Universums form
Universums form kan inte diskuteras med vardagliga termer, eftersom alla termer måste vara de som hör till Einsteins relativitetsteori. Universums geometri är därför inte den vanliga euklidiska geometrin i vår vardag.
Enligt den speciella relativitetsteorin är det omöjligt att säga om två olika händelser inträffar samtidigt om de är åtskilda i rummet. Att tala om "universums form (vid en tidpunkt)" är naivt ur den speciella relativitetsteorins synvinkel. På grund av simultanitetens relativitet kan vi inte tala om att olika punkter i rymden befinner sig "vid samma tidpunkt" och därför inte heller om "universums form vid en tidpunkt".
Vad astrofysikerna gör är att fråga sig om en viss modell av universum är förenlig med vad vi vet genom observationer och mätningar av universum. Om det observerbara universumet är mindre än hela universum (i vissa modeller är det många storleksordningar mindre eller till och med oändligt litet) är observationerna begränsade till en del av helheten.
Övervägandet av universums form kan delas upp i två delar:
- lokal geometri, som särskilt gäller universums krökning, särskilt i det observerbara universum, och
- global geometri, som avser universums topologi i sin helhet och som kanske inte kan mätas.
Det observerbara universum är grunden för att testa alla modeller av universum. Det är en sfärisk volym (en boll) med observatören i centrum, oavsett hur universum som helhet ser ut. Varje plats i universum har sitt eget observerbara universum, som kanske överlappar eller inte överlappar med det som är centrerat på jorden.
Nya mätningar har fått NASA att konstatera: "Vi vet nu att universum är platt med en felmarginal på endast 0,4 %". Inom en modell, FLRW-modellen, är den för närvarande mest populära formen av universum som passar in på observationsdata den oändligt platta modellen. Det finns andra modeller som också passar in på data.
Visualisering av det 93 miljarder ljusår - eller 28 miljarder parsec - stora tredimensionella observerbara universumet. Skalan är sådan att de fina kornen representerar samlingar av ett stort antal superkluster. Superklustret Virgo - hemvist för Vintergatan - är markerat i mitten, men är för litet för att synas i bilden.
Frågor och svar
F: Hur ser universums form ut enligt nuvarande observationer?
S: Enligt nyligen gjorda mätningar har NASA uppgett att universum är platt med en felmarginal på endast 0,4 %.
F: Hur påverkar den speciella relativitetsteorin vår förståelse av universums form?
S: På grund av simultanitetens relativitet är det omöjligt att säga om två olika händelser inträffar samtidigt om dessa händelser är åtskilda i rymden. Detta innebär att vi inte kan tala om att olika punkter i rymden befinner sig "vid samma tidpunkt" och därmed inte heller om "universums form vid en tidpunkt".
F: Vilken typ av geometri använder astrofysikerna när de diskuterar universums form?
S: Astrofysiker använder Einsteins relativitetsteori när de diskuterar och testar modeller för att beskriva och förutsäga aspekter av universum. De tar också hänsyn till lokal geometri som särskilt gäller krökning och global geometri som gäller topologi.
F: Är varje plats i universum en del av ett observerbart universum?
S: Ja, varje plats i universum har sitt eget observerbara universum som kanske eller kanske inte överlappar det som är centrerat på jorden.
F: Vad menas med "platt" när man hänvisar till en modell för att beskriva/förutsäga aspekter av universum?
S: Inom en modell, kallad FLRW (Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker), hänvisar "platt" till en oändligt platt modell som anses stämma bäst överens med observationsdata. Det betyder att rymden verkar enhetlig oavsett var man tittar och att det inte finns några kurvor eller krökar i denna modell.
F: Finns det andra modeller som passar in på observationsdata förutom FLRW:s oändligt platta modell?
S: Ja, det finns andra modeller som också passar in på observationsdata förutom FLRW:s oändligt platta modell.
