Paul Sutter este astrofizician la Universitatea de Stat din Ohio și om de știință șef la COSI Science Center. Sutter este, de asemenea, gazda podcast-urilor Ask a Spaceman și RealSpace și a seriei YouTube Space In your Face.

știm cu toții că universul se extinde, nu? Ei bine, dacă nu ai fost conștient, acum ești. Trăim într-un univers în expansiune: fiecare galaxie zboară departe de orice altă galaxie. Acest lucru duce în mod natural la o întrebare comună: Dacă universul se extinde, în ce se extinde? Mai mult univers? Nimic? Ceva care seamănă cu o ceață vagă? Unde este marginea bulei noastre cosmice de săpun?

Ei bine, universul nostru are o margine-adică, dacă prin” universul nostru ” te referi la universul observabil. Viteza luminii este doar asta-o viteză-și universul a fost în jur de atât de mult timp (aproximativ 13,77 miliarde de ani), ceea ce înseamnă că doar atât de mult din univers ne-a fost dezvăluit prin lumina care a parcurs acele distanțe cosmice vaste. Și ce este în afara limitei noastre observabile? Asta e ușor: Este doar mai multe lucruri, cum ar fi galaxii și găuri negre și soiuri noi, fantastice de brânză. Este pentru totdeauna de neatins de noi, sigur — dar este încă acolo.

din perspectiva noastră, se pare că suntem în centrul tuturor lucrurilor și fiecare galaxie zboară departe de noi. Așa că, în mod natural, duce la linia de raționament „trebuie să existe o margine”. Dar să zicem că ai sărit pe Andromeda, cel mai apropiat vecin galactic. Din acel nou punct de vedere, se pare că sunteți în centrul universului și totul zboară departe de voi. Acum hai să înnebunim și să ne prefacem că te putem teleporta în cea mai îndepărtată galaxie observabilă, la marginea îndepărtată a întinderii noastre observaționale. Ghici ce? Da, din poziția ta, se pare că ești în centrul universului și fiecare galaxie — inclusiv Calea Lactee îndepărtată — se îndepărtează de tine.

la asta ne referim când spunem „universul se extinde.”Fiecare galaxie se îndepărtează de orice altă galaxie (cu câteva excepții minore de la fuziunile locale, dar acesta este subiectul unui alt articol).

dar trebuie să existe o limită, nu? Nu e ca și cum Universul ar fi infinit, nu? Corect?

Ei bine, probabil că nu. Deși este foarte, foarte, foarte mare, universul nu este probabil infinit de mare.

dar încă nu are nevoie de o margine.

gândiți-vă din nou la saltul de la galaxie la galaxie. Din Calea Lactee, universul arată ca o bulă enormă de săpun care crește în dimensiune, cu noi în centru. Dar dintr-o altă galaxie, această bulă universală arată diferit, pentru că există o galaxie diferită în „centrul” bulei.. Ceea ce am putea fi tentați să numim un „interior” sau o „margine” a universului nostru este lipsit de sens din noua perspectivă. Acest lucru este valabil pentru fiecare galaxie.

o voi spune din nou: „Universul în expansiune” înseamnă doar că fiecare galaxie se îndepărtează mai mult de fiecare altă galaxie. Asta e! Nici o margine. Fără bule. Nimic să se extindă în. Matematica este simplă: universul devine mai mare cu timpul. Și asta este.

să facem un pas înapoi. Toată lumea știe acele analogii comune folosite pentru a descrie un univers în expansiune: galaxiile sunt ca furnicile care se târăsc pe o minge de plajă. Suntem cu toții stafide într-o bucată de pâine. Și-oh! – mingea de plajă se umflă! Da! Pâinea de pâine se ridică în cuptor! Spațiul se extinde, iar galaxiile sunt purtate împreună cu el! Vezi? Ușurel!

aceste analogii ajung cu siguranță într-un punct important: galaxiile nu zboară, nu trag sau nu se îndepărtează una de cealaltă. Spațiul de sub ele este cel care face toată munca de extindere; galaxiile sunt doar de-a lungul călătoriei cu covorul cosmic.

dar aceste analogii au și un defect fatal. Cu toții ne putem imagina cu ușurință o minge de plajă umflată sau o pâine în creștere și ne gândim imediat la ele ca extinzându-se în ceva: aer gol. Mingea de plajă are o piele. Pâinea are o crustă delicioasă, crocantă. Au margini și se mișcă în ceva.

mințile noastre ne-au jucat un truc și ne înșală de la a fi pe deplin îngroziți de ceea ce se întâmplă.

când folosim analogia furnicilor pe plajă, primul lucru pe care oamenii îl spun este: „de ce furnicile?”Nu știu; a face cu ea. Și al doilea lucru pe care oamenii îl spun este: „oh, centrul universului este chiar acolo, în mijlocul mingii.”În acel moment, trebuie să intru în limitele analogiei:întregul nostru univers este suprafața mingii de plajă. Și suprafața mingii nu are centru. La fel cum suprafața Pământului nu are centru. I-am fi putut face pe polonezi oriunde am fi vrut.

în modelul mingii de plajă, întregul nostru univers este o suprafață bidimensională, plină de furnici idioate care încearcă să se târască unul spre celălalt, dar eșuează, deoarece un ticălos continuă să-l umfle. OK, bine, în fine. Acest univers model este bidimensional, dar în ochii minții noastre, ne gândim imediat la el extinzându — se într-o a treia dimensiune-o dimensiune pe care furnicile nu o pot accesa, pentru că nu pot sări. Dar acea dimensiune suplimentară oferă un” loc ” pentru ca suprafața mingii să se extindă.dar universul nostru real este tridimensional. În timp ce teoria corzilor sugerează că ar putea exista dimensiuni suplimentare, toate sunt supertine, deci acestea nu contează. Deci, există o a patra dimensiune suplimentară care oferă” lucrurile ” în care universul nostru să se extindă?

poate, poate nu. Aici e lucru: Matematica ar putea susține o a patra dimensiune în care universul nostru 3D să se extindă. Și cu siguranță am avea o ” margine „în această dimensiune suplimentară, la fel cum puteți indica” marginea ” unei suprafețe de minge de plajă 2D.

dar nu trebuie.

nu avem nevoie de o a patra dimensiune pentru a ne înfășura universul. Avem o descriere matematică completă și consecventă a expansiunii universului folosind doar cele trei dimensiuni normale, de lucru, pe care le cunoaștem și le iubim. Asta înseamnă că putem avea un univers în expansiune fără a avea nevoie de o margine sau un lucru în care să se extindă.

recunosc că am probleme în a-mi înfășura capul în jurul acestui concept. Dar aceasta este frumusețea folosirii matematicii pentru a înțelege universul: putem crea și manipula concepte pe care creierul nostru pur și simplu nu le-ar putea gestiona singur!

Aflați mai multe ascultând episodul „Ce rost are să vorbim despre știință?”pe podcast-ul Ask a Spaceman, disponibil pe iTunes și pe web la http://www.askaspaceman.com. Puneți-vă propria întrebare pe Twitter folosind #AskASpaceman sau urmând Sutter @ PaulMattSutter și facebook.com/PaulMattSutter.

urmăriți toate problemele și dezbaterile Expert Voices — și deveniți parte a discuției — pe Facebook, Twitter și Google+. Opiniile exprimate sunt cele ale autorului și nu reflectă neapărat opiniile editorului. Acest articol a fost publicat inițial pe Space.com.