În ce se extinde Universul?

Trebuie să recunoaşteţi că v-aţi gândit la următoarele întrebări: „Din moment ce astronomii ştiu că Universul se află în expansiune, în ce se extinde acesta? Ce se află în afara Universului?”. Chiar dacă aţi întrebat un astronom despre aceste probleme, probabil că răspunsurile primite nu v-au mulţumit. În continuare voi încerca să vă ofer un răspuns cât mai uşor de înţeles la aceste întrebări.

Răspunsul scurt este că aceste întrebări nu au sens, Universul nu se extinde în ceva anume, el se extinde şi atât.

Prin definiţie, Universul conţine tot ce există. Nu poate exista ceva în afara Universului. Dacă acceptăm ideea de a exista ceva în afara Universului nostru, nu putem vorbi decât despre alte Universuri. Ştiu că şi acest răspuns nu vă mulţumeşte, așa încât voi continua.

Indiferent dacă Universul este infinit de mare sau are o mărime finită, cu un volum limitat, el nu are nicio margine. Atunci când ne referim la Universul aflat în expansiune după evenimentul Big Bang, ne imaginăm de obicei o explozie, cu o degajare de materie ce provine dintr-un singur punct. Dar această analogie nu este corectă.

 

Expansiunea Universului după Big Bang. Credit: NASA/WMAP Science Team.

O analogie mai bună este aceea a suprafeţei unui balon ce se umflă. Dacă aţi fi o furnică ce se deplasează pe suprafaţa unui balon uriaş, iar balonul ar reprezenta tot Universul vostru, aţi putea crede că balonul este în esenţă plat sub picioarele voastre.

Imaginaţi-vă că balonul se umflă. În orice direcţie v-aţi uita orice altă furnică se va îndepărta de voi. Cu cât acestea se află mai departe de voi, cu atât se îndepărtează mai repede. Chiar dacă suprafaţa pe care vă deplasaţi vi se pare plană, dacă v-aţi deplasa în orice direcţie suficient de mult aţi reveni în punctul de plecare.

V-aţi putea imagina un cerc ce se măreşte şi probabil că v-aţi întreba în ce se extinde acesta. Aceasta este însă o întrebare fără sens. Nu există nicio altă direcţie în care să vă puteţi mișca pentru a putea ieşi în afara suprafeţei pe care vă deplasați. Creierul vostru de furnică nu poate înţelege un obiect cu 3 dimensiuni aflat în expansiune.

Ar putea exista un centru al balonului, dar nu există niciun centru al suprafeţei. Există doar o formă care se extinde în toate direcţiile şi care se înfăşoară în ea însăşi. Şi cu toate acesta, călătoria voastră în jurul balonului va dura tot mai mult pe măsură ce balonul devine tot mai mare.

Pentru a înţelege mai bine modul prin care această analogie poate fi aplicată în cazul Universului nostru, trebuie să mai adăugăm o dimensiune spaţială în exemplul de mai sus. Astfel, de la suprafaţa 2D ce face parte dintr-o lume 3D, trebuie să trecem la un volum 3D ce este încorporat într-un Univers 4D. Astronomii cred că dacă v-aţi deplasa suficient de mult în orice direcţie, v-aţi întoarce în locul de unde aţi plecat. Dacă aţi putea privi suficient de departe în spaţiu, aţi putea să vă vedeţi spatele capului.

Universul după 1,6 miliarde ani de la Big Bang. Credit: Paul Bode și Yue Shen

Pe măsură ce Universul se extinde, pentru a reveni în punctul de unde am plecat, călătoria noastră în jurul Universului va dura tot mai mult Nu există nicio direcţie în care să ne deplasăm pentru a ieşi în afara Universului. Chiar dacă ne-am deplasa mai repede decât lumina, nu am face altceva decât să revenim mai repede în punctul de plecare. De asemenea, vom vedea celelalte galaxii cum se îndepărtează de noi în toate direcţiile, aşa cum furnica din exemplul de mai sus putea vedea cum celelalte furnici se îndepărtau pe suprafaţa balonului.

Traducere şi adaptare după What is the Universe Expanding Into?