Наверняка вы видели в научно-популярных статьях разные схемы Вселенной, где она якобы плоская, а ещё оборачивается шаром или рисует какую-то странную параболическую поверхность. И уж точно хотя бы раз слышали, что Вселенная именно плоская. Логично тут спросить... А если это и правда так и Вселенная такая, то что будет над ней, под ней или вокруг неё?
На самом деле, когда ученые говорят, что Вселенная плоская, они говорят о геометрии пространства. Это совсем другая логика и не является прямым эквивалентом действительно плоской Вселенной.
Существует три варианта геометрии пространства: закрытое, открытое и плоское, иногда называемое пространством де Ситтера, антиде Ситтера и пространством Минковского соответственно.
Для начала проигнорируйте идею «выше или ниже вселенной». Они вообще не применимы. Вместо этого просто представьте, что вы берете три точки в пространстве. Разместите их где угодно. Соедините их прямыми линиями так, чтобы получился треугольник. Вы можете разместить их в своей комнате, или на открытом пространстве, или одну точку здесь, на Земле, а две другие - в пятнах в космическом микроволновом фоновом излучении. Теперь измерьте внутренние углы этого треугольника.
В пространстве Минковского сумма внутренних углов равна 180°, как и в любом треугольнике, который вы рисуете на плоском листе бумаги. В пространстве де Ситтера сумма внутренних углов больше 180°, как и в любом треугольнике, который вы создаете на поверхности шара. В антидеситтеровском пространстве сумма внутренних углов меньше 180°, как и в любом треугольнике, который вы рисуете на поверхности чипса Pringles (при условии, что вы не давите на него так сильно, что он треснет). Вот иллюстрация того, как это будет работать на двумерной поверхности: де Ситтер вверху, антиде Ситтер в середине и Минковский внизу.
Обратите внимание, что это всего лишь проекции геометрии на поверхности 3D-объектов, которые затем проецируются на 2D-экран компьютера. Так что для вселенной Минковского представьте, что 2D-поверхность плоского листа внизу на самом деле является 3D-пространством, но «сжатым в плоскую форму». Затем сделайте то же самое для двух других: поверхность этих объектов на самом деле является 3D-пространством, но «сжатым в плоскую форму» на 2D-поверхности. Это имеет глубокое значение для размера Вселенной: пространство Минковского и пространство антиде Ситтера должны быть бесконечными, в то время как пространство де Ситтера должно быть конечным.
И это одна из причин, по которой ученые интересуются геометрией пространства: она позволяет им увидеть, бесконечна ли Вселенная или нет, и если нет, то насколько она велика.
Так почему же мы называем их «плоскими», «открытыми» и «закрытыми»?
Просто геометрия в трехмерной вселенной Минковского ведет себя как геометрия на плоской двухмерной поверхности, как на листе бумаги. Применяются те же правила. Поэтому они называют ее «плоской», поскольку «пространство Минковского» - это труднопроизносимое слово.
Аналогично, геометрия в трехмерном пространстве де Ситтера ведет себя как геометрия на двухмерной поверхности шара, который замыкается на себя. Поэтому они называют ее «закрытой», поскольку «пространство де Ситтера» - это труднопроизносимое слово.
А поскольку антидеситтеровское пространство искривлено в противоположную сторону от пространства деситтера, а противоположность закрытости - открытость, то его называют «открытым», поскольку «антидеситтеровское пространство» - ещё более труднопроизносимое слово. Все три относятся к 3D-вселенной, без верха и низа. Это просто описывает, как эти 3D-вселенные изогнуты.
В этом свете поиск чего-то вокруг рассматриваемой плоскости (объекта и т.п.) не имеет никакого принципиального значения.
Не забывайте ставить лайки 👍 и подписываться на канал ✔️, если материал понравился! Так вы увидите больше интересных статей, а моему каналу это поможет развиваться.