Kosmos w kształcie lejka?

Niewielu rzeczy na temat wszechświata możemy być pewni. Miał swój początek, jest skończony (choć olbrzymi) i chyba nigdy nie będzie miał końca. Poza tym cały czas się rozszerza, i to z coraz większym impetem. Ma około 14 miliardów lat, choć może też być starszy. Jaki ma kształt? Nie wiadomo.
Wszechświat jest niewdzięcznym obiektem badań. Po pierwsze, jest strasznie duży, a my niezwykle mali. Po drugie, jest najpewniej jedyny, więc nie możemy „przerzucić się” na inny obiekt badań. Wreszcie po trzecie, nie można się w jego badaniach kierować intuicją. Intuicją ziemską, tzn. taką, z którą mamy do czynienia tutaj, na ziemi.

Echo Wielkiego Wybuchu

Dociekania bardziej filozoficzne niż fizyczne na temat kształtu kosmosu skończyły się wraz z odkryciem w 1965 r. kosmicznego promieniowania tła. To echo Wielkiego Wybuchu i jedyny sposób, by zajrzeć w historię tak odległą. Promieniowanie, które teraz potrafimy rejestrować, to nic innego jak resztki światła, które emitował rozgrzany i potwornie ściśnięty młody wszechświat. Dokładny jego obraz znamy (dzięki satelicie COBE i WMAP), ale pełnej zgody co do interpretacji nie ma. A właściwie jest pełna niezgoda. Co chwila pojawiają się nowe pomysły i interpretacje tych samych danych, tych samych obrazów.

Już teraz jednak wydaje się, że poprawić trzeba klasyczną teorię kosmologiczną, według której wszechświat jest płaski i nieskończony. To klasyczne podejście sprawdza się jedynie dla wycinka całego nieba. Z danych z satelity WMAP wynika, że wszechświat jest skończony i w jakiś sposób zamknięty. Czy to oznacza, że jest gdzieś jego brzeg? Nie. Gdyby iść cały czas w jednym kierunku, wróciłoby się do miejsca, w którym rozpoczęła się podróż. Jak to możliwe? To mniej więcej tak, jak podróż dookoła kuli ziemskiej. Wychodząc z jakiegokolwiek miejsca i idąc przed siebie (niezależnie od kierunku), w końcu wrócimy z powrotem do domu.

Pomiędzy wszechświatem a ziemią jest jeszcze jedna analogia. I w jednym, i drugim przypadku zakrzywienie jest niezwykle trudno zaobserwować. W naszym najbliższym otoczeniu ziemia jest przecież płaska. Z pokładu samolotu, a najlepiej z orbity okołoziemskiej dopiero widać, że jest inaczej. Niestety, w przypadku wszechświata wzniesienie się ponad jest niemożliwe – nie ma przecież żadnego „ponad”.

Kula, owal, cylinder?

Czyli wszechświat jest kulą? Być może. Ostatnio pojawił się jednak pomysł, że jest owalny. Do takich wniosków doszli przynajmniej fizycy z dwóch włoskich uniwersytetów (Ferrara i Bari). Nieco starsza koncepcja to cylinder – czyli figura, która powstaje, gdy zwinie się w rulon kartkę papieru. To z kolei pomysł amerykańskich badaczy z Uniwersytetu w Pensylwanii.

Metoda badawcza, którą ci ostatni się posługiwali, może być jednak obarczona poważnym błędem, bo sformułowana została po obserwacjach niezwykle dużych struktur na mikrofalowej mapie tła. Struktury są wielkie i jest ich niewiele, więc błąd może być duży. Pewnym rozwinięciem koncepcji cylindra jest pomysł torusa. Gdyby zrobiony ze zwiniętej kartki cylinder skleić końcami, powstałaby figura w kształcie opony samochodowej – czyli torus. Problem w tym, że koncepcja torusa jest jeszcze bardziej skomplikowana niż „zwykłego walca”.