У шта се свемир шири? - Сајан Сајини (Sajan Saini)

Погледајте целу лекцију на: https://ed.ted.com/lessons/what-is-the-universe-expanding-into-sajan-saini

Универзум је настао у Великом праску пре скоро четрнаест милијарди година и отада се шири. Али, како се универзум шири и у шта? Сајан Сајини објашњава постојеће теорије везане за Велики прасак и шта то постоји изван нашег универзума, ако уопште нечег има.

Лекцију припремио: Сајан Сајини, режија: Вуден Плејн Продакшн (Wooden Plane Productions)

Универзум је започео
свој космички живот у Великом праску

пре скоро четрнаест милијарди година

и од тада се шири.

Али, у шта се то шири?

То је компликовано питање.

Ево и због чега:

Ајнштајнова једначина
опште теорије релативности

описује простор и време

као међусобно повезани
материјал за универзум.

Ово значи да оно што знамо
као простор и време

постоји само као део универзума,
а не и изван њега.

Када се свакодневни предмети шире,

заузимају све више простора.

Али, ако не постоји простор
да се шире у њему,

шта ширење уопште значи?

Године 1929. су нам астрономске
опсервације Едвина Хабла

дале дефинитивни одговор.

Његово истраживање ноћног неба
открило је да се све удаљене галаксије

повлаче или удаљавају од Земље.

Штавише, што је галаксија удаљенија,
утолико се брже повлачи.

Како да ово протумачимо?

Узмите за пример векну хлеба
са сувим грожђем која се шири у рерни.

Тесто расте једнако

између сваког појединачног зрна грожђа.

Ако суво грожђе посматрамо као галаксије,

а тесто као простор између зрна,

можемо да замислимо да ће растезање
или ширење интергалактичког простора

учинити да се галаксије
удаљавају једне од других,

и у случају сваке галаксије
ће се њени удаљени суседи

удаљавати више од оних који су јој близу

у истом временском периоду.

Наравно, једначина
теорије релативности предвиђа

космичко натезање
између гравитације и ширења.

Тек у тамном ништавилу између галаксија
ширење односи победу,

а простор се развлачи.

Дакле, ето нашег одговора.

Универзум се шири у себе.

С тим у вези, космолози
померају границе математичких модела

да би спекулисали да ли нешто,
ако било шта уопште,

постоји изван нашег простора и времена.

Ово нису луде претпоставке,

већ хипотезе које се баве недостацима
у научној теорији Великог праска.

Велики прасак предвиђа да се материја
једнако распоређује у свемиру,

као проређен гас,

али како су онда
настале галаксије и звезде?

Модел инфлације описује кратак период

невероватно брзог ширења

које повезује квантне флуктуације
у енергији раног универзума

са формирањем гомила гаса који је на крају
довео до стварања галаксија.

Ако прихватимо ову парадигму,

то би могло да значи и да наш универзум
представља једно подручје

у већој космичкој реалности

која пролази кроз бескрајно,
бесконачно ширење.

Не знамо ништа о овој
спекулативној реалности ширења,

осим математичких предвиђања

да његово бесконачно ширење
можда покреће нестабилно квантно стање.

У многим локалним подручјима, међутим,

енергија се може случајно зауставити
у стабилном стању,

заустављајући ширење
и стварајући универзуме налик на балон.

Сваки овај универзум налик на балон,
а наш је један међу њима,

био би дефинисан сопственим
Великим праском и законима физике.

Наш универзум би био део
већег мултиверзума,

у ком фантастична стопа
бескрајног ширења чини немогућим

наш сусрет са оближњим универзумом.

Велики прасак такође предвиђа
да се у раном врелом универзуму

наше основне силе могу
ујединити у једну суперсилу.

Математичке теорије струна
предлажу описе овог уједињења,

поред основне структуре
субатомских кваркова и електрона.

У овим предложеним моделима,

струне које вибрирају
су градивне јединице универзума.

Конкурентни модели за струне
су сада консолидовани у јединствени опис

и предлажу да ове структуре
могу да остваре интеракцију

са масивним површинама
из виших димензија под називом бране.

Наш се унивезум можда налази
унутар једне такве бране,

док лебди у непознатом месту
виших димензија,

шеретски названом „гомила“
или хиперсвемир.

Друге бране које садрже
другачије типове универзума

могу упоредо да постоје у хиперсвемиру,

а њихове оближње бране могу
чак и да деле одређене основне силе,

као што је гравитација.

Вечно ширење и бране описују мултиверзум,

али док су универзуми
који се вечно шире изоловани,

бране-универзуми могу да се сударе.

Одјек таквог судара се може појавити
у космичкој микроталасној гравитацији,

мешавини радијације у читавом универзуму,

што је остатак из раног периода
Великог праска.

До сада, међутим, нисмо открили
такав космички одјек.

Неки сумњају да ове различите
хипотезе о мултиверзуму

можда могу да се на крају сједине
у заједнички опис

или да их замени нешто друго.

Како ствари сада стоје,

оне су спекулативна истраживања
математичких модела.

Иако ове моделе инспиришу и покрећу
бројни научни експерименти,

постоји тек неколико
објективних експеримената

којима се директно могу испитати.

До појаве следећег Едвина Хабла,

научницима ће вероватно
остати њихове расправе

о елеганцији својих конкурентских модела

и наставиће да маштају
о томе шта се, ако се уопште било шта,

налази иза нашег универзума.