Ako je svemir beskonačan, fizika dopušta nešto jezivo: vašeg identičnog dvojnika
Negdje u svemiru, ako je prostor beskonačan, postoji vaš identičan dvojnik. Ta je mogućnost matematički dozvoljena, a njena cijela priča kreće od rezultata svemirske sonde Planck iz 2018. godine, kada se iz jednog dijela podataka pojavila neobična mogućnost: prostor možda nije savršeno ravan.
Riječ je o mjerenju temperaturnih fluktuacija bez uključenog gravitacionog sočiva, koje je pokazivalo blagu, ali upornu zakrivljenost, kao da se prostor zatvara sam u sebe.
Planckov zvanični, osnovni zaključak iz iste godine ostao je u skladu s ravnim svemirom, ali ta konkretna naznaka bila je dovoljno postojana da postane zaseban predmet rasprave.
Kada se Planckovi podaci kombinuju s nezavisnim BAO mjerenjima, koja razbijaju geometrijsku degeneraciju svojstvenu samom CMB signalu, preferenca za zatvorenu geometriju nestaje i rezultat postaje u skladu s ravnim svemirom.
Ta razlika nije greška u računu. Ona je simptom nečega dubljeg, spora koji nakon osam godina i dalje traje, i koji je u međuvremenu postao još čudniji nego što je bio 2018.
Spor koji se ne stišava
Eleonora Di Valentino, Alessandro Melchiorri i Joseph Silk su 2019., u časopisu Nature Astronomy, pokazali da zakrivljenost izmjerena isključivo iz Planck-ovih podataka prirodno objašnjava i jednu drugu, dugo poznatu anomaliju u istim podacima, pojačano gravitaciono sočivo u spektru zračenja.
Njihov zaključak nije bio da je svemir sigurno zatvoren, nego da bi uobičajena pretpostavka o ravnom svemiru mogla sakrivati ozbiljniju neusklađenost unutar cijelog kosmološkog modela.
Dio te priče se od tada ipak smirio.
Matthieu Tristram je sa saradnicima 2024. objavio potpuno prerađenu obradu istih Planck mjerenja, zasnovanu na posljednjoj generaciji mapa (PR4) i unaprijeđenom modelu zračenja iz naše galaksije.
Rezultat, ΩK = -0,012 ± 0,010, odstupa od savršeno ravnog svemira za svega 1,2 standardne devijacije, što sami autori opisuju kao vrijednost u skladu s ravnim svemirom.
Direktno poređenje sa originalnom Plik analizom iz 2018. nije jednostavno, jer je riječ o drugačijem pristupu obradi istih osnovnih mjerenja, ali razlika sugeriše da je barem dio Planckove "zatvorenosti" iz 2018. mogao biti posljedica konkretnog metoda obrade podataka, a ne nužno svojstvo samog prostora.
Ali kad se u priču uključe nezavisna mjerenja, baš kad se činilo da se spor gasi, on je ponovo planuo, sa suprotnim predznakom.
Saradnja DESI, koja mjeri akustične oscilacije bariona u raspodjeli galaksija, objavila je 2024. da kombinacija njenih podataka sa CMB mjerenjima daje ΩK = +0,0024 ± 0,0016, tehnički različitu od nule, ali unutar granice koja se u praksi smatra ravnim svemirom.
Druga serija DESI podataka (DR2), objavljena 2025., dodatno je pooštrila napetost između DESI mjerenja i CMB-a, ali rezultat i dalje zavisi od izabrane kombinacije podataka i kosmološkog modela.
Prema uobičajenoj konvenciji, gdje pozitivna vrijednost odgovara otvorenoj, a negativna zatvorenoj geometriji, dio tih kombinacija sada blago favorizuje otvorenu, a ne zatvorenu geometriju.
Statistička i modelna neizvjesnost, ipak, još je prevelika da bi se moglo govoriti o otkriću zakrivljenog svemira.
Deng Wang je sa saradnicima 2025., u radu dostupnom na arXiv-u, pokazao da ta ista naklonost otvorenom svemiru prelazi tri standardne devijacije kad se DESI podaci kombinuju sa mjerenjima udaljenih supernova, a kod pojedinih kombinacija podataka dostiže i pet.
