"Niestety, z równań teorii względności Einsteina nie da się wywnioskować niczego na temat topologii Wszechświata. Nie są one w stanie objaśnić, jak Wszechświat wygląda jako całość, mówią one tylko o zakrzywianiu się czasoprzestrzeni w obecności dużych skupisk materii" - zaznacza prof. Bajtlik z Centrum Astronomicznego PAN im. Mikołaja Kopernika. Geometrię Wszechświata próbowano opisywać na wiele sposobów.

W zależności do rodzaju krzywizny czasoprzestrzeni, różnie przedstawia się suma kątów rozpiętego w niej trójkąta. 180 stopni ma on tylko w idealnie płaskiej powierzchni. Na powierzchni kuli (krzywizna dodatnia) suma kątów jest większa niż 180 stopni, a na powierzchni np. siodła (prof. Bajtlik posłużył się do ilustracji tej powierzchni manekinem kobiety, któremu nalepiał na talii wycięty z papieru trójkąt) mniejsza od tej sumy.

Próby zmierzenia kątów odpowiednio wielkiego - rozpiętego w przestrzeni kosmicznej - trójkąta, przeprowadzone z użyciem sond kosmicznych wykazały, że przestrzeń ma własności płaskiej przestrzeni euklidesowej.

PŁASKI JAK KARTKA PAPIERU

Płaski, niczym kartka papieru rozszerzający się Wszechświat? Nie, to byłoby zbyt proste. Taki model Kosmosu nie do końca zgodny jest z obserwacjami - zwłaszcza wtedy, gdy przyjmie się do wiadomości fakt, że w 73 procentach wypełnia go ciemna materia o nieznanych zupełnie własnościach (prace Fritza Zwicky′ego, Romana Juszkiewicza i innych).

Tylko w sercu naszej Galaktyki zieje czarna dziura o wielkości 3 mln mas Słońca, a przecież obiektów tego typu jest odkrywanych we Wszechświecie coraz więcej.

Jak zakrzywiają one przestrzeń? Jak ich obecność wpływa na ogólną wartość średniej gęstości naszego Uniwersum? Jak zmieniało się tempo ekspansji Wszechświata? Jaki kształt przybierał on w czasach gdy był tysiąc razy mniejszy niż obecnie?

PŁASZCZYZNA NA DWUNASTOŚCIANIE

Pierwszym współczesnym badaczem, który zasugerował, że Wszechświat może mieć kształt bardziej egzotyczny niż rura, był Karl Schwarzschild (1873-1916). W roku 1900 pisał on, że Wszechświat może być płaszczyzną rozpiętą na bryle (dziś wiele wskazuje na to, że na dwunastościanie). Z uwagi na to, że światło mogłoby obiegać go z punktu do punktu różnymi drogami, jego poszczególne składowe - takie jak np. galaktyki - odbijałyby się w nim w nieskończonej ilości kopii. Nieco podobnie, choć w sposób bardziej skomplikowany, działoby się w przypadku, gdyby Wszechświat był torusem (dwuwymiarową powierzchnią geometryczną leżącą w przestrzeni trójwymiarowej) lub skomplikowaną, poskręcaną strukturą wielowymiarową.

Wszystkie te hipotezy można poddać weryfikacji - uważa prof. Bajtlik. Rozważając np. ideę dwunastościanu trzeba sprawdzić czy to, co niekiedy astronomowie obserwują na niebie jako różne obiekty - np. kwazary - nie jest przypadkiem tym samym obiektem, ale obserwowanym w różnym czasie jego istnienia.

"Rozstrzygnięcie tego problemu mogą przynieść sondy kosmiczne, które pokażą mapy nieba z precyzyjnym (dokładniejszym niż zrobiła to np. sonda COBE) rozkładem promieniowania reliktowego, pozostałego po Wielkim Wybuchu. Gdy zaobserwujemy na nich jakieś struktury przypominające +bliźniacze+ odbicia, będziemy wiedzieć więcej" - podkreśla naukowiec.

PAP - Nauka w Polsce, Waldemar Pławski

reo