Возможно, мы никогда не узнаем.
Когда Галилео Галилей направил свой первый телескоп в небо в 1610 году, он обнаружил «скопления бесчисленных звезд», скрытые в полосе света, называемой Млечным путем. В тот день наш космос рос в геометрической прогрессии. Примерно три века спустя космические границы снова взорвались, когда астрономы построили телескопы, достаточно большие, чтобы показать, что Млечный Путь - лишь одна из многих «островных вселенных». Вскоре они узнали, что Вселенная тоже расширяется, а галактики удаляются друг от друга со все возрастающей скоростью.
С тех пор все более крупные телескопы показали, что наблюдаемая Вселенная простирается на непостижимые 92 миллиарда световых лет в поперечнике и содержит, возможно, 2 триллиона галактик. И все же астрономы все еще задаются вопросом, насколько больше Вселенной находится за пределами того, что они наблюдают.
«Вселенная всегда была немного больше того, что мы видим», - говорит Вирджиния Тримбл из Калифорнийского университета в Ирвине, астроном и специалист по истории этой области.
Строительство больших телескопов больше не поможет расширить космос. «Телескопы наблюдают только наблюдаемое. «Назад во времени нельзя заглянуть дальше возраста Вселенной», - объясняет космолог, лауреат Нобелевской премии, Джон Мазер из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА, который также является главным научным сотрудником космического телескопа Джеймса Уэбба. «Итак, мы полностью ограничены. Мы уже видели все, что вы могли себе представить ». На краю мы видим остатки свечения от Большого взрыва - так называемое космическое микроволновое фоновое излучение (CMB). Но это не какой-то волшебный край вселенной. Наш космос продолжает жить. Мы просто можем никогда не узнать, как далеко.
В последние десятилетия космологи пытались разгадать эту загадку, сначала определив форму Вселенной, как древнегреческий математик Эратосфен вычислил размер Земли с помощью простой тригонометрии. Теоретически наша Вселенная может иметь одну из трех возможных форм, каждая из которых зависит от кривизны самого пространства: седловидная (отрицательная кривизна), сферическая (положительная кривизна) или плоская (без кривизны).
Немногие отстаивают седлообразную вселенную, но сферический космос имеет смысл для нас, землян. Земля круглая, как и Солнце и планеты. Сферическая вселенная позволит вам плыть в космос в любом направлении и вернуться туда, откуда вы начали, как экипаж Фердинанда Магеллана, совершающий кругосветное путешествие. Эйнштейн назвал эту модель «конечной, но неограниченной вселенной».
Но, начиная с конца 1980-х годов, серия орбитальных обсерваторий, построенных для изучения реликтового излучения, проводила все более точные измерения, показывающие, что пространство вообще не имеет кривизны. Она плоская до пределов того, что могут измерить астрономы - если это сфера, это такая огромная сфера, что даже вся наблюдаемая Вселенная не регистрирует никакой кривизны.
«Вселенная плоская, как [бесконечный] лист бумаги», - говорит Мазер. «Согласно этому, вы могли бы продолжать бесконечно далеко в любом направлении, и Вселенная была бы такой же, более или менее». Вы бы никогда не подошли к краю этой плоской вселенной; вы бы только нашли все больше и больше галактик.
Это все хорошо для большинства астрономов. Плоская Вселенная согласуется как с наблюдениями, так и с теорией, поэтому эта идея сейчас лежит в основе современной космологии.
Проблема в том, что, в отличие от сферической вселенной, плоская может быть бесконечной - или нет. И нет никакого реального способа увидеть разницу. «Что вы могли бы найти, чтобы увидеть, существует ли бесконечная вселенная?» - говорит Тримбл. «Никто не знает».
Вместо этого астрономы надеются, что ответ может быть получен из теории - модели, которая так или иначе может предложить косвенное доказательство. Например, Стандартная модель физики предсказывала существование множества частиц, таких как бозон Хиггса, за много лет до того, как они были открыты. Однако физики все еще предполагали, что эти частицы реальны.
«Если у вас есть хорошее описание всего, что вы наблюдали до сих пор, и оно предсказывает, что что-то правда, то вы ожидаете, что это так», - говорит Тримбл. «Вот как большинство ученых думают о том, как работает наука».