Ce se află dincolo de marginea Universului observabil?

Oamenii de ştiinţă cred că Universul a apărut în urmă cu aproximativ 13,8 miliarde de ani datorită evenimentului Big Bang. Din acel moment Universul se află în expansiune. După Big Bang, Universul s-a răcit şi inflația cosmică a încetinit, dar ulterior viteza de expansiune a Universului a crescut în mod constant datorită influenței energiei întunecate.

Cosmologii estimează că cei mai vechi fotoni pe care îi putem observa au parcurs o distanță de 45…47 miliarde de ani-lumină de la Big Bang. Asta înseamnă că Universul nostru observabil are o mărime de aproximativ 93 de miliarde de ani-lumină. Dincolo de ceea ce putem observa, există însă o parte a Universului despre care nu ştim nimic deoarece radiaţia electromagnetică emisă din acea regiune a Universului nu a avut timp să ajungă la noi.

Dincolo de Hubble Ultra Deep Field mai există galaxii pe care nu le putem vedea.

Dacă vă întrebaţi cum poate avea Universul o mărime de 93 miliarde de ani-lumină şi o vârstă de doar 13,8 miliarde ani, trebuie să vă reamintiţi că, în conformitate cu teoria relativității restrânse a lui Einstein, obiectele cosmice care sunt apropiate între ele nu se pot deplasa mai repede decât viteza luminii, unele în raport cu altele. Cu toate acestea, pentru obiectele extrem de îndepărtate unele de altele, mai ales atunci când spațiul dintre ele se extinde, este posibilă depăşirea vitezei luminii. Aceasta nu înseamnă că acele obiecte se deplasează mai repede decât viteza luminii, ci doar că prin extinderea spațiului dintre ele, acestea se îndepărtează unele de altele cu viteze neobișnuite.

Conform teoriei inflației cosmice, mărimea întregul Univers ar fi de 250 de ori mai mare decât mărimea Universului observabil. Cu toate acestea, mărimea întregului Univers este necunoscută, iar Universul ar putea fi infinit.

În consecinţă, ce s-ar putea afla în afara Universului observabil? Există câteva teorii care încearcă să răspundă la această întrebare.

Astronomii cred că în afara Universului observabil există un spaţiu infinit în care obiectele cosmice ar fi distribuite ca şi în spaţiul din Universul observabil. De asemenea, se presupune că acolo Universul arată similar celui din apropierea noastră, cel puţin statistic vorbind. În fond, această ipoteză pare logică. Nu are sens ca Universul de acolo să fie diferit faţă de ceea ce vedem în jurul nostru. Mai mult, cine îşi poate imagina un Univers finit a cărui margine să fie un perete imens din cărămidă?

Pe de altă parte, dacă Universul ar fi finit atunci acesta ar avea o curbură pozitivă și ar fi un Univers închis, dar fără margine. Din ceea ce cunoaștem pănă în prezent, Universul este plat, spațiul se extinde la infinit în toate direcțiile.

O altă teorie se referă la un fenomen misterios denumit „flux întunecat” (în engleză „dark flow”) care a fost identificat cu ajutorul satelitului WMAP. Pe baza datelor cu privire la radiația cosmică de fond, astronomii au realizat harta Universului aşa cum arăta acesta după 380.000 de mii de ani după Big-Bang.

„Fluxul întunecat” este reprezentat de mişcarea unor clustere galactice care par sa fie atrase gravitaţional de către unele structuri aflate dincolo de orizontul cosmic care, în mod obişnuit, marchează limita Universului observabil. Credit: DarkFlow model

Astfel, în anul 2008 astronomii au observat o mişcare foarte ciudată și neașteptată a unor clustere galactice care se deplasează în aceeași direcție cu o viteză mai mare de 600 km/s. O posibilă explicaţie a acestui fenomen ar fi influenţa gravitaţională pe care unele structuri masive din afara Universului observabil o exercită asupra obiectelor cosmice din Universul observabil. Despre natura acelor structuri din afara Universului observabil putem doar presupune că ar fi acumulări uriașe de materie și energie sau deformări ciudate ale spațiului-timp datorate acţiunii unor forțe gravitaționale din alte universuri.

Exemple de clustere galactice pe baza cărora s-a descoperit fenomenul de „flux întunecat”. Credit: NASA

O altă teorie este cea a multiversului. În cadrul acesteia Universul în care trăim este doar unul dintr-un număr imens de universuri posibile. Acestea pot fi asemănătoare cu cel în care trăim sau foarte diferite de acesta.

Se crede că acestea interacţionează între ele şi că gravitaţia se scurge dintr-un univers paralel în altul. În acest fel se încearcă explicarea faptului că în Universul nostru forța gravitațională este mult mai slabă în raport cu forța electromagnetică sau cu celelalte forțe fundamentale. De asemenea, se crede că atunci când două universuri paralele se ciocnesc se poate produce un eveniment de tip Big-Bang care a dus la apariţia Universului în care trăim.

Anumiţi oameni de ştiinţă cred că Universul nostru este doar o bulă dintr-un multivers. Credit: Flickr-Steve Jurvetson, C.C.

Adevărul este că nimeni nu ştie ce se află dincolo de Universul observabil. Putem spera ca tehnologia viitorului să ne permită depăşirea limitelor actuale de observaţie şi, de asemenea, putem încerca să aflăm mai multe lucruri despre Univers pe baza legilor fizice care stau la baza acestuia.

In pofida mărimii sale, Universul poate fi cunoscut, iar acest lucru este într-adevăr uimitor.