Vårt universum började med Big Bang, men det betyder inte att vi har ritat det rätt för oss själva. De flesta av oss föreställer oss detta som en verklig explosion: när allt börjar med varmt och tätt, och sedan svalnar och svalnar, medan enskilda fragment flyger längre och längre. Men detta är inte sant. Därför uppstår frågan: Har universum ett centrum? Är den kosmiska bakgrundsstrålningen verkligen samma avstånd från oss var du än ser? Trots allt, om universum expanderar, måste denna expansion ha börjat någonstans?
Låt oss tänka ett ögonblick på explosionens fysik och hur vårt universum skulle vara om det började med det.
De första stadierna av explosionen under Trinity-kärnprovet, 16 millisekunder efter explosionen. Övre delen av eldbollet är 200 meter hög. 16 juli 1945
Explosionen börjar vid en punkt och expanderar snabbt utåt. Det snabbast rörliga materialet kommer ut snabbast och sprider sig därför snabbast. Ju längre du är från explosionens centrum, desto mindre material kommer du upp. Energitätheten minskar när tiden går, men längre från explosionen minskar den snabbare, eftersom energimaterialet är mer sällsynt i närheten. Oavsett var du är kommer du alltid kunna - om du inte förstörs - rekonstruera explosionens centrum.
Universumets storskaliga struktur förändras över tiden när små defekter växer och bildar de första stjärnorna och galaxerna och sedan smälter samman för att bilda de stora, moderna galaxerna som vi ser idag. Ju längre du tittar, desto yngre är universum.
Men detta är inte universum som vi ser. Universumet ser samma ut på stora och små avstånd: samma tätheter, samma energier, samma galaxer, etc. Avlägsna föremål som rör sig bort från oss med hög hastighet sammanfaller inte i ålder med föremål som är närmare oss och rör sig med lägre hastigheter; de verkar yngre. Och på stort avstånd blir föremål inte mindre, utan mer. Och om vi tittar på hur allt i universum rör sig, kan vi se att trots det vi ser tiotals miljarder ljusår bort har vi rekonstruerat mitten precis där vi är.
Kampanjvideo:
Laniakei Supercluster, markerad med rött för mjölkvägens position, representerar endast en miljarddel av volymen av det observerbara universum. Om universum började med en explosion, skulle Vintergatan vara exakt i mitten
Betyder det att vi, av alla biljoner galaxer i universum, är i mitten av Big Bang? Och att den ursprungliga "explosionen" var inställd på så sätt - med oregelbundna, inhomogena energitätheter, "referenspunkter" och en mystisk 2,7 K-glöd - så att vi var i dess centrum? Hur generöst det skulle vara för universum att anpassa sig så att vi är vid denna otroligt orealistiska punkt i början.
Under en explosion i rymden kommer det yttre materialet att tas bort snabbast, vilket innebär att det är det snabbaste att visa andra egenskaper, flytta bort från centrum, eftersom det kommer att förlora energi och densitet snabbare
Men den allmänna relativiteten berättar för oss att detta inte är en explosion utan en expansion. Universum började med ett hett, tätt tillstånd och det var dess vävnad som expanderade. Det finns en missuppfattning att det var tvungen att börja från en punkt, men nej. Hela området hade sådana egenskaper - fyllda med materia, energi etc. - och sedan gick helt enkelt universell tyngdkraft in i handling.
Dessa egenskaper var desamma överallt och överallt - densitet, temperatur, antal galaxer, etc. Men om vi kunde se detta, skulle vi hitta bevis på ett universum i utveckling. Eftersom Big Bang inträffade omedelbart och överallt för en viss tid sedan i en viss rymdregion, och denna region är allt vi kan se, om vi ser utifrån vår synvinkel - ser vi ett område i rymden som inte skiljer sig från vår egen position tidigare. Det är svårt att förstå, men prova det.
Att titta tillbaka på stora kosmiska avstånd är som att titta tillbaka i tiden. Det har gått 13,8 miljarder år sedan Big Bang där vi befinner oss nu, men Big Bang har också inträffat någon annanstans. Lätt resande i tid från dessa galaxer betyder att vi ser avlägsna regioner som de var tidigare.
Galaxer, vars ljus har nått oss i en miljard år, är synliga för oss som de var för en miljard år sedan; galaxerna som verkar för oss tio miljarder år senare ser ut som de var exakt den här gången sedan. För 13,8 miljarder år sedan var universum fullt av strålning, ingen roll, och när neutrala atomer först bildades, gick denna strålning inte någonstans, kyldes ner och gick genom röd skift på grund av universums expansion. Det vi ser som den kosmiska mikrovågsbakgrunden är inte bara eftergloben av Big Bang, utan den syns från var som helst i universum.
Universum behöver inte ha ett centrum. Det vi kallar "regionen" i rymden där Big Bang ägde rum kan vara oändlighet. Om det finns ett centrum kan det bokstavligen vara var som helst, och vi skulle inte veta om det, eftersom vi inte observerar tillräckligt med universum för att få fullständig information. Vi måste se kanten, den grundläggande anisotropin (när olika riktningar ser annorlunda ut) i temperaturerna och antalet galaxer, och vårt universum på de största skalorna verkar vara samma överallt och i alla riktningar.
Det finns ingen plats från vilken universum började expandera, det finns en tid då universum började expandera. Detta är exakt vad Big Bang var: tillståndet i vilket hela det observerbara universum passerade vid ett visst ögonblick. Det är därför man tittar i alla riktningar och ser tillbaka i tiden. Det är därför universum är homogent i alla riktningar. Det är därför vår historia om kosmisk utveckling kan spåras så långt som våra observatorier kan se.
Kanske har universum en ändlig form och storlek, men om detta är så är denna information inte tillgänglig för oss. En del av universumet vi observerar är begränsade, och denna information finns inte i den. Om du tänker på universum som en ballong, ett bröd eller annat i analogi, glöm inte att vi bara kan komma åt en liten del av det verkliga universum. Allt vi ser är en liten del av det. Oavsett om det är begränsat eller oändligt slutar det inte att expandera och sönderdelas.
Universum expanderar inte på något sätt; det blir bara mindre tätt.
ILYA KHEL
