איז די וועלט פלאַך אָדער קרומע?
די מענטשהייט האט זיך געטראכט וועגן דער נאטור פון דעם קאסמאס פאר טויזנטער יארן, זיך באוואונדערט איבער דער ריזיגער אויסברייטונג פון אויבן און געפרעגט וועגן זיין סטרוקטור און צוזאמענשטעלונג. איינע פון די יסודות'דיגע פראגעס פון קאסמאלאגיע באהאנדלט די פארעם פון דעם אוניווערס. איז עס פלאך, געבויגן, אדער אפשר עפעס גאר אנדערש? די פראגע קען אויסזען אבסטראקט, אבער עס האט טיפע אימפליקאציעס פאר אונזער פארשטאנד פון דעם אוניווערס'ס פארגאנגענהייט, געגענווארט און צוקונפט.
די געאמעטריע פון דעם אוניווערס
כדי צו פארטיפן זיך אין דער אוניווערס'ס פארעם, מוזן מיר ערשט אפשאצן דעם קאנצעפט פון געאמעטריע אויף קאסמאלאגישע מאסשטאבן. "פארעם" דא באדייט נישט א פשוטע 2D אדער 3D פארעם; אלא, עס באציט זיך צו די אלגעמיינע געאמעטריע פון צייט-רוים, וואס קען באשריבן ווערן מיט פרינציפן פון דער טעאריע פון אלגעמיינער רעלאטיוויטעט, פארגעשלאגן דורך אלבערט איינשטיין.
אין דעם קאנטעקסט, קען די אוניווערס האבן איינע פון דריי מעגלעכע גלאבאלע געאמעטריעס:
1. פלאַך (אויקלידיש): דאָס באַדײַט אַז די וועלט פֿאָלגט די געוויינטלעכע כּללים פֿון אויקלידישער געאָמעטריע, וואו פּאַראַלעלע ליניעס טרעפֿן זיך קיינמאָל נישט, און די ווינקלען פֿון אַ דרייַעק לייגן זיך צו צו 180 גראַד. אין עיקר, אַ פלאַך וועלט גלייכט צו אַ צוויי-דימענסיאָנעלער פלאַך וואָס איז אויסגעשטרעקט אומענדלעך אין אַלע ריכטונגען.
2. פארמאכט (ספעריש): א פארמאכטע וועלט האט א פאזיטיווע קרומקייט, ענליך צו דער צוויי-דימענסיאנאלער אויבערפלאך פון א ספער. אין אזא וועלט, קאנווערדזשירן זיך פאראלעלע ליניעס עווענטועל, און די ווינקלען פון א דרייעק לייגן זיך צו צו מער ווי 180 גראד. דאס ווייזט אויף א פארמאכטן, ענדלעכן, אבער אומבאגרענעצטן וועלט, וואו רייזן ווייט גענוג אין איין ריכטונג וואלט עווענטועל אייך צוריקגעברענגט צו אייער אנפאנגספונקט.
3. אָפֿן (היפּערבאָליש): אַן אָפֿן אוניווערס האָט אַ נעגאַטיווע קרומקייט, וואָס פֿירט צו אַ זאָטל פֿאָרעם. דאָ, פּאַראַלעלע ליניעס פֿאַרשיידן זיך, און די ווינקלען פֿון אַ דרייַעק לייגן זיך צו ווייניקער ווי 180 גראַד. דאָס קאָרעספּאָנדירט צו אַן אומענדלעכן, אומבאַגרענעצטן אוניווערס וואָס פֿאַרברייטערט זיך אויף אייביק.
אבזערוואציאנעלע אנווייזונגען: קאסמישער מייקראַוועוו הינטערגרונט און גרויס-מאָסשטאַביגע סטרוקטור
צו באַשטימען די פֿאָרעם פֿונעם אוניווערס, פֿאַרלאָזן זיך קאָסמאָלאָגן אויף פֿאַרשידענע אָבסערוואַציעס, ספּעציעל די קאָסמישע מיקראָוועוו הינטערגרונט (CMB) ראַדיאַציע, וואָס איז די נאָכגלייך פֿונעם גרויסן קלאַפּ. די CMB אָפערט אַ מאָמענטבילד פֿונעם אוניווערס בערך 380,000 יאָר נאָך זײַן אָנהייב.
אנאליזירן די CMB'ס טעמפעראטור וואקלענישן גיט וויכטיגע איינבליקן אין די אוניווערס'ס געאמעטריע. אויב די אוניווערס איז פלאך, זאלן די וואקלענישן אונז דערשיינען אין א באשטימטער פארזעבארע גרייס. פארקערט, אין א פארמאכטער אדער אפענער אוניווערס, וואלטן די מוסטערן אויסגעזען אנדערש צוליב די קרומונג-עפעקטן.
אבזערוואציעס פון דעם פלאנק סאטעליט, וואס האט געמאַפּט דעם CMB אין אויסגעצייכנטע דעטאַלן, פֿאָרשלאָגן אַז די אוניווערס איז רעלאַטיוו נאָענט צו פלאַך. די דאַטן ווײַזן אַז די געאָמעטרישע פּאַראַמעטערס שטימען זייער נאָענט צו יענע פון אַ פלאַך אוניווערס ווען מען פֿאַרגלײַכט זיי מיטן נאָרמאַלן קאָסמאָלאָגישן מאָדעל.
