Vores univers begyndte med Big Bang, men det betyder ikke, at vi har tegnet det korrekt for os selv. De fleste af os forestiller os dette som en rigtig eksplosion: når alt starter med varmt og tæt, og derefter køler og afkøles, mens individuelle fragmenter flyver længere og længere. Men dette er slet ikke sandt. Derfor opstår spørgsmålet: har universet et centrum? Er den kosmiske baggrundstråling virkelig den samme afstand fra os, uanset hvor du ser? Når alt kommer til alt, hvis universet ekspanderer, skal denne ekspansion måske være startet et sted?
Lad os tænke et øjeblik på eksplosionens fysik og hvordan vores univers ville være, hvis det startede med det.
De første faser af eksplosionen under Trinity-nukleare test, 16 millisekunder efter eksplosionen. Toppen af ildkuglen er i en højde af 200 meter. 16. juli 1945
Eksplosionen starter på et tidspunkt og ekspanderer hurtigt udad. Det hurtigst bevægende materiale kommer hurtigst ud og spreder sig derfor hurtigst. Jo længere du er fra eksplosionscentret, desto mindre materiale vil du indhente. Energitætheden falder, når tiden går, men længere fra eksplosionen falder den hurtigere, fordi energimaterialet er mere sjældent i nærheden. Uanset hvor du er, vil du altid være i stand til - hvis du ikke bliver ødelagt - at genopbygge eksplosionscentret.
Universets storskala struktur ændrer sig med tiden, når små mangler vokser og danner de første stjerner og galakser og derefter smelter sammen og danner de store, moderne galakser, som vi ser i dag. Jo længere du ser, jo yngre er universet.
Men dette er ikke det univers, vi ser. Universet ser det samme ud på store og små afstande: de samme tætheder, de samme energier, de samme galakser osv. Fjerne objekter, der bevæger sig væk fra os i høje hastigheder, falder ikke i alder med objekter, der er tættere på os og bevæger sig med lavere hastigheder; de synes yngre. Og i stor afstand bliver objekter ikke mindre, men mere. Og hvis vi ser på, hvordan alt i universet bevæger sig, kan vi se, at trods hvad vi ser titusinder af milliarder lysår væk, har vi rekonstrueret midten lige hvor vi er.
Salgsfremmende video:
Laniakei Supercluster, markeret med rødt for Mælkevejen, repræsenterer kun en milliarddel af volumenet af det observerbare univers. Hvis universet begyndte med en eksplosion, ville Mælkevejen være nøjagtigt i centrum
Betyder det, at vi af alle billioner af galakser i universet er i centrum af Big Bang? Og at den originale "eksplosion" blev afstemt på den måde - med uregelmæssige, inhomogene energitætheder, "referencepunkter" og en mystisk 2,7 K glød - så vi var i centrum? Hvor generøst det ville være for universet at justere sig selv, så vi er på dette utroligt urealistiske punkt i starten.
Under en eksplosion i rummet fjernes det ydre materiale hurtigst, hvilket betyder, at det vil være den hurtigste til at demonstrere andre egenskaber ved at bevæge sig væk fra centrum, da det mister energi og densitet hurtigere
Men generel relativitet fortæller os, at dette ikke er en eksplosion, men en ekspansion. Universet begyndte med en varm, tæt tilstand, og det var dets væv, der ekspanderede. Der er en misforståelse om, at det skulle starte fra et punkt, men nej. Hele området havde sådanne egenskaber - fyldt med stof, energi osv. - og så trådte blot universel tyngdekraft til handling.
Disse egenskaber var de samme overalt og overalt - densitet, temperatur, antal galakser osv. Men hvis vi kunne se dette, ville vi finde bevis for et univers i udvikling. Da Big Bang fandt sted straks og overalt for en bestemt tid siden i et bestemt område af rummet, og denne region er alt, hvad vi kan se, hvis vi ser ud fra vores synspunkt - ser vi et område i rummet, der ikke er for anderledes end vores egen position i fortiden. Det er svært at forstå, men prøv det.
At se tilbage på store kosmiske afstande er som at se tilbage i tiden. Det har været 13,8 milliarder år siden Big Bang, hvor vi nu er, men Big Bang er også forekommet andre steder. Let rejser i tid fra disse galakser betyder, at vi ser fjerne regioner, som de var tidligere.
Galakser, hvis lys har nået os i en milliard år, er synlige for os, som de var for en milliard år siden; galakserne, der vises for os ti milliarder år senere, ser ud som de var nøjagtigt for denne gang siden. For 13,8 milliarder år siden var universet fuldt af stråling, ligegyldigt, og da de første dannede neutrale atomer gik denne stråling ingen steder, afkøles og gik gennem rødskift på grund af universets udvidelse. Det, vi ser som den kosmiske mikrobølgebakgrund, er ikke kun efterglødet fra Big Bang, men det er synligt overalt i universet.
Universet behøver ikke at have et centrum. Det, vi kalder det "område" af rummet, hvor Big Bang fandt sted, kan være uendelig. Hvis der er et centrum, kan det være bogstaveligt talt hvor som helst, og vi ville ikke vide noget om det, fordi vi ikke observerer universet nok til at få komplet information. Vi bliver nødt til at se kanten, den grundlæggende anisotropi (når forskellige retninger ser anderledes ud) i temperaturerne og antallet af galakser, og vores univers i de største skalaer synes det samme overalt og i alle retninger.
Der er intet sted, hvorfra universet begyndte at ekspandere, der er en tid, hvor universet begyndte at ekspandere. Dette er nøjagtigt, hvad Big Bang var: den tilstand, som hele det observerbare univers passerede i et bestemt øjeblik. Det er grunden til at kigge i alle retninger ser tilbage i tiden. Derfor er universet homogent i alle retninger. Derfor kan vores historie om kosmisk udvikling spores så vidt vores observatorier kan se.
Måske har universet en endelig form og størrelse, men hvis dette er tilfældet, er denne information ikke tilgængelig for os. En del af det univers, vi observerer, er begrænset, og denne information er ikke indeholdt i det. Hvis du tænker på universet som en ballon, et brød eller noget andet analogt, så glem ikke, at vi kun kan få adgang til en lille del af det virkelige univers. Alt, hvad vi ser, er en lille del af det. Og uanset om det er endeligt eller uendeligt, stopper det ikke med at udvide sig og nedbrydes.
Universet udvides ikke på nogen måde; det bliver bare mindre tæt.
ILYA KHEL