Какая форма у Вселенной? Ученые ищут ответ

Что, если Вселенная — это не просто бесконечное пространство, а гигантская сфера или даже «бублик»? Международная команда ученых погружается в одну из величайших загадок науки — форму космоса, в котором мы живем. Используя математику, физику и новейшие технологии, они пытаются понять, как выглядит наша реальность на самом деле. Результаты их исследований могут перевернуть все наши представления о мире.

Международная команда ученых продолжает исследовать возможные формы Вселенной, и результаты этих работ показывают, что пространство может быть значительно сложнее, чем привычная нам трехмерная реальность. Об этом сообщает портал The Conversation, ссылаясь на последние исследования в области геометрической топологии и космологии.

Форма Вселенной остается одной из самых захватывающих загадок современной науки. Математики и физики объединяют усилия, применяя сложные методы геометрической топологии и анализа данных, чтобы понять, как на самом деле устроено пространство, в котором мы существуем. На протяжении десятилетий ученые пытаются ответить на вопрос: является ли наша Вселенная бесконечной равниной, замкнутой структурой или чем-то еще более необычным?

На первый взгляд пространство вокруг нас кажется бесконечным и трехмерным — с привычными длиной, шириной и высотой. Однако последние исследования предполагают, что Вселенная может иметь более сложную форму: например, напоминать гигантскую сферу, тор (то есть «бублик» в математическом смысле) или даже обладать экзотическими топологическими свойствами, которые трудно представить в повседневной жизни. Некоторые модели допускают, что пространство может быть «скручено» таким образом, что путешествие в одном направлении теоретически вернет вас в исходную точку — подобно игре с периодическими границами.

Исторически человечество уже сталкивалось с подобными заблуждениями: когда-то люди считали Землю плоской, а затем сферической, пока не выяснилось, что она слегка сплюснута у полюсов. Сегодняшнее восприятие Вселенной как бесконечного трехмерного пространства тоже может оказаться лишь приближением к реальности. Современная наука стремится определить, является ли пространство замкнутым (как поверхность сферы), бесконечным или даже «многократно связанным», где разные его части соединены неожиданными способами.

Одним из ключевых направлений исследований является гипотеза о дополнительных измерениях. Теория струн, популярная среди физиков-теоретиков, предполагает, что Вселенная может содержать до 10 или 11 измерений, включая три пространственных и одно временное, которые мы воспринимаем, а также скрытые «свернутые» измерения микроскопического масштаба. Если эта теория верна, форма Вселенной может напоминать сложную многомерную структуру — так называемую «калаби-яу многообразие», чьи свойства влияют на фундаментальные физические законы.

Для проверки этих гипотез ученые анализируют огромные объемы данных. Например, распределение галактик и их скоплений в космосе может дать подсказки о глобальной геометрии Вселенной. Особое внимание уделяется космическому микроволновому фону (CMB) — «эхо» Большого взрыва, которое сохраняет информацию о ранней Вселенной. Недавние измерения, проведенные с помощью телескопов, таких как Planck, показывают, что пространство на больших масштабах выглядит почти плоским, но небольшие отклонения в данных могут указывать на замкнутую или более сложную топологию. Например, в 2019 году группа исследователей предположила, что CMB демонстрирует признаки сферической Вселенной, хотя эта идея остается предметом споров.

Кроме того, ученые моделируют возможные структуры пространства с использованием суперкомпьютеров, исследуя, как гравитация, темная материя и темная энергия могли бы формировать его на протяжении миллиардов лет. Топологические исследования также углубляются в микромир: квантовая физика и эксперименты на Большом адронном коллайдере ищут следы дополнительных измерений, которые могли бы проявляться в поведении элементарных частиц.

Несмотря на значительные успехи, точная форма Вселенной остается неразрешенной тайной. Каждый новый эксперимент и теоретическая модель добавляют кусочки к этой головоломке, но окончательного ответа пока нет. Возможно, в будущем наблюдения за гравитационными волнами или более точные измерения CMB позволят ученым сделать решающий шаг вперед. Пока же человечество продолжает задаваться вопросом: на какой «поверхности» — будь то сфера, тор или нечто еще более причудливое — мы живем? И как понимание этой формы изменит наше представление о месте во Вселенной?