Anche se è molto, molto, molto grande, ma l'universo probabilmente non può essere infinitamente grande. Ma questo non significa che abbia un vantaggio.
Sappiamo tutti che l'universo si sta espandendo, non è vero? Bene, se non lo sapessi, non ringraziare per l'informazione. Viviamo in un universo in espansione: ogni galassia vola via da qualsiasi altra galassia. Questo porta naturalmente alla domanda generale: "Se l'Universo si espande, allora in che cosa si espande? In un grande universo? Nel nulla? In qualcosa di simile a una nebbia indefinita? Dov'è il bordo della nostra bolla cosmica?
Bene, il nostro Universo ha un vantaggio - cioè, se per "il nostro Universo" intendiamo l'Universo osservato. La velocità della luce è solo velocità - e l'Universo esiste da molto tempo (circa 13,77 miliardi di anni). Ma per noi, questo significa che solo così tanto dell'Universo ci è stato rivelato attraverso la luce, che ha viaggiato attraverso vaste distanze cosmiche. E cosa c'è oltre il nostro limite osservato? È facile: solo più cose come galassie e buchi neri e nuove, fantastiche varietà di formaggio. Queste cose sono irraggiungibili per noi, ma sono ancora lì.
Dal nostro punto di vista, sembra che siamo al centro di tutto, e ogni galassia vola via da noi. Quindi questo porta naturalmente alla linea di ragionamento: "Ci deve essere un vantaggio". Ma, diciamo, sei saltato su Andromeda, il nostro vicino più vicino nella Galassia. Da questo nuovo punto di vista, tutto sembra ancora al centro dell'universo e tutto vola lontano da te. Ora diventiamo davvero pazzi e fingiamo di poterti teletrasportarti alla galassia più lontana osservata, all'estremità della nostra portata d'osservazione. Indovina cosa? Sì, dalla tua posizione sembra che tu stia nel centro dell'Universo, e ogni galassia (inclusa la lontana Via Lattea) si allontani da te. Questo è ciò che intendiamo quando diciamo: "L'universo si sta espandendo". Ogni galassia viene rimossa da qualsiasi altra galassia (con alcune eccezioni minori da fusioni locali, ma questo è un argomento per un altro articolo).
Ma dovrebbe esserci un limite, giusto? L'universo non può essere infinito, giusto? Giusto?
Beh, probabilmente no. Sebbene questo sia un universo molto, molto, molto grande, ma probabilmente non è infinitamente grande.
Ma lei non ha ancora bisogno di bordi.
Pensa ancora al salto dalla galassia alla galassia. Dal lato della Via Lattea, l'Universo sembra un'enorme bolla di sapone che aumenta di dimensioni dal nostro centro. Ma da un'altra galassia questa bolla universale sembra diversa, perché quest'altra galassia è nel "centro" della bolla ... E la tentazione di chiamare concetti come "dentro" o "bordo" nel nostro Universo non ha senso dal punto di vista di una nuova prospettiva . E questo è vero per ogni galassia.
Lo dirò di nuovo: "l'universo in espansione" significa semplicemente che ogni galassia si sta allontanando da qualsiasi altra galassia. Eccolo! Non c'è margine. Nessuna bolla Niente da espandere. La matematica è semplice: l'universo si ingrandisce con il tempo. Questo è tutto.
Facciamo un passo indietro. Tutti conoscono queste analogie comuni usate per descrivere l'universo in espansione: le galassie sono come formiche che strisciano attorno a un pallone da spiaggia. Siamo tutti appena uvetta in una pagnotta di pane. E - oh! La palla è gonfiata! Sì! Un pezzo di pane cresce nel forno! Lo spazio si espande e le galassie vengono portate con sé! Ci vediamo Facile!
Queste analogie, ovviamente, ci danno un punto importante: le galassie non volano e non valzer a una distanza l'una dall'altra. Questo è lo spazio sotto di loro, che fa tutto il lavoro di espansione; le galassie si trovano solo sul tappeto cosmico. Ma anche queste analogie portano un difetto fatale. Possiamo facilmente immaginare di gonfiare un pallone da spiaggia o un pane in crescita, e pensiamo subito che si espandano in qualcosa: aria vuota. Il pallone da spiaggia ha la pelle. Il pane ha un delizioso, fresco. Hanno i bordi e si muovono in qualcosa.
La nostra mente ci ha preso in giro e questo ci inganna e nasconde ciò che realmente accade.
Quando usiamo l'analogia delle formiche sulla spiaggia, la prima cosa che la gente dice: "Perché le formiche?". Non lo so basta uscire con esso. E la seconda cosa che la gente dice: "Oh, il centro dell'universo è proprio lì, nel mezzo della palla". In questo momento devo saltare con le restrizioni per analogia: il nostro intero universo è la superficie di una palla gonfiabile. E la superficie della palla non ha centro. Proprio come la superficie della terra non ha centro. Potremmo fare i pali ovunque volessimo.
Nel modello palla-spiaggia, il nostro intero Universo è una superficie bidimensionale piena di formiche idiote che cercano di strisciare l'uno verso l'altro, ma non possono, perché alcuni continuano a gonfiarlo con uno strattone. Ok, bene, qualunque cosa. Questo modello dell'Universo è bidimensionale, ma agli occhi della nostra mente pensiamo immediatamente alla sua espansione nella terza dimensione, una dimensione in cui le formiche non possono accedere perché non possono saltare. Ma questa dimensione extra fornisce "spazio" in modo che la palla si espanda in qualcosa.
Ma il nostro vero universo è tridimensionale. Mentre la teoria delle stringhe suggerisce che potrebbero esserci delle dimensioni aggiuntive, sono tutte subminiature, quindi non vengono prese in considerazione. Quindi c'è una quarta dimensione aggiuntiva che fornisce "materiale" per espandere il nostro Universo in qualcosa? Forse sì, forse no. Ecco cosa: la matematica può creare una quarta dimensione per la nostra espansione 3D dell'universo in qualcosa. E avremmo sicuramente un "vantaggio" in questa dimensione aggiuntiva, quindi puoi anche puntare al "bordo" della superficie della spiaggia 2D della palla.
Ma non è necessario.
Non abbiamo bisogno di una quarta dimensione per coprire il nostro universo. Abbiamo una descrizione matematica completa e coerente dell'espansione dell'Universo, usando solo le normali tre dimensioni quotidiane che conosciamo e amiamo. Quindi, questo significa che possiamo avere un Universo in espansione senza bisogno di un margine o qualcosa in modo che si espanda in qualcosa.
Ammetto di avere problemi a spiegare questo concetto. Ma questa è la bellezza dell'uso della matematica per comprendere l'Universo: possiamo creare e manipolare concetti, perché il nostro cervello semplicemente non può farcela da solo!
