宇宙はどんな形をしているのでしょうか？

宇宙がどこで、どのように、あるいは終わるのかさえも知るために答えなければならない質問には限りがありません。しかし、すべての証拠は、私たちがただ自由な形の虚空に浮かんでいるのではないことを示しています。トランポリンがボールを落としたときにたわむように、空間は質量のあるものの周りで曲がります。ブラックホールは宇宙の池の小石のように重力波のさざ波を送り出します。そして、銀河間の隙間は時間とともに伸びたりねじれたりします。これらすべての歪みは、全体がどのように形作られるかについてのひらめきを与えてくれます。巨大な物体が時空の構造に小さなくぼみや丘を点在させていますが、天体物理学者は、これらすべての変化が平均化される方法によって、宇宙の真の形が明らかになる可能性があると考えています。宇宙は内側よりも外側に曲がっているのでしょうか、それともすべてが基本的に平らになるのでしょうか。これらのスケッチは、その伸びがどのように機能するかを示しています。

私たちの宇宙は、私たちが故郷と呼ぶ地球と同じくらい丸いかもしれません。この現実では、どの方向に進んでも、最終的には出発点に戻ってきます。赤道を一周するのと同じです。ただし、このビジョンは無限ではありません。歩いているときに、果てしなく未踏の地を見つけることはできません。しかし、終わりは始まりとシームレスにつながるため、その端に到達することはありません。

この天上のプリングルは、ビッグバンから残った膨張を遅らせるのに十分な質量を持たない宇宙を説明するのに最適な方法です。それを抑えるのに必要な密度がなければ、時空は内側に沈み、無限に伸びます。この 4D 現象 (時間を忘れないでください!) の 2D スケッチを完全に描くことは不可能ですが、鍵となるのは次の点です。平行線に沿って動き始めた 2 つの物体は、時空が歪むにつれてますます離れていきます。

宇宙の初期の物質の分布と、今日のエネルギーと物質の密度に関する知識に基づいて、ほとんどの天体物理学者は、宇宙はおそらく平坦であると考えています。平行線を移動する物体は平行のままです。しかし、この一見単純な形状に絶望する必要はありません。紙を巻いて複雑なメビウスの輪を作ることができるのと同じように、私たちが住む世界は、あらゆる種類の多次元的な曲がりくねった曲がりを行っても、平坦さを保っている可能性があります。

宇宙の簡単な歴史

紀元前130億年初めに、すべてのものは一つの物質の塊の中に存在していました。ビッグバンによって、今日私たちが目にする広大な無が生まれました。

西暦1000年代、ペルシャでアブ・ライハン・アル・ビールーニーが地球の自転を提唱し、万物が私たちの周りを回っているという考えに疑問を投げかけました。

1584年、イタリアの理論家ジョルダーノ・ブルーノは、太陽系がすべての存在の中心ではなく、多くの存在の中の一つの集団であると主張しました。

1929年、エドウィン・ハッブルは望遠鏡による銀河の運動の観測により、宇宙は静止しているのではなく、常に膨張していることが証明されました。

1964年、米国による宇宙マイクロ波背景放射の発見により、ほとんどの天文学者がついにビッグバン理論の妥当性を確信した。

このストーリーはもともと『Popular Science』誌の『Out There』号に掲載されました。