Universets form
Universets form kan ikke diskuteres med dagligdags termer, fordi alle termer skal være dem fra Einsteins relativitetsteori. Universets geometri er derfor ikke den almindelige euklidiske geometri, som vi kender fra vores hverdag.
Ifølge den specielle relativitetsteori er det umuligt at sige, om to forskellige begivenheder finder sted på samme tid, hvis de er adskilt i rummet. At tale om "universets form (på et bestemt tidspunkt)" er naivt set ud fra den specielle relativitetsteori. På grund af samtidighedsrelativiteten kan vi ikke tale om forskellige punkter i rummet som værende "på samme tidspunkt" og derfor heller ikke om "universets form på et tidspunkt".
Astrofysikere spørger sig selv, om en bestemt model af universet er i overensstemmelse med det, der er kendt gennem observationer og målinger af universet. Hvis det observerbare univers er mindre end hele universet (i nogle modeller er det mange størrelsesordener mindre eller endog uendeligt lille), er observationerne begrænset til en del af det hele.
Overvejelser om universets form kan opdeles i to dele:
- lokalgeometri, som især vedrører universets krumning, især i det observerbare univers, og
- global geometri, som vedrører universets topologi som helhed, og som måske ikke kan måles.
Det observerbare univers er grundlaget for at afprøve enhver model af universet. Det er et sfærisk volumen (en kugle) centreret om observatøren, uanset universets form som helhed. Hvert sted i universet har sit eget observerbare univers, som måske eller måske ikke overlapper med det, der er centreret om Jorden.
Nylige målinger har fået NASA til at erklære, at "vi nu ved, at universet er fladt med kun 0,4 % fejlmargin". Inden for en model, FLRW-modellen, er den mest populære form for universet, som passer til observationsdata, den uendeligt flade model. Der er andre modeller, som også passer til dataene.
Visualisering af det 93 milliarder lysår - eller 28 milliarder parsec - tredimensionelle observerbare univers. Skalaen er sådan, at de fine korn repræsenterer samlinger af et stort antal superklumper. Virgo-superhobbyen - Mælkevejens hjemsted - er markeret i midten, men er for lille til at kunne ses i billedet.
Spørgsmål og svar
Spørgsmål: Hvordan ser universets form ud ifølge de nuværende observationer?
Svar: Ifølge nylige målinger har NASA erklæret, at universet er fladt med kun 0,4 % fejlmargin.
Spørgsmål: Hvordan påvirker den specielle relativitetsteori vores forståelse af universets form?
A: På grund af samtidighedsrelativitetsprincippet er det umuligt at sige, om to forskellige begivenheder finder sted på samme tid, hvis de er adskilt i rummet. Det betyder, at vi ikke kan tale om forskellige punkter i rummet som værende "på det samme tidspunkt" og derfor heller ikke om "universets form på et tidspunkt".
Spørgsmål: Hvilken type geometri bruger astrofysikere, når de diskuterer universets form?
Svar: Astrofysikere bruger Einsteins relativitetsteori, når de diskuterer og afprøver modeller til at beskrive og forudsige aspekter af universet. De tager også hensyn til lokal geometri, som især vedrører krumning, og global geometri, som vedrører topologi.
Spørgsmål: Er alle steder i universet en del af et observerbart univers?
Svar: Ja, hvert sted i universet har sit eget observerbare univers, som måske eller måske ikke overlapper med et univers centreret om Jorden.
Spørgsmål: Hvad menes der med "flad", når der henvises til en model til beskrivelse/forudsigelse af aspekter af universet?
Svar: Inden for en model, kaldet FLRW (Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker), henviser "flad" til en uendelig flad model, der passer bedst til observationsdata. Det betyder, at rummet ser ensartet ud, uanset hvor man ser hen, og at der ikke er nogen kurver eller bøjninger i denne model.
Spørgsmål: Findes der andre modeller, der passer til observationsdata ud over FLRW's uendeligt flade model?
Svar: Ja, der findes andre modeller, som også passer til observationsdata ud over FLRW's uendelige flade model.
