Visuma forma
Visuma formu nevar apspriest ar ikdienišķiem terminiem, jo visiem terminiem ir jābūt Einšteina relativitātes terminiem. Tāpēc Visuma ģeometrija nav parastā Eiklīda ģeometrija, kas raksturīga mūsu ikdienas dzīvei.
Saskaņā ar īpašo relativitātes teoriju nav iespējams pateikt, vai divi dažādi notikumi notiek vienlaikus, ja šie notikumi ir atdalīti telpā. Runāt par "Visuma formu (kādā laika brīdī)" ir naivi no īpašās relativitātes viedokļa. Vienlaicības relativitātes dēļ mēs nevaram runāt par dažādiem telpas punktiem kā par "vienlaicīgiem laika punktiem", nedz arī par "Visuma formu kādā laika punktā".
Astrofiziķi jautā, vai konkrēts Visuma modelis atbilst tam, kas ir zināms no novērojumiem un mērījumiem Visumā. Ja novērojamais Visums ir mazāks par visu Visumu (dažos modeļos tas ir par daudzām kārtām mazāks vai pat bezgalīgi mazs), tad novērojumi aprobežojas ar daļu no visa Visuma.
Apsvērumus par Visuma formu var sadalīt divās daļās:
- lokālā ģeometrija, kas īpaši attiecas uz Visuma izliekumu, jo īpaši novērojamajā Visumā, un
- globālā ģeometrija, kas attiecas uz Visuma topoloģiju kopumā, kuras mērīšana var nebūt iespējama.
Novērojamais Visums ir pamats, lai pārbaudītu jebkuru Visuma modeli. Tas ir sfērisks apjoms (bumba), kura centrā ir novērotājs, neatkarīgi no Visuma formas kopumā. Katrai vietai Visumā ir savs novērojamais Visums, kas var pārklāties vai nepārklāties ar Visumu, kura centrā ir Zeme.
Nesen veikto mērījumu rezultātā NASA ir paziņojusi: "Tagad mēs zinām, ka Visums ir plakans ar tikai 0,4 % kļūdu." Vienā no modeļiem, FLRW modelī, pašlaik populārākā Visuma forma, kas atbilst novērojumu datiem, ir bezgalīgi plakanais modelis. Ir arī citi modeļi, kas atbilst datiem.
93 miljardus gaismas gadu jeb 28 miljardus parseku lielā trīsdimensiju novērojamā Visuma vizualizācija. Mērogs ir tāds, ka sīkie graudiņi attēlo daudzu superkopu kopas. Jaunavas superkopa - Piena Ceļa mājvieta - ir iezīmēta centrā, bet ir pārāk maza, lai to varētu saskatīt attēlā.
Jautājumi un atbildes
J: Kāda ir Visuma forma saskaņā ar pašreizējiem novērojumiem?
A: Saskaņā ar jaunākajiem mērījumiem NASA ir paziņojusi, ka Visums ir plakans ar tikai 0,4 % kļūdu.
J: Kā īpašā relativitāte ietekmē mūsu izpratni par Visuma formu?
A: Vienlaicības relativitātes dēļ nav iespējams pateikt, vai divi dažādi notikumi notiek vienlaikus, ja šie notikumi ir atdalīti telpā. Tas nozīmē, ka mēs nevaram runāt par dažādiem punktiem telpā kā par "vienlaicīgi esošiem", nedz arī par "Visuma formu kādā laika punktā".
J: Kādu ģeometrijas veidu izmanto astrofiziķi, runājot par Visuma formu?
A: Astrofiziķi izmanto Einšteina relativitātes teoriju, apspriežot un pārbaudot modeļus, lai aprakstītu un prognozētu Visuma aspektus. Viņi ņem vērā arī lokālo ģeometriju, kas īpaši attiecas uz izliekumu, un globālo ģeometriju, kas attiecas uz topoloģiju.
Vai katra vieta Visumā ir daļa no novērojamā Visuma?
A: Jā, katrai vietai Visumā ir savs novērojams Visums, kas var pārklāties vai nepārklāties ar Visumu, kura centrs ir uz Zemes.
J: Ko nozīmē jēdziens "plakans", kad runa ir par modeli, kas apraksta/prognozē Visuma aspektus?
A: Vienā modelī, ko sauc par FLRW (Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker), "plakans" attiecas uz bezgalīgi plakanu modeli, kas vislabāk atbilst novērojumu datiem. Tas nozīmē, ka telpa šķiet viendabīga neatkarīgi no tā, kur skatās, un šajā konkrētajā modelī nav nekādu līkņu vai izliekumu.
Vai ir citi modeļi, kas atbilst novērojumu datiem, izņemot FLRW bezgalīgi plakano modeli?
A: Jā, bez FLRW bezgalīgi plakana modeļa ir arī citi modeļi, kas atbilst novērojumu datiem.
