Meglepően édesszájú felfedezésről számoltak be a Lyoni és az Ulmi Egyetem asztrofizikusai. A kutatócsoportok a kozmikus háttérsugárzás régóta tartó vizsgálatait követően arra gyanakodnak, hogy az univerzum nem csak véges, de gyűrűs fánk alakú.
Az elmélet csupán viccből sok éve még A Simpson család rajzfilmsorozatban is előkerült, ami még Stephen Hawking figyelmét is felkeltette. A viccet félretéve, a feltételezés megértéséhez először az univerzum alakjával és működésével kapcsolatos asztrofizikai kérdésekben szükséges tiszta lappal indulni.
A 13,7 milliárd évvel ezelőtti Nagy Bummtól, vagyis az ősrobbanástól, majd a 380 ezer évvel későbbi lehűléstől kezdődött atommagképződés máig is – szabad szemmel nem, de – rádióteleszkópokkal látható bizonyítéka az a távoli -271 °C-os sugárzás, amely a legtöbb elméleti asztrofizikust foglalkoztatja. A háttérsugárzás elméletét először a ’40-es évek végén vetette fel George Gamow. Az orosz származású amerikai fizikus a fél életét annak szentelte, hogy rájöjjön, mégis milyen esemény történhetett, ami a világegyetem kialakulásához és az azokban található anyagok stabilizálódásához vezetett. Neki köszönhetően születtek meg az egyszerűbb atommagok kialakulásához szükséges folyamatokról készült esszenciális számítások. Gamow azonban azzal dobta fel az igazán magas labdát, hogy elmélete szerint valamilyen kozmikus energia – azaz egyfajta „visszhang” – visszamaradhatott az ősrobbanásból és az utána lezajlott folyamatokból.
A titokzatos hang, ami Nobel-díjat ért
Elméletét első ízben, ugyanakkor végérvényesen 1965-ben Arno A. Penzias és Robert W. Wilson fizikusok erősítették meg. Az amerikai Bell Laboratories rádiócsillagászatra használatos kürtantennájának kalibrálása közben figyeltek fel egy megmagyarázhatatlan hangra, aminek szerencsére éppen elég jelentőséget tulajdonítottak. Elsőre hihetetlenül hangzik, de teljesen véletlenül észlelték a kozmikus sugárzás hullámait. Kutatómunkájuk eredménye pedig rövid időn belül az asztrofizika egyik legfontosabb tételévé nőtte ki magát. A mérföldkő jelentőségű felfedezésért és mélyreható kutatómunkájukért 1978-ban mindketten megkapták a fizikai Nobel-díjat.
A kozmikus háttérsugárzás eddigi tudásunk szerint a tér minden irányában hasonlóan terjed. Az elméletek alapján az univerzum a keletkezésekor a másodperc töredékrésze alatt fújódhatott fel, az azóta eltelt sok-sok milliárd év alatt pedig kitartóan puffadt tovább, igaz lassabb sebességgel. Bár a felfújódásról elsőre egy léggömb jelenhet meg lelki szemünk előtt, azonban – némileg csalódást keltően – az eddigi feltevések alapján a kutatók laposnak gondolják a világegyetemet. Ha a világegyetemünk valóban lapos lenne, akkor abban a párhuzamos vonalak örökké párhuzamosak maradnának és beigazolódna a végtelen világűr elmélete. Számos kutató viszont nincs kibékülve ezzel a feltevéssel.
Egy felfújódástól (lég)gömb alakú univerzum ugyanis biztosan véges, a végtelenségét ugyanakkor az adja, hogy a gömb szélét a kozmosz tágulása miatt soha nem lehet elérni. Viszont ha az univerzum növekszik, benne pedig változatlanul dolgoznak a fizika erői, akkor azzal az univerzum alakjának is változnia kell. De miért gondolják a szakavatottak (és nem Homer Simpson), hogy ez a felfújható, lufiszerű világegyetem éppen fánk alakú?
Egy fánk – vagyis tudós nyelven kifejezve – önmagába forduló tórusz belsejében ugyanúgy nem találkoznak a párhuzamos vonalak (legfeljebb csak saját maguk végével/elejével), mint egy végtelen, lapos univerzumban. Kézzel fogható bizonyítékot erre úgy vizsgálhatunk meg akár otthon is, hogy két tökéletesen párhuzamos vonalat húzunk egy papírlapra, amit a két távolabbi sarkánál a vonalakra merőlegesen felgöngyölítünk és fánk formájúvá hajtogatunk.
Tegyük fel, hogy a világegyetemben terjedő kozmikus sugárzás tulajdonságait az ilyen önmagukba visszatérő vonalak mentén lehet vizsgálni. Ha és amennyiben a háttérsugárzás a lapos és végtelen univerzumból a lapos és végtelen univerzumba tartana, akkor a sugárzási értékek sokkal szélesebb skálán, változatosabbak lennének a jelenleg mérteknél. Mivel az Európai Űrügynökség büszkesége, a háttérsugárzás vizsgálatára létrehozott Planck műhold, valamint a NASA WMAP műholdja sem talált még az átlagtól jelentősen eltérő értékeket, ezért csak egy bizonyos határon, azaz a fánkon belül terjedhetnek a hullámok.
A feltételezést erősítendő a mai műszerekkel látható kozmosz a kutatók szerint legfeljebb csak 3-4-szer lehet nagyobb a jelenleg ismertnél, ezért a háttérsugárzás hullámainak egyszerűen nincsen helye tovább terjedni.
