Universets geometri

Hvis universet havde et "udenfor" og folk kunne betragte det fra det perspektiv, ville kosmologien være meget nemmere. Da de mangler disse gaver, må astronomerne udlede universets grundlæggende form fra dets geometriske egenskaber. Dagligdagens oplevelser viser, at rummet er euklidisk eller "fladt" på små skalaer. Parallelle linier mødes aldrig, trekanter dækker 180 grader, omkredsen af en cirkel er 2πr og så videre. Men det ville være forkert at antage, at universet er euklidisk på store skalaer, ligesom det ville være forkert, at Jorden er flad, bare fordi en lille plet af den ser flad ud.
    Der er to andre mulige tredimensionale geometrier, som er konsistente med observationerne af kosmisk homogenitet (ækvivalensen af alle punkter i rummet) og isotropi (ækvivalensen af alle retninger). De er den sfæriske eller "lukkede" geometri og den hyperbolske eller "åbne" geometri. Begge karakteriseres af en krumningslængde, som er analog til Jordens radius: Hvis krumningen er positiv, er geometrien sfærisk; hvis negativ, hyperbolsk. For afstande meget mindre end denne længde ser alle geometrier euklidiske ud.
    I et sfærisk univers, som på Jordens overflade, møder parallelle linier efterhånden hinanden, trekanter kan dække op til 540 grader og omkredsen af en cirkel er mindre end 2π</ttr. Fordi rummet krummer tilbage på sig selv, er det sfæriske univers endeligt.

I et hyperbolsk univers bøjer parallelle linier væk fra hinanden, trekanter har mindre end 180 grader og omkredsen af en cirkel er større end 2π</ttr. Et sådant univers er, som euklidisk rum, af uendelig størrelse. (Der er måder, hvorpå hyperbolske og flade universer kan gøres endelige, men de påvirker ikke inflationsteoriens konklusioner.)
    Disse tre geometrier har temmelig forskellige virkninger på perspektivet (se nedenfor), som forvrænger udseendet af egenskaberne ved den kosmiske mikrobølgebaggrundsstråling. De største småkrusninger i baggrunden har den samme absolutte størrelse uanset den specifikke inflationsproces. Hvis universet er fladt, vil de største bølger forekomme at være omkring en grad i tværsnit. Men hvis universet er hyperbolsk, burde de samme egenskaber forekomme kun at være halvt så store, helt enkelt på grund af geometrisk forvrængning af lysstråler.
    Foreløbige observationer antyder, at småbølgerne virkelig er én grad brede [se News and Analysis, "The Flip Side of the Universe," af George Musser; Scientific American, September 1998]. [Det omvendte univers]. Hvis de bekræftes, medfører disse resultater, at den åbne inflationsteori er forkert. Men nye, uprøvede resultater viser sig ofte at være forkerte, så astronomerne afventer kommende satellitobservationer for at få et definitivt svar.

Tilbage til artiklen