Ai tempi in cui la gente pensava che la terra fosse piatta, era eresia presumere che un lungo viaggio in linea retta alla fine ti avrebbe riportato al punto di partenza. Ma è vero: cammina, vola, nuota per 40.000 chilometri in una direzione e tornerai da dove sei partito. E poi ti chiedi: è possibile fare lo stesso trucco nello spazio? Se prendi un razzo che può volare abbastanza velocemente e abbastanza a lungo senza entrare in collisione con stelle o galassie lontane, puoi finire per tornare al punto di partenza?
A prima vista, questo può sembrare folle, ma in realtà non lo è. Potresti pensare che l'universo sia infinito e vada avanti per sempre in tutte le direzioni, ma abbiamo le prove che la forma e le dimensioni dell'universo sono abbastanza finite. Innanzitutto, sono passati solo 13,8 miliardi di anni dal Big Bang, e possiamo osservare il volume di spazio che la luce ha visitato in 13,8 miliardi di anni, evidenziando ogni punto visitato. In secondo luogo, ci sono centinaia di miliardi di galassie che erano più giovani in passato, e più andiamo avanti nel passato, più questo diventa pronunciato. Potrebbe essere che una (o più) di queste galassie sia la versione giovanile della Via Lattea in cui siamo cresciuti? Infine, proprio come la Terra ha due dimensioni in cui possiamo muoverci su di essa (da nord a sud e da ovest a est, ma non dall'alto verso il basso),l'Universo può essere una struttura multidimensionale (ipersfera o ipertor), in cui molte dimensioni sono chiuse e limitate, attorcigliate in se stesse?
In tal caso, se camminassi in linea retta abbastanza a lungo, alla fine torneresti al punto di partenza. E se tu fossi immortale, potresti un giorno essere in grado di vedere la parte posteriore della tua testa solo guardando per un po 'di tempo, poiché i tuoi occhi alla fine vedranno la luce riflessa dalla tua parte posteriore della testa. Bene, se l'universo è davvero, come lo sappiamo con certezza?
Per fare questo, dobbiamo guardare l'Universo alla sua scala più grande e trovare luoghi in cui ha le stesse proprietà in tutte le direzioni. Un universo finito e vorticoso significherebbe che le stesse strutture appaiono più e più volte. Mentre la maggior parte dell'universo sarà difficile da definire come vorticoso, poiché la velocità della luce limitata significa che vedremo gli stessi oggetti in diverse fasi della loro evoluzione (come la Via Lattea più giovane), ci saranno sempre oggetti che si troveranno allo stesso stadio di evoluzione in diversi posti. La struttura su larga scala dell'Universo non mostra tali strutture, ma abbiamo un posto ancora migliore in cui guardare: lo sfondo cosmico a microonde.
Le fluttuazioni del bagliore del Big Bang hanno schemi ripetitivi molto specifici, ma mostrano anche una distribuzione casuale di questi schemi. Sono stati sviluppati molti algoritmi per cercare segnali ripetitivi non casuali nelle correlazioni delle fluttuazioni in diverse parti del cielo. Se l'universo fosse finito e contorto - se parti di esso si ripetessero altrove - si rifletterebbe nel fondo cosmico a microonde.
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Ma l'assenza di strutture ripetute osservate non significa che l'universo non abbia questo tipo di topologia. Ciò significa che se l'Universo si ripete, rappresentando un'ipersuperficie chiusa, e possiamo teoricamente finire nello stesso punto, muovendoci in linea retta abbastanza lunga, ma questo sarà evidente su scale più grandi della parte che osserviamo. E dato che siamo limitati dalla distanza percorsa dalla luce in 13,8 miliardi di anni, uno scenario del genere è del tutto possibile.
Ma c'è una cosa.
Non importa quanto siamo tecnicamente avanzati, un giorno in futuro, finché saremo limitati dalla velocità della luce, non sapremo mai se l'universo si comporta effettivamente in questo modo. Grazie all'energia oscura e all'espansione accelerata dell'universo, è fisicamente impossibile raggiungere il confine anche dell'attuale universo osservabile; possiamo andare in questo modo al massimo per un terzo. Se l'universo non si ripete su scale inferiori a 15 miliardi di anni luce di diametro moderno, non torneremo mai al punto da cui siamo partiti, muovendoci in linea retta.
Ma questo non significa che l'Universo non possa essere chiuso, finito e trasformarsi in un'ipersfera. Ciò significa che l'espansione dell'Universo - espansione accelerata - ci proibisce di "circumnavigare il globo" nell'Universo. A causa di una combinazione di fattori come:
- l'età finale dell'Universo;
- la velocità finale della luce;
- espansione dell'Universo;
- e la presenza di energia oscura, potremmo non sapere mai se il nostro universo è infinito o no, e qual è la sua vera topologia.
Tutto ciò che possiamo vedere è la parte a nostra disposizione che ci permette di porre limiti alla possibile topologia dell'universo. Per quanto ne sappiamo, è piatto, non ripetitivo e forse, ma non necessariamente, infinito. Forse, col passare del tempo, quando l'Universo si aprirà sempre di più a noi, le nostre misurazioni della curvatura diventeranno più accurate e ci riveleranno una nuova verità. Nonostante il fatto che siamo gravemente limitati nella nostra capacità di osservazione, potrebbero esserci opportunità nuove, ancora sconosciute, per l'orizzonte cosmico.
ILYA KHEL
