Chodź, przyznaj się, miałeś to pytanie. Dajemy ci tę samą niezadowalającą odpowiedź, ale naprawdę ją wyjaśniamy, więc twoje niezadowolenie już cię nie prześladuje.
Krótka odpowiedź brzmi: to nonsensowne pytanie, Wszechświat nie rozszerza się w nic, tylko się rozszerza.
Definicja Wszechświata jest taka, że zawiera on wszystko. Gdyby coś znajdowało się poza Wszechświatem, również byłoby częścią Wszechświata. Poza tym? Wciąż Wszechświat. Po tej stronie? Także więcej Wszechświata. Wszechświat do samego końca. Ale wiem, że odpowiedź będzie dla ciebie niezadowalająca, więc teraz mam zamiar złamać ci mózg.
Albo Wszechświat jest nieskończony, trwa wiecznie, albo jest skończony, z ograniczoną objętością. W obu przypadkach Wszechświat nie ma krawędzi. Kiedy wyobrażamy sobie, że Wszechświat rozszerza się po Wielkim Wybuchu, wyobrażamy sobie eksplozję z rozpryskiem materii dochodzącym z jednego punktu. Ale ta analogia nie jest dokładna.
Lepszą analogią jest powierzchnia rozszerzającego się balonu. Nie trójwymiarowy balon, tylko jego dwuwymiarowa powierzchnia. Gdybyś był mrówką pełzającą po powierzchni ogromnego balonu, a balon był całym twoim wszechświatem, zobaczyłbyś balon jako zasadniczo płaski pod stopami.
Wyobraź sobie, że balon się pompuje. W każdym kierunku, w którym patrzysz, inne mrówki oddalają się od ciebie. Im dalej są, tym szybciej się poruszają. Chociaż wydaje się, że jest to płaska powierzchnia, idź wystarczająco długo w dowolnym kierunku, a wrócisz do punktu początkowego.
Możesz sobie wyobrazić rosnący krąg i zastanawiać się, do czego się rozwija. Ale to nonsensowne pytanie. Nie ma żadnego kierunku, w którym można by się czołgać, który wyprowadziłby cię poza powierzchnię. Twój dwuwymiarowy mózg mrówki nie może zrozumieć rozszerzającego się trójwymiarowego obiektu. Balon może mieć środek, ale nie ma środka na powierzchni. Po prostu kształt, który rozciąga się we wszystkich kierunkach i otacza się sobą. A jednak Twoja podróż, aby pokonać jedno okrążenie balonu, trwa coraz dłużej, ponieważ balon jest coraz bardziej napompowany.
Aby lepiej zrozumieć, jak odnosi się to do naszego Wszechświata, musimy przeskalować rzeczy o jeden wymiar, od 2-wymiarowej powierzchni osadzonej w trójwymiarowym świecie, do 3-wymiarowej objętości osadzonej w 4-wymiarowym wszechświecie. Astronomowie uważają, że jeśli podróżujesz w dowolnym kierunku wystarczająco daleko, wrócisz do pozycji wyjściowej. Gdybyś mógł wpatrywać się wystarczająco daleko w kosmos, spojrzałbyś na tył własnej głowy.
I tak, jak wszechświat się rozszerza, zajęłoby ci coraz więcej czasu, aby okrążyć wszechświat i powrócić do pozycji wyjściowej. Ale nie ma żadnego kierunku, w którym mógłbyś podróżować, który zabrałby cię na zewnątrz lub „poza” Wszechświat. Nawet jeśli potrafisz poruszać się szybciej niż prędkość światła, po prostu szybciej powrócisz do pozycji wyjściowej. Widzimy inne galaktyki oddalające się od nas we wszystkich kierunkach, tak jak nasza mrówka widziałaby inne mrówki oddalające się na powierzchni balonu.
Świetna analogia pochodzi od mojego współprowadzącego Astronomy Cast, dr Pameli Gay. Zamiast wybuchu, wyobraź sobie, że rozszerzający się Wszechświat jest jak bochenek chleba rodzynkowego rosnący w piekarniku. Z perspektywy każdej rodzynki wszystkie inne rodzynki oddalają się we wszystkich kierunkach. Ale w przeciwieństwie do bochenka chleba z rodzynkami, możesz podróżować w chlebie w jednym kierunku i ostatecznie wrócić do wyjściowej rodzynki.
Pamiętaj, że całe nasze rozumienie opiera się na 3 wymiarach. Gdybyśmy byli stworzeniami czterowymiarowymi, miałoby to znacznie więcej sensu. W celu uzyskania głębszego wyjaśnienia gorąco polecam obserwowanie mojego dobrego przyjaciela, Obcego Zogga, wyjaśniającego, że Wszechświat nie ma przewagi. Po obejrzeniu jego filmów powinieneś całkowicie zrozumieć możliwe topologie naszego Wszechświata.
Mam nadzieję, że to pomoże ci zrozumieć, dlaczego nie ma odpowiedzi na „w co rozszerza się Wszechświat?” Bez krawędzi nie rozwija się w nic, tylko się rozwija.
Możesz także posłuchać naszego odcinka podcastu, który wyjaśnia to tutaj -
Czym jest wszechświat rozszerzający się w - Pokaż notatki i transkrypcję
Lub subskrybuj: astronomycast.com/podcast.xml
Podcast (audio): Pobierz (Czas trwania: 4:35 - 4,2 MB)
Subskrybuj: podcasty Apple | Android | RSS
Podcast (wideo): Pobierz (84,5 MB)
Subskrybuj: podcasty Apple | Android | RSS
