlės negali patekti, nes jos nemoka šokinėti. Bet šis trečias išmatavimas suteikia kamuolio paviršiui „vietą“, kur jis gali plėstis. Bet mūsų tikroji Visata jau yra trimatė. Nors yra teorija, kuri teigia, kad gali būti ir daugiau išmatavimų, bet visi jie tokie maži, kad nesiskaito.

Tad ar yra ketvirtasis išmatavimas, suteikiantis „kažką“, į ką mūsų Visata gali plėstis?

Galbūt yra, o gal ir ne. Pasakyčiau taip: matematiškai galima įsivaizduoti ketvirtą išmatavimą, į kurį galėtų plėstis mūsų trimatė visata. Ir šiame papildomame išmatavime mes be abejonės turėtume „kraštą“, panašiai kaip galima nurodyti „kraštą“ ant dvimačio paplūdimio kamuolio.

Bet nebūtinai turi būti būtent taip.

Mums nebūtinas ketvirtas išmatavimas, į kurį įvyniotume savo Visatą. Mes galime išsamiai, nuosekliai, matematiškai paaiškinti, kaip mūsų Visata plečiasi, naudodami normalius, kasdienius tris išmatavimus, kuriuos žinome ir mylime. Tad tai reiškia, kad galime turėti besiplečiančią Visatą be jokio krašto ar dalyko, į ką ji galėtų plėstis.

Pripažįstu, man sunku suvokti šią koncepciją. Bet būtent čia ir slypi visas grožis, kaip paaiškinti Visatą pasitelkus matematiką: mes galime kurti koncepcijas, kurių mūsų smegenys pačios nesugeba suvokti!

Paulas Sutteris yra Ohajo valstijos universiteto astrofizikas ir vyriausiasis COSI mokslinio centro mokslininkas. Jis taip pat yra tinklalaidžių „Ask a Spaceman“ ir „RealSpace“ bei „YouTube“ laidų „Space In Your Face“ vedėjas.