Το έχετε σκεφτεί; – Τελικά ποιο είναι το σχήμα του σύμπαντος;

Σύμφωνα με τη θεωρία της Σχετικότητας του Αϊνστάιν, το Σύμπαν θα μπορούσε να πάρει μία από τις τρεις μορφές: επίπεδη σαν ένα κομμάτι χαρτί, στρόγγυλη σαν σφαίρα ή καμπύλη σαν σέλα.

Όταν οι αστρονόμοι μιλούν για το «σχήμα» του σύμπαντος, μιλούν για κάτι πιο συγκεκριμένο από το αν είναι σφαίρα ή κύβος, για παράδειγμα. Η θεωρία της Σχετικότητας αναφέρει τρία σχήματα όσον αφορά το Σύμπαν. Αυτά είναι τα «επίπεδο», «κλειστό» ή «ανοιχτό».

Είναι δύσκολο να οραματιστούμε αυτά τα σχήματα για το συγκεκριμένο θέμα, αλλά σκεφτείτε κάπως σαν ένα φύλλο χαρτιού (επίπεδο), μια σφαίρα (κλειστό) ή μια σέλα (ανοιχτό). Το σχήμα του σύμπαντος καθορίζει αν θα διαστέλλεται για πάντα (ή τελικά θα καταρρεύσει) και αν είναι άπειρο. Το ποιο σχήμα έχει εξαρτάται από τη συνολική πυκνότητα και το ρυθμό διαστολής του.

Ο πιο βολικός τρόπος προσδιορισμού του σχήματος του σύμπαντος είναι να χρησιμοποιήσετε τη λεγόμενη «μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου», ή CMB, μια λάμψη που γέμισε τα πάντα όταν το Σύμπαν έγινε ξαφνικά διαφανές 380.000 χρόνια μετά τη γέννησή του, κοινώς μετά το Big Bang. Χάρη στη διαστολή του Σύμπαντος, η λάμψη αυτή καλύπτει σήμερα ολόκληρο τον ουρανό στο φάσμα των μικροκυμάτων. Η δημιουργία των πρώτων αστεριών, η οποία σηματοδότησε το τέλος του «κοσμικού Μεσαίωνα», άφησε ίχνη σε αυτή την ακτινοβολία.

Το πραγματικό μέγεθος αυτών των θερμών ή ψυχρών σημείων στην ακτινοβολία, μπορεί να υπολογιστεί με ακρίβεια και στη συνέχεια να συγκριθεί με το μετρούμενο μέγεθός τους. Αυτό είναι σαν να κάνουμε μια τεράστια τριγωνομετρία και να αποκαλύπτουμε τη γεωμετρία του διαστήματος.

Τις τελευταίες δεκαετίες, οι αστρονόμοι έχουν μετρήσει τις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας στο CMB με μεγάλη ακρίβεια. Τα αποτελέσματα έδειξαν σε μεγάλο βαθμό ακρίβειας ότι η πυκνότητα του σύμπαντος είναι τέτοια, που διαστέλλεται προς κάθε κατεύθυνση, χωρίς καμία θετική ή αρνητική καμπυλότητα, με άλλα λόγια, το Σύμπαν είναι «επίπεδο». Αυτό το επίπεδο σύμπαν είναι ένα σημαντικό συστατικό του τυπικού κοσμολογικού μοντέλου.

Πρέπει να επισημανθεί ότι ένα επίπεδο σύμπαν δεν είναι καθολικά αποδεκτό. Μερικές μελέτες έχουν δείξει ότι άλλες μετρήσεις, όπως η ποσότητα του βαρυτικού φακού – πόσο παραμορφώνεται το CMB από τη βαρύτητα της ύλης στο πέρασμά του – είναι πιο συνεπείς με ένα κλειστό σύμπαν, δηλαδή ένα σύμπαν σε σχήμα σφαίρας.