Когда Галилео Галилей направил свой первый телескоп на небо в 1610 году, он обнаружил "скопления бесчисленных звезд", скрытых в полосе света, называемой Млечный Путь. В тот день космос рос экспоненциально. Примерно три столетия спустя, космические границы снова расширились, когда астрономы построили телескопы, достаточно большие, чтобы показать, что Млечный Путь - всего лишь одна из многих "островных вселенных".- Вскоре они узнали, что Вселенная тоже расширяется, а галактики удаляются друг от друга с возрастающей скоростью.
С тех пор, всё более крупные телескопы показали, что наблюдаемая Вселенная охватывает непостижимые 92 миллиарда световых лет в поперечнике и содержит, возможно, 2 триллиона галактик. И всё же, астрономы всё ещё задаются вопросом, насколько велика Вселенная, за пределами наблюдаемых границ.
"Вселенная всегда была немного больше того, что мы можем видеть", - говорит Вирджиния Тримбл из Калифорнийского университета в Ирвине, астроном и эксперт в области истории Вселенной.
"Создание больших телескопов больше не поможет расширить космос - телескопы наблюдают только то, что могут наблюдать. Вы не можете заглянуть назад во времени дальше, чем возраст Вселенной",-объясняет Нобелевский лауреат космолог Джон Матер из Центра космических полетов Годдарда НАСА.
"Так что мы полностью ограничены. Мы уже видели так далеко, как вы только могли себе представить." На краю мы видим остаточное свечение от Большого Взрыва - реликтовое излучение. Но это не какой-то волшебный край Вселенной. Наш космос продолжает двигаться. Мы просто никогда не узнаем, насколько далеко.
В последние десятилетия космологи пытались решить эту загадку, сначала определив форму Вселенной, подобно древнегреческому математику Эратосфену, вычислявшему размеры Земли с помощью простой тригонометрии. Теоретически наша Вселенная может иметь одну из трех возможных форм, каждая из которых зависит от кривизны самого пространства: седловидную (отрицательная кривизна), сферическую (положительная кривизна) или плоскую (отсутствие кривизны).
Мало кто отстаивал седловидную вселенную, но сферический космос имеет смысл для нас, землян. Земля круглая, как солнце и планеты. Сферическая Вселенная позволит вам плыть в космосе в любом направлении и в конечном итоге вернуться туда, откуда вы начали, как экипаж Фердинанда Магеллана, совершивший кругосветное плавание. Эйнштейн назвал эту модель "конечной и в то же время неограниченной Вселенной.”
Но начиная с конца 1980-х годов, серия орбитальных обсерваторий, построенных для изучения реликтового излучения, делала всё более точные измерения, показывающие, что пространство вообще не имеет кривизны. Оно плоское до пределов того, что астрономы могут измерить - если это сфера, то сфера настолько огромная, что даже вся наша наблюдаемая Вселенная не регистрирует никакой кривизны.
"Вселенная плоская, как бесконечный лист бумаги", - говорит Мейтер. - В соответствии с этим, вы могли бы продолжать бесконечно далеко в любом направлении, и Вселенная была бы точно такой же." Вы никогда не доберётесь до края этой плоской Вселенной; вы только найдёте всё больше и больше галактик.
Это всё 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. И нет никакого реального способа определить разницу. - Что вы можете найти, чтобы увидеть, существует ли бесконечная вселенная?- Говорит Тримбл. - Никто точно не знает.”
Поэтому астрономы надеются, что ответ может быть получен из теоретической модели, которая так или иначе может дать косвенное доказательство. Например, стандартная модель физики предсказывала существование множества частиц, таких как бозон Хиггса, задолго до того, как они были открыты.
"Если у вас есть хорошее описание всего, что вы наблюдали до сих пор, и оно предсказывает, что что-то верно, тогда вы ожидаете, что это так”, - говорит Тримбл. - Именно так думает большинство ученых о том, как работает наука."
