Universul este finit sau infinit?

În trecut s-a crezut că Universul este infinit în timp şi spaţiu sau că acesta are o mărime finită, dar timpul a început la nașterea Universului. Ulterior, problema dacă Universul a avut sau nu un început a fost trecută în domeniul metafizicii sau al teologiei. Datorită capacităților tehnologice limitate ale epocile anterioare, oamenii de ştiinţă au descris Universul pe baza a ceea ce au putut observa la acea vreme, folosind teoria că Universul a existat dintotdeauna sau teoria că acesta a apărut la un moment dat în trecut (indiferent de mecanismul care a dus la formarea sa).

Credit: Dailygalaxy

În prezent știm că această dezbatere este mult mai complexă decât ne-am imaginat vreodată. Într-un Univers infinit și static, expansiunea accelerată a Cosmosului, care a fost provocată de energia întunecată, este lipsită de sens. Un Univers static și neschimbat nu se poate extinde.

Atunci când Sir Isaac Newton a început să studieze stelele, predicția lui a fost că acestea se atrag printr-o forță invizibilă. Ulterior Newton a dedus că forţa de atracţie dintre obiectele cosmice depinde de masa acestora şi de distanţa dintre ele. În teoria sa asupra gravitaţiei, stelele ar trebui să se atragă reciproc într-un mod similar atracţiei dintre magneți. Cu toate acestea, aparent, stelele îndepărtate îşi păstrează o poziție statică și ele par nemișcate. Mai mult, dacă stelele se atrag reciproc, nu înseamnă că Universul se va prăbuşi într-un punct central?

Acest lucru l-a contrariat pe Newton, care în loc să-şi modifice teoria (aşa cum fac majoritatea cosmologilor moderni), a presupus că Universul este infinit, având un număr infinit de stele care sunt distribuite în mod uniform. Stelele nu se vor prăbuşi împreună dacă nu există un punct central spre care să cadă, astfel încât această ipoteză părea să rezolve enigma privind aspectul neschimbat al bolţii cereşti.

Într-un Univers infinit, fiecare punct poate fi considerat centrul Universului, iar această teorie prevede că fiecărui punct de pe bolta cerească i-ar corespunde un număr infinit de stele de fiecare parte a sa. Conform legii atracţiei universale a lui Newton, rezultă că, în medie, stelele se vor prăbuşi la fel de repede într-un Univers infinit ca şi într-un Univers finit, deoarece forţa care ar acţiona asupra unui obiect ar fi, de asemenea, infinită. Acum știm că este imposibil să avem un model static al unui Univers infinit în care gravitația este întotdeauna o forță de atracție a materiei.

Un filozof german pe nume Heinrich Olbers a fost unul dintre primii oameni care au reuşit să argumenteze cu succes că într-un Univers infinit, dar static, fiecare punct al bolţii cereşti ar trebui să strălucească la fel ca suprafața unei stele. Acesta este paradoxul lui Olbers. Singura modalitate de a evita această concluzie (că cerul nopţii ar trebui să fie la fel de luminos ca și suprafața Soarelui) ar fi să se presupună că stelele nu au strălucit dintotdeauna, ci doar dintr-un anumit moment din trecutul îndepărtat. În acest caz, s-ar putea ca lumina de la cele mai îndepărtate stele să nu fi ajuns încă la noi. Acest lucru susţinea ipoteza că Universul nu este static, acesta fiind în expansiune.

Cu toate acestea, abia când Edwin Hubble a observat că galaxiile se îndepărtează de noi cu viteze ameţitoare, problema originii Universului a putut fi dezbătută prin știință. Observațiile lui Hubble au sugerat că a existat un moment în care Universul a fost infinit de mic și infinit de dens. Dacă au existat evenimente care s-au produs mai devreme de acest moment, atunci  acele evenimente nu ar fi afectat evoluţia viitoare a Universului. S-a considerat că existența unor Universuri „anterioare” poate fi ignorată, deoarece acestea nu ar fi provocat consecințe observaționale în prezent.

S-ar putea spune că timpul a avut un început, în sensul că mai devreme de evenimentul Big Bang timpul nu exista. Într-un Univers neschimbat, nu există necesitatea fizică a unui început. Dar, într-un Univers în schimbare un început în timp reprezintă o cerinţă impusă de unele cauze externe, poate una din afara Universului (ipoteza multiversului este o soluție la această problemă).

În concluzie, Universul este finit sau infinit ? Deocamdată răspunsul la această întrebare se află încă în dezbatere. Poate că ne vom revizui teoriile despre acest subiect dacă vom reuşi să înţelegem ce este materia întunecată și energia întunecată, misterioasa forţă motrice a expansiunii Universului.

Sursă: Futurism