Zvětšit obrázek

Malé porovnání přesnosti „mapy“ kosmického mikrovlnného pozadí získaného z měření COBE (Cosmic Background Explorer) z roku 1992 (nahoře) a přesnosti dosažené měřením WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) získaný zhruba o deset let později (dole).

 
Myšlenka, že vesmír je konečný a relativně malý, spíš než veliký a nekonečný, se stala populární v roce 2003, když astronomové oznámili objev neočekávané struktury v kosmickém mikrovlnném pozadí – reliktním záření, které zůstalo po velkém třesku.

Jean Pierre Luminet

Kosmické mikrovlnné pozadí je tvořeno skvrnami různé teploty, které představují vlnění v hustotě počátečního stádia Vesmíru, asi jako vlny na moři. Nekonečný Vesmír by tedy měl obsahovat vlny všech délek, ale kosmologové byli překvapeni, když zjistili, že v měřeních kosmického mikrovlnného pozadí pořízených ze satelitu NASA zařízením WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) chybí dlouhé vlnové délky.

 Možné vysvětlení -  vesmír je konečný
“S velkou dávkou nadsázky můžete o Vesmíru smýšlet podobně jako o hudebním nástroji, který nemůže vytvářet vibrace, které mají větší vlnovou délku než je délka tohoto nástroje,” vysvětluje Frank Steiner, fyzik z univerzity v německém Ulmu.

Kosmologové navrhli různé uzavřené tvary Vesmíru: mohl by vypadat jako kobliha, pilulka nebo, fotbalový míč. V každém případě Vesmír by se jevil jako nekonečný, protože fyzicky nikdy nemůžete dosáhnout jeho okraje – pokud byste cestovali jakýmkoliv směrem, skončili byste zpátky tam, kde jste začali podobně, jako kdybyste podnikli plavbu kolem zeměkoule.

Ale tato teorie uzavřeného vesmíru brzy utrpěla vážnou trhlinu. Kosmologové předpověděli, že takový uzavřený Vesmír by se choval podobně jako zrcadlová síň, kde by se obrazy vzdálených objektů mnohokrát opakovaly. Glenn Starkman z Case Western Reserve University v Clevelandu v Ohiu a jeho kolegové v pozorováních hledali podporu pro potvrzení předpovězeného modelu, ale nenašli nic.

Zvětšit obrázek

Takhle nějak podobně by podle některých kosmologů mohl vypadat vesmír….

Ale Steiner a jeho kolegové se nedali odradit a opětovně zanalyzovali data z WMAP pocházející z roku 2003. Hledali možnosti „exotičtějších“ tvarů Vesmíru, včetně takzvaného “3-torus”, který by se dal nazvat jako “toroidní vesmír” nebo možná “nafouklá pneumatika”. Navzdory trefnému přirovnání je tento tvar "3-torusu" docela obtížně zobrazitelný,“ říká Steiner.

Steinerův tým použil tři odlišné způsoby k porovnání předpovědí toho, jak by kolísání teploty v různých částech oblohy bylo uspořádáno v nekonečném vesmíru a v tom topologicky omezeném. Nakonec ten omezený model nejlépe odpovídal naměřeným datům. Tým byl schopný spočíst i možnou velikost Vesmíru, Přišel na to, že vzdálenost, kterou bychom museli urazit při jeho přeletu (nebo spíše obletu) je nějakých 56 miliard světelných let.

“Z filozofického pohledu se mi líbí myšlenka, že je Vesmír konečný a jednoho dne jej budeme moci úplně prozkoumat a zjistit o něm úplně všechno,” říká Starkman. “Ale protože se fyzikové nemohou rozhodovat podle filozofie, doufám, že se to podaří zodpovědět “Planckovi”.”

Ale i jiné tvary jsou možné
Otázkou tvaru Vesmíru se zabýval už Platón a ten dospěl ke stejnému názoru jako někteří současní vědci. Tvrdil, že vesmír by měl mít podobu některého z mnohostěnů. Shoduje se to s návrhem francouzského astronoma Jeana Pierra Lumineta, který pro vesmír navrhl tvar dodekaedru. S trochou představivosti by se dal přirovnat k fotbalovému míči.

Zvětšit obrázek

Podle jiných vypadá nějak takhle… Jaký je ve skutečnosti? To možná napoví měření družice Max Planck vyslané Evropskou kosmickou agenturou

Jean Pierre Luminet z francouzské Paris Observatory, který navrhl pro Vesmír tvar fotbalového míče v roce 2003, má rád Steinerovu práci. Souhlasí, že analýzy ukazují, že “pneumatika” je pravděpodobný kandidát, ale dodává, že i jiné tvary jsou možné. Nejenom Steiner věří, že nová a přesnější měření kosmického mikrovlnného pozadí provedená evropským satelitem pojmenovaným podle Maxe Plancka, který bude kvůli tomu letos vypuštěn, pomůže zodpovědět tuto otázku. Více podrobností se dá najít na stránkách evropské kosmické agentury. ESA - Space Science - Planck overview 

Animace skenování prostoru

Zdroje: Nature, ESA