Kosmos może przypominać pączka — tyle że takiego "amerykańskiego" (czyli donuta). Mówiąc w zgodzie z terminologią matematyczną — Wszechświat może mieć kształt torusa. Można go sobie wyobrazić jako okrąg, który został obrócony wokół linii prostej znajdującej się w pewnej odległości od niego. W wyniku tego powstaje powierzchnia o dwóch zasadniczych właściwościach: wewnętrzna część przypomina rurę, a całość jest symetryczna względem osi obrotu.
W takim wszechświecie możliwe byłoby podróżowanie w przestrzeni i powrót do punktu wyjścia, co sugerują fizycy w artykule opublikowanym 26 kwietnia w "Physical Review Letters". W przypadku topologii trywialnej, każdą zamkniętą "ścieżkę" można zredukować do punktu. Dajmy na to, jeżeli chcemy okrążyć Ziemię brzydko mówiąc "w poziomie", to kierując się na biegun północny, możemy znacznie zredukować "ścieżkę", którą będziemy podążać — właściwie do punktu. To zdecydowanie nie zadziała w przypadku toroidu, który ma topologię nietrywialną (lub: antydyskretną).
Powszechnie uważa się, że Wszechświat charakteryzuje się topologią trywialną, choć naukowcy nie są tego pewni. Dragan Huterer z University of Michigan w Ann Arbor uważa, że możliwość istnienia wszechświata o nietrywialnej topologii jest fascynująca i że przez ów fakt może nie być możliwe zmierzenie jego rzeczywistych rozmiarów.
Wszechświat o takiej topologii przypominałby odrobinę gry, w których przesunięcie się na skraj ekranu powoduje powrót postaci ze strony przeciwnej. Naukowcy poszukują oznak takiej topologii Wszechświata w mikrofalowym promieniowaniu tła, które pochodzi z czasów, gdy Wszechświat miał zaledwie 380 000 lat. Jeśli przestrzeń we Wszechświecie ma nietrywialną topologię, możliwe jest zaobserwowanie tej samej cechy w więcej niż jednym miejscu na niebie. Badacze szukali identycznych i choćby subtelnych korelacji między różnymi punktami w promieniowaniu tła, ale jak dotąd bezskutecznie.
Są jednak naukowcy, którzy twierdzą, że istnieje szansa, iż Wszechświat ma skomplikowaną topologię. Wcześniejsze badania dotyczyły tylko niewielkiego podzbioru możliwych topologii, takich jak trójwymiarowy torus — sześcian, który zapętla się jak trójwymiarowa wersja wspomnianego wyżej "ekranu gry", w której postać idąca na lewy skraj, pojawia się z prawej strony — tyle że w trójwymiarze. W takim Wszechświecie, opuszczenie dowolnej strony sześcianu powoduje powrót do przeciwległej strony. Tutaj jednak też nie znaleziono przekonujących dowodów na tego typu topologię Wszechświata
Rozważono więc 17 możliwych nietrywialnych topologii wszechświata. Okazało się, że większość z nich nie została jeszcze wykluczona. W badaniach oceniono, jakie sygnatury pojawiłyby się w kosmicznym mikrofalowym tle dla różnych typów topologii. Przyszłe analizy promieniowania mogą ujawnić wskazówki dotyczące złożonych topologii.
Poszukiwania te będą wymagające pod kątem obliczeń, prawdopodobnie więc naukowcy skorzystają z uczenia maszynowego. Planuje się również analizę danych z nadchodzących badań rozmieszczenia galaktyk — między innymi na te z teleskopu kosmicznego Euclid od Europejskiej Agencji Kosmicznej.
Pikanterii sprawie dodaje fakt, że "asymetrię" Wszechświata można wyjaśnić właśnie za pomocą nietrywialnej topologii, co stanowi jedną z największych nowych zagadek kosmologii. Tylko, czy kiedykolwiek uda nam się dotrzeć do zadowalających odpowiedzi na temat jego "kształtu"? Kiedyś najpewniej tak. Pytanie tylko, kiedy.
Hej, jesteśmy na Google News - Obserwuj to, co ważne w techu