يمكن أن يتشكل الكون مثل بيت المرح الغريب والملتوي: ScienceAlert

منذ أن أظهر ألبرت أينشتاين أن المكان والزمان يمكن أن يكونا متضائلين، ومشوهين، وممتدين من الشكل مثل مرتبة قديمة في فندق رخيص، نظر علماء الكونيات إلى الأعلى وفكروا في نوع الطعام الذي يشبه كوننا إلى حد كبير من حيث الشكل.

هل هو على شكل برينجل لانهائي، الانحناء للأعلى وللخارج إلى الأبد إلى الأبد؟ هل يمكن أن تكون بيتزا مسطحة تمامًا إذا تجاهلت نتوءات البيبروني المجرية والمادة المظلمة الجبنية؟ ربما تكون أشبه بكرة لحم حارة، تنحني للخلف حتى تلتقي بنفسها من جميع الجوانب.

أو ربما يكون الأمر أشبه بكعكة الدونات التي تشكل حلقات مغلقة بأبعاد متعددة. قام فريق دولي من علماء الكون، الذين شكلوا مؤخرًا مجموعة تسمى COMPACT Collaboration، بتحليل التوهج المتبقي من الانفجار الكبير وخلصوا إلى أنه لا يوجد شيء في أنماطه يستبعد مثل هذا المشهد الكوني، إذا كان ينحرف في الاتجاه الصحيح، على الأقل.

نظرًا لأن “الدونات الكونية الملتوية” ليست مصطلحًا رياضيًا حقيقيًا (حتى الآن)، يستخدم الباحثون هذا المصطلح 3- الحيد لوصف الاحتمال المحير للعقل بأن تدس نفسك في مؤخرة رأسك بعصا يبلغ طولها عشرات المليارات من السنين الضوئية بغض النظر عن الاتجاه الذي تواجهه.

نعم، لقد قرأت ذلك بشكل صحيح. وبطريقة أخرى، يمكن أن يكون كوننا بمثابة كرنفال ترفيهي عملاق، حيث بدلا من سلسلة من المرايا، ينحني الزمكان في كل اتجاه مما يسمح لك – من الناحية النظرية – برؤية جيوبك الخلفية إذا حدقت بقوة كافية.

إنه احتمال مغري تمت إعادة النظر فيها على مر السنين، وليس فقط بسبب انحياز الفيزيائيين للحلويات اللذيذة. يمكن للأشكال الغريبة على نطاق واسع أن توجهنا إلى الفيزياء حول كيفية نشأة كوننا من بذرة … حسنًا، شيء ما.

منذ ما يقرب من 13.8 مليار سنة، كان كل ما يمكننا رؤيته (وفي هذا الصدد، كل ما لا نستطيع رؤيته) محشورًا في مساحة صغيرة مستحيلة لم يصفها العلم بعد، مما يتطلب مزيجًا من فيزياء الكم والنسبية العامة لم نصل إليه بعد. للهبوط عليها.

ماذا يستطيع يتم وصفها هي اللحظات التي يتمدد فيها الفضاء وتبرد المادة الموجودة بداخله. في مرحلة ما، توسع الكون بدرجة كافية حتى يتمكن بعض إشعاعه الكهرومغناطيسي من تجنب الحشود الكثيفة من الإلكترونات وتجميد النوى الذرية.

لقد تمكن جزء صغير من تلك الفوتونات الحرة من تجنب الاصطدامات منذ ذلك الحين، حيث كانت تطن بسعادة بينما أدى توسع الفضاء إلى تمديد الضوء إلى شعرية طويلة وباردة من إشعاع الميكروويف.

ويسمى هذا “التوهج” منخفض الطاقة بإشعاع الخلفية الكونية الميكروي (CMB). إن رسم خرائط للتغيرات الدقيقة في توهج CMB يمكن أن يعطينا فكرة تقريبية عما تبدو عليه اللحظات الأولى للتوسع. في حين أن هذا مفيد لبعض النماذج، إلا أن المقياس والأنماط داخل الخريطة تعتمد إلى حد كبير على كيفية تشكيل الفضاء، مما يترك النظريات الأخرى مفتوحة.

إذا كنا نعيش داخل بيتزا عملاقة؟ ويجب أن تعكس جميع هذه التقلبات بدقة نفس المقياس. حصلت على الكون برينجل؟ قد ينحني الضوء بطريقة تجعل الاختلافات أصغر مما تظهر. كرات اللحم؟ ربما يكون الضوء قد تضخم.

وإذا كان دونات؟ سيكون الكون مسطحًا طوبولوجيًا، مثل البيتزا، فقط مع أنماط متكررة قد تشير إلى ظواهر تفتح آفاقًا جديدة جذريًا في سعينا لفهم أصول كل شيء.

ولسوء الحظ، لم يتم بعد رؤية علامات واضحة لهذه الحلقات المغلقة من المكان والزمان في CMB. قبل أن تصرخ “لقد أُغلقت القضية وأين جانبي من خبز الثوم المجري؟”، يقول أعضاء COMPACT Collaboration إنه لا ينبغي لنا أن نكون متسرعين إلى هذا الحد.

في المنشور الافتتاحييجادل الفريق بأن بعض الأكوان ذات الشكل الغريب المبنية على الأشكال الأكثر ملتوية للحلقة الثلاثية لا تزال متوافقة مع الإشعاع CMB.

في حين أن الكعكة العادية تواجه مشكلات عند مقاييس معينة، إلا أننا لا نستطيع بسهولة استبعاد إصدارات الطارة التي تحريف الضوء بطريقة تشوه الأنماط ولكنها تحتفظ بالارتباط.

إن البحث عن تلك الارتباطات قد يكشف عن سمات غريبة للشكل العام لكوننا، ربما مع التقلبات والمنحنيات التي تتطلب تفسيرات فيزيائية جديدة.

ربما نظرية هومر سيمبسون أن الرسوم الكاريكاتورية المثيرة للاهتمام لستيفن هوكينج لم تكن سخيفة على الإطلاق.

وقد نشر هذا البحث في رسائل المراجعة البدنية.