דערצו, שטודירן די גרויס-מאָסשטאַביגע פאַרשפּרייטונג פון גאַלאַקסיעס און קאָסמישע סטרוקטורן, צוזאַמען מיט גראַוויטאַציאָנעלער לענסינג (די בייגן פון ליכט געפֿירט דורך מאַסיווע אָביעקטן), פארשטארקט דעם מיינונג. די מעטאָדן באַשטעטיקן די מסקנא אַז די קרומקייט פון דער אוניווערס איז שטאַרק גענייגט צו פלאַכקייט.
אינפלאַציע טעאָריע
דער באַגריף פון קאָסמישער אינפֿלאַציע, איינגעפֿירט דורך אַלאַן גוט און אַנדערע אין די פֿריִע 1980ער יאָרן, גיט אַן איבערצייגנדיקן ראַם פֿאַר דער פֿאָרעם פֿון דער אוניווערס. אינפֿלאַציע שטעלט פֿאָר אַז די אוניווערס האָט דורכגעמאַכט אַן עקספּאָנענציעלע עקספּאַנסיע בלויז פֿראַקציעס פֿון אַ סעקונדע נאָך דעם גרויסן קלאַפּ, וואַקסנדיק מיט אַן אַסטראָנאָמישן פֿאַקטאָר. די שנעלע עקספּאַנסיע וואָלט אויסגעצויגן יעדע אָנהייבנדיקע קרומקייט, מאַכנדיג דעם אָרט אויסזען אין עסענץ גלאַט, נישט קוקנדיק אויף זײַן אָריגינעלער פֿאָרעם.
אזוי, קאסמאישע אינפלאציע נישט נאר אָפפערט א מעכאניזם צו דערקלערן פארוואס אונזער אוניווערס דערשיינט פלאַך, נאר אויך לייזט עס אויף עטלעכע אנדערע קאָסמאָלאָגישע פּראָבלעמען, ווי צום ביישפּיל דער האָריזאָנט און פלאַכקייט פּראָבלעמען.
טונקעלע ענערגיע און דעם אוניווערס'ס גורל
באַטראַכטן די פלאַךקייט פון דעם אוניווערס איז אויך פארבונדן מיט דיסקוסיעס וועגן זיין לעצטן גורל, געטריבן מערסטנס דורך דער מיסטעריעזער קראַפט באַקאַנט ווי טונקעלע ענערגיע, וואָס קאָנסטיטוטירט וועגן 70% פון דער אוניווערס'ס ענערגיע געדיכטקייט. טונקעלע ענערגיע איז פאַראַנטוואָרטלעך פֿאַר דער אַקסעלערירטער יקספּאַנשאַן וואָס מיר באַמערקן אין קאָסמאָס.
אין אַ פלאַכער אוניווערס דאָמינירט דורך טונקעלע ענערגיע, וועט די יקספּאַנשאַן ווייטער פאַרגיכערן אויף אומבאשטימטע צייט, וואָס וועט פירן צו אַ קאַלטער, וויסטער צוקונפט באַקאַנט ווי דער "גרויסער פריז" אָדער "היץ טויט", וואו שטערן לעשן זיך ביסלעכווייַז אויס, און גאַלאַקסיעס דריבן באַזונדער אין דער טינט-שוואַרצקייט פון אַן שטענדיק-עקספּאַנדירנדיקן קאָסמאָס.
מעגלעכע אַלטערנאַטיוון און צוקונפֿטיקע פּראַספּעקטן
כאָטש איצטיקע באַווייַזן שטיצן שטאַרק אַ פלאַכן אוניווערס, איז עס קלוג צו באַמערקן אַז מעסטונגען קומען מיט מאַרדזשינס פון טעות. עס בלייבט אַ מעגלעכקייט אַז דער אוניווערס קען זיין אַ ביסל קרומען, כאָטש די קרומקייט וואָלט זיין גאָר סאַטאַל.
צוקונפטיגע פארשריטן אין אבזערוואציאנעלע טעכנולוגיע און מעטאדן קענען נאך מער פארבעסערן אונזער פארשטאנד. פראיעקטן וואס צילן צו שאפן מער דעטאלירטע מאפעס פון די CMB און גרויס-מאסשטאב סטרוקטור, ווי אויך שטודיעס פון גראוויטאציאנעלע כוואליעס, קענען אדער פארשטארקן דעם פלאכן אוניווערס מאדעל אדער אויפדעקן נואנסן וואס ווייזן אויף א קליינע קרומקייט.
לעצט רעפלעקטיאָנס
די פראגע צי דער אוניווערס איז פלאך אדער קרום רירט אן די עסענץ פון אונזער זוכעניש צו פארשטיין דעם קאסמאס. עס שטייט ביים צוזאמענפלוס פון טעארעטישע פיזיק, קאסמאלאגיע, און אסטראנאמישע אבזערוואציע. כאטש באווייזן ליינען זיך יעצט צו א פלאכן אוניווערס, איז עס א עדות צו דער שיינקייט פון וויסנשאפט אז צוקונפטיגע אנטדעקונגען קענען איבערפארעמען אונזער פארשטאנד.
לעצטendlich, צי פלאַך צי קרומען, איז די פֿאָרעם פֿונעם אוניווערס פֿאַרבונדן מיט זײַנע אָנהייבן, דינאַמיק און גורל. דער דראַנג צו אַנטפּלעקן די סודות אונטערשטרייכט מענטשהייטס שטענדיקע זוכעניש נאָך וויסן, צו פֿאַרשטיין די סטרוקטור פֿונעם קאָסמאָס, און מיר קומען נענטער צו פֿאַרשטיין אונדזער אָרט אין אים.
