Találtam egy számomra érdekes írást. Mekkora lehet valójában az univerzumunk?
"A kozmikus horizont mögé látva - Mekkora lehet pontosan az Univerzum kiterjedése?
A Világmindenség hatalmas. Felfoghatatlanul óriási. Sok kultúra, vallás és mai modern elképzelés próbál erre a méretre feltételezett becslést adni, hiszen ez a megfoghatatlan rejtély ősideje mozgatja már meg a fantáziánkat. Mégis mekkora lehet a Világmindenség kiterjedése? El tudjuk egyáltalán képzelni az emberi elménkkel akár csak körülbelülre ezt a gigantikus méretet, vagy beleszédülünk a szupergrandiózus matematikai leírásának a puszta leolvasásába?
A tudomány jelenlegi álláspontja szerint a megfigyelhető Univerzum a Földtől a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzásig terjed. Ez durván kerekítve 13,75 milliárd fényév távolságot fed le 1/2 átmérőben, ezt hívják a csillagászok kozmikus horizontnak. Ennél távolabb nem láthatunk, mivel az e gyepűnél távolabbi objektumok fényei hozzánk képest gyorsabban távolodnak a fény sebességénél a Világmindenség folyamatos metrikus tágulása miatt.
Midőn a kozmikus háttérsugárzás fénye kibocsátódott kb. 380 ezer évvel a létezés első pillanatát jelentő Ősrobbanás után, akkor 42 millió fényévnyire lehetett a Nagy Bumm kezdőpontjától. A Világmindenség folyamatos metrikus tágulása miatt ez a kozmikus peremvidék mostanra már több, mint 46,5 milliárd fényévre lehet tőlünk. Ezen számítások használata alapján az általunk becsült Univerzum összmérete kb. 93 milliárd fényév átmérőjű. Bár ez nagynak tűnik (és bizony az is, észveszejtően, sőt...), viszont az is lehetséges, hogy amekkora terjedelmet előbb feltételeztünk, az csupán a Kozmosz egy kis része, akárcsak annál a koncepciónál, hogy az egész Univerzum jóval nagyobb, mint amit mi megfigyelhetünk belőle. Mint ismeretes, a teljes Világmindenség az űrlátóhatárunk mögött folytatódik. Ám hogy valójában meddig tart? Tovább-e, mint 46,5 milliárd fényév sugár távolság? Nos, ez egy igen csak érdekes kérdés.
Vannak jelei annak, hogy az Univerzum jóval messzebbre kiterjed, mint amit mi a kozmikus horizonton, szakszóval Hubble-sugárban képesek vagyunk észlelni. Az biztos, hogy a Világmindenségben, amit megfigyelhetünk, relatíve meglehetősen egyenletes az anyag elrendeződése. Persze az anyag galaxisokká, a galaxisok pedig halmazokká rendeződnek, ám 300 millió fényévnél nagyobb léptékben vizsgálva ezek a galaxishalmazok véletlenszerű elrendeződésűnek tűnnek. Más szavakkal: a Kozmosz homogén és izotróp.
Hogyha az, amit detektálni tudunk belőle, az Univerzum teljes összkiterjedése volna, akkor relatíve alapjában véve mi lennénk a geometriai kiindulópontja. Mivel kb. azonos mennyiségű anyagot látunk minden irányban, ezért ezen matéria gravitációs hatása, azaz a Minkowski-tér torzulása alapvetően kiegyenlítené egymást. Ugyanakkor egy kozmikus peremvidéken levő galaxisból így a befelé néző irányokban rengeteg anyagot lehetne észlelni, míg tulajdonképpen szinte semmit a kifelé irányokban. Gravitációsan ez a határrégió a Világmindenség kiindulópontja felé húzódna. A sötét energiának köszönhetően ez az Univerzum ugyan nem "omlana reá" saját magára, viszont mindenképp azt jelentené, hogy a galaxisok a kiindulópont közelében csoportosulnának. Mivel a gravitáció a téridő görbületét jelenti, ez eltorzítaná a Világmindenség egész alakját. Valójában azonban, amit mi ténylegesen megfigyelünk az az, hogy az Univerzum lapos, tehát az előbbi felvázolt alternatíva realisztikusan nézve téves. Végtére is ez azt jelenti, hogy egy esetleges megfigyelő a kozmikus horizontunk szélén szintén homogén és izotróp Világmindenséget kell, hogy lásson minden irányban. Egy adott "lapossági limittel" ez pedig azt jelentené, hogy a teljes Univerzum legalább minimum 400-szor nagyobb, mint a megfigyelhető része. Ám akár még ennél is sokkal nagyobb lehet, sőt...
