Vesmír se podle dosavadních měření jeví jako téměř dokonale rovný. Tento závěr vychází především z pozorování kosmického mikrovlnného pozadí, tedy reliktního záření uvolněného v raném vesmíru v době, kdy se hmota ochladila natolik, že světlo mohlo začít volně putovat prostorem. Rovná geometrie ale není totéž co nekonečný prostor. Upozorňuje na to nový přehledový článek zveřejněný v časopise Nature Astronomy, který shrnuje možnosti zkoumání globální struktury vesmíru.
Geometrii prostoru lze odhadovat podle toho, jak se v něm šíří světlo a jak velké se nám jeví známé struktury v reliktním záření. V zakřiveném prostoru by se například úhlová velikost určitých změn teploty v kosmickém mikrovlnném pozadí lišila od předpovědí pro rovinný prostor. Dosavadní měření z družic Wilkinson Microwave Anisotropy Probe a Planck odpovídají prostoru, jehož zakřivení je velmi malé. Výsledek se často zjednodušuje tvrzením, že vesmír je plochý, přesnější je ale říci, že je plochý v rozsahu, který dokážeme pozorovat.
Rozdíl mezi pozorovatelným a celým vesmírem je zásadní. Pozorovatelný vesmír je oblast, z níž k nám od počátku kosmického vývoje stačilo dorazit světlo nebo jiná informace. Za touto hranicí může prostor pokračovat mnohem dál, aniž bychom jeho celkovou podobu mohli přímo změřit. I zakřivený vesmír by proto mohl v naší části působit téměř rovně, podobně jako malý úsek zemského povrchu vypadá rovný, přestože je součástí zakřivené planety.
Geometrie není totéž co topologie
Výzkumníci rozlišují také geometrii a topologii. Geometrie popisuje například zakřivení prostoru, zatímco topologie se zabývá tím, jak je prostor globálně propojený. Rovný prostor může být nekonečný, ale teoreticky také konečný a uzavřený sám do sebe. Zjednodušenou představou je herní prostor, v němž objekt po překročení jedné hranice vstoupí z opačné strany. V takovém prostoru by se některé směry vracely zpět, přestože by místní měření stále odpovídala eukleidovské geometrii.
Takové možnosti by mohly zanechat stopy v kosmickém mikrovlnném pozadí nebo v rozmístění galaxií. Astronomové hledají například dvojice shodných kruhových vzorů v reliktním záření, které by vznikly tehdy, kdyby k nám stejné světlo dorazilo více cestami. Zkoumají také neobvyklé korelace v rozložení teploty a hmoty. Dosavadní analýzy nepřinesly přesvědčivý důkaz netriviální topologie, současně však vyloučily jen některé modely, velikosti prostoru a polohy pozorovatele.
Přehled v Nature Astronomy proto nepředstavuje objev konkrétního tvaru vesmíru. Shrnuje, co lze vyčíst z dosavadních dat a jak by další měření mohla rozšířit možnosti hledání. Autoři upozorňují, že významné informace může přinést přesnější měření polarizace reliktního záření i průzkumy rozmístění galaxií a dalších struktur ve velkých vzdálenostech. Připravované projekty, mezi nimi například LiteBIRD a Taurus, mají zkoumání těchto slabých signálů zlepšit.
Současná pozorování tedy podporují obraz vesmíru s téměř nulovým měřitelným zakřivením, nikoli jednoznačnou odpověď na otázku, zda je nekonečný. Rozhodnutí mezi nekonečným prostorem a konečným prostorem, který se globálně uzavírá, může zůstat obtížné právě proto, že případné charakteristické rozměry vesmíru jsou větší než oblast dostupná našemu pozorování.
Zdroj: ScienceDaily
Tento článek byl vytvořen s pomocí umělé inteligence a redakčně zkontrolován.