Mivel a kozmikus sugárzás hullámai csak egy bizonyos tartományon belül ingadoznak, ezért a számítógépes modellezésekkel arra jutottak a kutatók, hogy ez a tartomány a mi önmagába forduló, fánk alakú univerzumunk. Így végül is ugyanúgy helytálló marad az a teória is, mely szerint ezen belül a párhuzamosok soha nem metszik egymást és nem is távolodnak egymástól. Sőt, az univerzum többszörösen össze van kötve saját magával.
Akár azzal a gondolattal is el lehet játszani, hogy ha egy űrhajó egyenes úton indulna el a Földtől, akkor a hosszú utazás végén kanyarodási művelet nélkül is ugyanide jutna vissza. Azonban ez sajnos kevésbé valószínű, mivel a világegyetem a fény sebességénél is gyorsabban tágul és a galaxisok is pofátlanul arrébb vándorolnak, így az űrhajó is lesodródna a Föld felé tartó fánk alakú útjáról.
Persze a fánk alakú világegyetemmel foglalkozó kutatók óvatosak a kijelentésükkel, hiszen a legmodernebb műszereknek is lehetnek mérési korlátai és hibái. Ezért számos vizsgálatot kell még elvégezni, hogy pont kerüljön az édesszájú feltételezés végére.
Korábbi furcsa elméletek az univerzumról
Meglehet azonban, hogy ez a feltevés hasonlóan romba dől, mint az, amely szerint a lassan felfújódó univerzum folyamatosan ugyanolyan sűrű lehet a Nagy Bumm óta. A háttérsugárzás változásából ugyanis biztosan megállapítható, hogy a világegyetem a folyamatos tágulásának köszönhetően egyre hígabb lesz. A túlvizezett zacskós levesekben sem jelenik meg magától egy újabb gombóc a főzést követően, de ugyanúgy nem képződik magától a sötét anyagban egymillió évente köbméterenként három hidrogén atom, akármennyire is szerették volna ezt sokan alátámasztani.
Apropó, sötét anyag. Erre mutogatnak ugyanis a tudósok, ha a galaxisokon belüli gravitáció kerül terítékre. A galaxisok külső peremén keringő csillagok elméletileg olyan gyorsan rohannak, hogy a fizika eddig ismert törvényszerűségei alapján ki kellene perdülniük a pályájukról. Valami azonban olyan gravitációs energiával tartja őket vissza, hogy a galaxisokon belül ragadnak. Lehet, hogy a sötét anyagnak van ehhez elegendően erős gravitációs ereje? Nem lehet tudni biztosan, ennek okán felül kell vizsgálniuk a gravitációs erőről kialakult eddigi elméleteket, hogy világos legyen az univerzumban betöltött szerepe. Elképzelhető, hogy a gravitáció még a világegyetem alakjára is hatással lehet, de másképp, mint ahogy eddig gondolták.
Multiverzum? Hologram? Nem túlzás ez?!
Az előzőeknél is meredekebb elmélet szerint háromdimenziós világegyetemünk valójában egy kétdimenziós hologram képében jelenik meg, a magas labdát azonban a tudomány talán még idejében sikeresen lecsapta. Bár az összeesküvés-elméletek hívői a világegyetem kész érvek százait tudnák pro és kontra sorakoztatni az elképzeléssel kapcsolatban, azonban 2017-ben ezeknél hivatalosabb és hihetőbb formában, többszörösen ellenőrzött tudományos mérésekkel és bizonyítékokkal cáfolták az elméletet. A brit Southamptoni Egyetem kutatói a kozmikus háttérsugárzás mintázatainak mélyreható vizsgálatával egyszer és mindenkorra igazolták, hogy a világegyetem nem lehet egy hologram.
Paul Steinhardt elméleti fizikusnak köszönhetően került egy olyan elmélet a köztudatba, miszerint egyszerre akár több univerzum is létezhet. Az ominózus Nagy Bumm utáni felfújódás óta a mi világegyetemünk is egyfajta buborékként úszkál az űrben. A furcsaság az, hogy az ősrobbanás óta újabb és újabb buborékok képződhettek, bennük más és más univerzumokkal. Hogy miért is nem látjuk a többi buborékvilágot? Lehetséges, hogy azért, mert teljesen másképp működnek azokban a fizika törvényei, vagyis egyesekben pont a fent említett gravitáció lehet másmilyen, másokban pedig lassabban terjedhet a fény.
Tehát ha a jövőben az univerzum még tovább hígul, akkor olyan ritkás lesz, vagyis annyira messzire sodródnak egymástól a galaxisok, hogy a fény nem tud közöttük átjárni, a csillagok kihunynak, a világegyetem pedig kihűl és kiürül. Neil Turok kozmológus és Paul Steinhardt úgy vélik, hogy a világegyetemnek olyan dimenziói is lehetnek, amiket mi nem tudunk érzékelni. Ha ezek a hideg és üres dimenzionális rétegek összezuhannak, akkor az elegendő energiát szabadíthat fel, hogy egy új ősrobbanás kezdetével egy új fánk (vagy nem fánk) alakú világegyetem ölthessen testet. A ciklus pedig a végtelenségig ismétlődhet újra és újra.
Stephen Hawking szerint akár végtelen számú párhuzamos univerzum létezhet. Mondjuk egy olyan is, amiben ezt a cikket elolvasta. Majd a tudomány egyszer talán ezt is bebizonyítja.
Nyitókép: Forrás Wikipédia