Egy újabb bizonyíték, hogy az egész Világmindenséget kitöltő kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás majdnem teljesen egyenletes hőmérséklettel rendelkezik. Vannak ugyan apró fluktuációk a kiterjedésében, de összességében a hőmérséklete kvázi azonos minden irányban. Energiaeloszlása 2,725 K hőmérsékletű feketetest-sugárzásnak felel meg, melynek maximuma a mikrohullámú frekvencia-tartományba esik: 160,4 GHz-nél (1,9 mm-es hullámhossznál) található. A helyzet az, hogy nem kellene a hőmérsékletnek kvázi homogénnek lennie. A kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás kibocsátása akkor történt, midőn az Univerzum közelítőleg 380 ezer esztendős volt. Ez azt jelenti, hogy a legjobb esetben is csak az űr bizonyos, 380 ezer fényéves sugarán belüli részei képesek csak arra, hogy elérjék a tökéletes hőmérsékleti egyenlőséget. Nagyobb távolság esetén egyszerűen nem lenne elegendő idő a régiók egymás közti információcseréjére, még a fénysebesség gyorsulásával sem. Ha megnézzük különböző irányokból a kozmikus háttérsugárzást, láthatunk eltérő területeket, amik egyszerűen nem érhették el az azonos hőmérsékletet. Egyszerűen csak túl távol voltak egymástól és mégis, ugyanaz a hőmérsékletük? Mi történt?
A fő elméleti magyarázat erre a korai infláció néven ismert. Az Ősrobbanás utáni másodperc töredékében az Univerzum belépett egy rövid, extrém mértékben gyors tágulási periódusba. Egy rövidke pillanatban az Univerzum 10^60 tényezővel tágult, mielőtt lecsökkent volna a jelenlegi tágulás mértékére. Ugyan nincs konkrét, közvetlen bizonyítékunk a korai inflációra, az elmélet azonban egybevág néhány megfigyeléssel.
Az inflációs modell szerint a megfigyelhető Univerzum durván egy kvark méretéhez volt hasonló a korai infláció előtt, majd azután egy homokszem méretével volt arányos. Ha a teljes Világmindenség kiterjedése az infláció előtt az a távolság volt, amit a fény meg tudott tenni az Ősrobbanás óta, akkor a jelenlegi Kozmosz nagyjából 10^27-szer nagyobb lehet, mint az általunk észlelhető Univerzum. Más szavakkal, összehasonlítva a megfigyelhető Világmindenséget a teljes összkiterjedésével olyan, mint ha egy homokszem méretét összehasonlítanánk a látható Kozmosz kiterjedésével. Ennél akár még nagyobb is lehet, sőt akár még kvázi-végtelen is.
Természetesen mindez azt feltételezi, hogy a Kozmosznak nincs semmilyen különlegesebb topológiája. Mivel a tér és idő tud görbülni és vetülni, elképzelhető egy olyan Univerzum, ami hurkolódik maga körül, mely térfogatra véges, ám távolságra határtalan. Képzeld el a Föld felszínének egy kozmikus verzióját. Ez egy véges terület, ám a Föld görbületének köszönhetően egy adott irányban örökké tarthat az utazásod azzal, hogy újra és újra megkerülöd a Földet. Kozmikus értelemben ez azt jelentené, hogy - gondolatban - egy tachion (v>>c) sebességével szálló űrhajót az űrön keresztül haladva egyszer csak ugyanott találná magát, ahonnan jött. Ha a Világmindenség zárt lenne, és kisebb kiterjedésű volna a kozmikus horizontja, mint a teljes összméretének az egésze, akkor okkal azt várhatnánk, hogy egy idő után ugyanazokat a galaxisokat periodikusan ismétlődve látnánk újra és újra, ahogy előre haladunk. (Hiszen ezen esetben a Világmindenség nem lapos lenne, hanem görbült, ami végül önmagába ívelne.) Végeztek korábban vizsgálatokat (
http://arxiv.org/abs/astro-ph/0310233) a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás periodikus fluktuációját kutatva, ami egy ilyen zárt Univerzum effektust megmagyarázna, azonban nem találtak ilyesfajta bizonyítékot. Ha viszont a Világmindenség valóban zárt, akkor legalább 78 milliárd fényév átmérőjű kell, hogy legyen. Természetesen nincs okunk feltételezni, hogy a Kozmosz ilyen zárt topológiával rendelkezne, tehát ezeket a feltételezéseket kezeljük kellő szkepticizmussal.
Összességében a rövid válasz arra, hogy mekkora az Univerzum az az, hogy hatalmas. Valószínűleg nagyon, nagyon, nagyon hatalmas. Esetleg határtalanul végtelen.
Forrás: How Big is the Universe? -Nola Taylor Redd,
SPACE.com (
http://www.space.com/24073-how-big-is-the-universe.html) Contributor. 2013.12.24.
Forrásfordítás: Balog Diána
Szöveg: Koncz H. Attila"
