Tvar vesmíru
O tvare vesmíru sa nedá hovoriť bežnými termínmi, pretože všetky termíny musia byť v súlade s Einsteinovou teóriou relativity. Geometria vesmíru teda nie je bežnou euklidovskou geometriou nášho každodenného života.
Podľa špeciálnej teórie relativity nie je možné povedať, či dve rôzne udalosti nastali v rovnakom čase, ak sú tieto udalosti od seba priestorovo vzdialené. Hovoriť o "tvare vesmíru (v určitom časovom bode)" je z hľadiska špeciálnej teórie relativity naivné. Vzhľadom na relativitu simultánnosti nemôžeme hovoriť o rôznych bodoch v priestore ako o "tom istom bode v čase", a teda ani o "tvare vesmíru v určitom bode v čase".
Astrofyzici sa pýtajú, či je určitý model vesmíru v súlade s tým, čo je známe z pozorovaní a meraní vesmíru. Ak je pozorovateľný vesmír menší ako celý vesmír (v niektorých modeloch je o mnoho rádov menší alebo dokonca nekonečne malý), pozorovanie je obmedzené na časť celku.
Úvahy o tvare vesmíru možno rozdeliť na dve časti:
- lokálna geometria, ktorá sa týka najmä zakrivenia vesmíru, najmä v pozorovateľnom vesmíre, a
- globálna geometria, ktorá sa týka topológie vesmíru ako celku, ktorej meranie nemusí byť možné.
Pozorovateľný vesmír je základom pre testovanie akéhokoľvek modelu vesmíru. Je to guľový objem (guľa), ktorého stredom je pozorovateľ, bez ohľadu na tvar vesmíru ako celku. Každé miesto vo vesmíre má svoj vlastný pozorovateľný vesmír, ktorý sa môže, ale nemusí prekrývať s vesmírom sústredeným na Zemi.
Najnovšie merania viedli NASA k vyhláseniu: "Teraz vieme, že vesmír je plochý len s 0,4 % chybou." V rámci jedného modelu, modelu FLRW, je v súčasnosti najpopulárnejším tvarom vesmíru, o ktorom sa zistilo, že zodpovedá údajom z pozorovaní, nekonečne plochý model. Existujú aj iné modely, ktoré tiež vyhovujú údajom.
Vizualizácia trojrozmerného pozorovateľného vesmíru s dĺžkou 93 miliárd svetelných rokov - alebo 28 miliárd parsekov. Mierka je taká, že drobné zrnká predstavujú súbory veľkého počtu nadhviezd. Superkocka Panna - domov Mliečnej cesty - je vyznačená v strede, ale je príliš malá na to, aby ju bolo na obrázku vidieť.
Otázky a odpovede
Otázka: Aký je tvar vesmíru podľa súčasných pozorovaní?
Odpoveď: Podľa najnovších meraní NASA uviedla, že vesmír je plochý len s 0,4 % chybou.
Otázka: Ako špeciálna teória relativity ovplyvňuje naše chápanie tvaru vesmíru?
Odpoveď: Vzhľadom na relativitu simultánnosti nie je možné povedať, či dve rôzne udalosti nastali v rovnakom čase, ak sú tieto udalosti od seba v priestore oddelené. To znamená, že nemôžeme hovoriť o rôznych bodoch v priestore ako o bodoch, ktoré sa nachádzajú "v tom istom čase", a teda ani o "tvare vesmíru v určitom čase".
Otázka: Aký typ geometrie používajú astrofyzici, keď hovoria o tvare vesmíru?
Odpoveď: Astrofyzici používajú Einsteinovu teóriu relativity, keď diskutujú a testujú modely na opis a predpovedanie aspektov vesmíru. Uvažujú aj o lokálnej geometrii, ktorá sa týka najmä zakrivenia, a o globálnej geometrii, ktorá sa týka topológie.
Otázka: Je každé miesto vo vesmíre súčasťou pozorovateľného vesmíru?
Odpoveď: Áno, každé miesto vo vesmíre má svoj vlastný pozorovateľný vesmír, ktorý sa môže, ale nemusí prekrývať s vesmírom so stredom na Zemi.
Otázka: Čo sa rozumie pod pojmom "plochý", keď sa hovorí o modeli na opis/predpovedanie aspektov vesmíru?
Odpoveď: V rámci jedného modelu, ktorý sa nazýva FLRW (Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker), sa "plochý" vzťahuje na nekonečne plochý model, ktorý najlepšie zodpovedá údajom z pozorovaní. Znamená to, že priestor sa javí ako rovnomerný bez ohľadu na to, kam sa pozriete, a v rámci tohto konkrétneho modelu nie sú prítomné žiadne krivky alebo zákruty.
Otázka: Existujú okrem nekonečne plochého modelu FLRW aj iné modely, ktoré zodpovedajú údajom z pozorovaní?
Odpoveď: Áno, okrem nekonečne plochého modelu FLRW existujú aj iné modely, ktoré zodpovedajú údajom z pozorovaní.
