Paul Sutter er astrofysiker ved Ohio State University og chefforsker ved COSI Science Center. Sutter er også vært for podcasts Ask a Spaceman og RealSpace, og YouTube-serien Space in your Face.

Vi ved alle, at universet ekspanderer, ikke? Hvis du ikke var klar over det, er du det nu. Vi lever i et ekspanderende univers: hver galakse flyver væk fra hver anden galakse. Dette fører naturligvis til et fælles spørgsmål: Hvis universet udvider sig, hvad udvider det sig til? Mere univers? Ingenting? Noget der ligner en vag tåge? Hvor er kanten af vores kosmiske sæbeboble?

nå, vores univers har en kant — det vil sige, hvis du med “vores univers” mener det observerbare univers. Lysets hastighed er netop det-en hastighed-og universet har kun eksisteret så længe (omkring 13, 77 milliarder år), hvilket betyder, at kun så meget af universet er blevet afsløret for os via lyset, der har rejst de store kosmiske afstande. Og hvad er uden for vores observerbare grænse? Den ene er let: Det er bare flere ting, som galakser og sorte huller og nye, fantastiske sorter af ost. Det er for evigt uopnåeligt af os, selvfølgelig – men det er stadig derovre.

fra vores perspektiv ser det ud til, at vi er i centrum for alt, og hver eneste galakse flyver væk fra os. Så det fører naturligvis til” der skal være en kant ” ræsonnement. Men lad os sige, at du hoppede over til Andromeda, vores nærmeste galaktiske nabo. Fra det nye udsigtspunkt ser det stadig ud som om du er i centrum af universet, og alt flyver væk fra dig. Lad os nu gå rigtig skøre og lade som om vi kan teleportere dig til den fjerneste observerbare galakse, på den yderste kant af vores observations rækkevidde. Gæt hvad? Yup, fra din position ser det ud til at du er i centrum af universet, og hver galakse — herunder den fjerne Mælkevej — kører væk fra dig.

det er hvad vi mener, når vi siger “universet ekspanderer.”Hver galakse trækker sig tilbage fra hver anden galakse (med nogle få mindre undtagelser fra lokale fusioner, men det er genstand for en anden artikel).

men der skal være en grænse, ikke? Det er ikke som om universet er uendeligt, ikke? Ikke?

Nå, sandsynligvis ikke. Selvom det er meget, meget, meget stort, er universet sandsynligvis ikke uendeligt stort.

men det har stadig ikke brug for en kant.

tænk igen om at hoppe fra galakse til galakse. Fra Mælkevejen ser universet ud som en enorm sæbeboble, der vokser i størrelse, med os i centrum. Men fra en anden galakse ser denne universelle boble anderledes ud, fordi der er en anden galakse i “midten” af boblen.. Hvad vi kan blive fristet til at kalde en “indvendig” eller en “kant” af vores univers er meningsløst fra det nye perspektiv. Det gælder for hver eneste galakse.

Jeg vil sige det igen:” ekspanderende univers ” betyder bare, at hver galakse bevæger sig længere bortset fra hver anden galakse. Sådan! Ingen kant. Ingen boble. Intet at udvide sig til. Matematikken er enkel: universet bliver større med tiden. Og det er det.

lad os tage et skridt tilbage. Alle kender de almindelige analogier, der bruges til at beskrive et ekspanderende univers: galakser er som myrer, der kravler rundt på en strandkugle. Vi er alle rosiner i et brød. Og-åh! – strandkuglen blæser op! Ja! Brødet brød stiger i ovnen! Rummet ekspanderer, og galakserne bæres sammen med det! Se? Rolig!

disse analogier kommer helt sikkert over et vigtigt punkt: galakserne flyver ikke eller skyder eller valser væk fra hinanden. Det er rummet under dem, der gør alt arbejdet med at udvide; galakserne er lige sammen for den kosmiske tæppetur.

men disse analogier bærer også en dødelig fejl. Vi kan alle let forestille os en oppustet strandkugle eller et stigende brød, og vi tænker straks på dem som ekspanderende til noget: tom luft. Strandkuglen har en hud. Brødet har en lækker, sprød skorpe. De har kanter, og de bevæger sig ind i noget.

vores sind har spillet et trick på os, og det snyder os fra at være helt forbløffet over, hvad der foregår.

når vi bruger ants-on-a-beach-ball-analogien, er det første, folk siger, “hvorfor myrer?”Jeg ved det ikke; beskæftige sig med det. Og den anden ting folk siger er, ” Åh, universets centrum er lige der, midt i bolden.”På det tidspunkt er jeg nødt til at hoppe ind med analogiens begrænsninger:hele vores univers er overfladen på strandkuglen. Og overfladen af bolden har ikke noget center. Ligesom jordens overflade ikke har noget centrum. Vi kunne have lavet polakkerne hvor som helst vi ville.

i beach ball-modellen er hele vores univers en todimensionel overflade, fuld af idiotmyrer, der forsøger at kravle mod hinanden, men fejler, fordi nogle rykker fortsætter med at blæse det op. Okay, fint, uanset hvad. Det modelunivers er todimensionelt, men i vores sinds øje tænker vi straks på, at det udvider sig til en tredje dimension — en dimension, som myrerne ikke kan få adgang til, fordi de ikke kan hoppe. Men den ekstra dimension giver et” sted ” for overfladen af bolden at udvide sig til.

men vores virkelige univers er tredimensionelt. Mens strengteori antyder, at der kan være ekstra dimensioner, er de alle supertiny, så de tæller ikke. Så er der en fjerde ekstra dimension, der giver “ting” for vores univers at udvide til?

måske, måske ikke. Her er sagen: Matematikken kunne understøtte en fjerde dimension for vores 3D-univers at udvide til. Og vi ville helt sikkert have en” kant “i denne ekstra dimension, på samme måde som du kan pege på” kanten ” af en 2D strandboldoverflade.

men det behøver det ikke.

Vi har ikke brug for en fjerde dimension for at ombryde vores univers. Vi har en komplet og konsistent matematisk beskrivelse af universets udvidelse ved kun at bruge de normale, arbejdsdags tre dimensioner, som vi kender og elsker. Så det betyder, at vi kan have et ekspanderende univers uden at have brug for en kant eller en ting for det at udvide sig til.

Jeg indrømmer, at jeg har problemer med at pakke mit hoved omkring dette koncept. Men det er skønheden ved at bruge matematik til at forstå universet: vi kan skabe og manipulere begreber, som vores hjerner simpelthen ikke kunne håndtere alene!

Lær mere ved at lytte til episoden “Hvad er meningen med at tale om videnskab?”på Ask a Spaceman podcast, tilgængelig på iTunes og på nettet på http://www.askaspaceman.com. Stil dit eget spørgsmål på kvidre hjælp # AskASpaceman eller ved at følge Sutter@PaulMattSutter og facebook.com/PaulMattSutter.

følg alle de ekspert stemmer spørgsmål og debatter — og blive en del af diskussionen — på Facebook, Kvidre og Google+. De udtrykte synspunkter er forfatterens og afspejler ikke nødvendigvis udgiverens synspunkter. Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort den Space.com.