Njihov zaključak nije da je svemir sigurno otvoren, nego da postoji dodatna napetost između zaključaka koje daju mjerenja ranog svemira i nezavisna niskocrvena mjerenja, napetost koja bi, ako se potvrdi, dovela u pitanje i standardne modele kosmičke inflacije.
Fizičari se, drugim riječima, i dalje ne slažu, samo su 2026. u sporu sa suprotne strane nego 2018.
Tri moguća oblika, ako se spor ikad razriješi
Ako se pokaže da zakrivljenost zaista postoji, bilo u jednom ili drugom pravcu, svemir bi bio zatvoren, ali bez ivice, nešto poput trodimenzionalne verzije površine lopte: mrav koji hoda po kori pomorandže vidi samo mali dio te kore, ali bi se, nastavi li hodati pravo, vratio na polaznu tačku, a da nikad nije naišao na rub.
Postoji i asimetrična varijanta istog principa, oblik nalik krofni, gdje prostor nije isti u svim pravcima, pa bi svjetlost dalekih galaksija do nas stizala putevima različite dužine, i teoretski bismo istu zvijezdu mogli vidjeti kako se rađa na jednoj strani neba, a umire na drugoj.
Ako je, s druge strane, prostor ravan i beskonačan, kako trenutno sugeriše većina, ali ne sva mjerenja, nema ničega "izvan" njega, jer izvan svega, po definiciji, ne postoji ništa.
Kako bismo uopšte znali
Da bi neka od zatvorenih geometrija bila moguća, mora ostati bez traga koji već ne bismo primijetili.
Neil Cornish je sa saradnicima 2004. pokrenuo pretragu pod nazivom metoda krugova na nebu: tražili su parove krugova jednake temperature u kosmičkom mikrotalasnom zračenju, trag koji bi ostao da se svjetlost iz istog izvora, poslije obilaska zatvorenog svemira, susretne sa samom sobom.
Ni ta ni kasnije pretrage takve krugove nisu pronašle.
Odsustvo signala ne dokazuje da je svemir beskonačan, ali stavlja donju granicu na veličinu bilo koje zatvorene geometrije: ako je svemir zatvoren, mora biti veći od otprilike 24 gigaparseka, oko 78 milijardi svjetlosnih godina, gotovo dvostruko više od cijelog posmatračkog svemira.
Ono što vidimo ni samo nije potpuno izbrojano.
Christopher Conselice je sa saradnicima sa Univerziteta u Nottinghamu 2016., na osnovu dubinskih snimaka Hubble teleskopa i matematičkih modela raspodjele mase galaksija, procijenio da posmatrački svemir sadrži oko dva biliona galaksija, deset puta više od ranijih procjena.
Pet godina kasnije, Tod Lauer je sa saradnicima iskoristio mjerenja sonde New Horizons, tada već daleko iza Plutona i van sjaja zodijačke svjetlosti koja zamagljuje posmatranja sa Zemlje, da izmjeri ukupnu količinu svjetlosti u najtamnijim dijelovima neba.
Izmjerena svjetlost bila je otprilike dvostruko veća od integrisane svjetlosti galaksija iz postojećih kataloga.
To samo po sebi ne potvrđuje ni broj od dva biliona galaksija ni njegovo opovrgavanje: rezultat pokazuje da dio optičke pozadine još nije jednostavno objašnjen poznatim galaksijama.
Beskonačno koje ipak ima početak
Ako se ravan, beskonačan svemir na kraju pokaže tačnim, nameće se naizgled logički problem: kako nešto oduvijek beskonačno uopšte može imati početak, i kako se prostor koji je već svuda prisutan može širiti i postati veći.
Veliki prasak nije bio eksplozija iz jedne tačke u prostor koji je već postojao, nego trenutak u kojem je sav prostor, uključujući i onaj beskonačni dio koji ne možemo vidjeti, bio neizmjerno gušći nego danas.
Širenje ne znači da se na rubu nečega pojavljuje novi prostor, nego da se rastojanje između svake dvije tačke u tom prostoru, konačnom ili beskonačnom, povećava s vremenom.
Beskonačan prostor, prema tome, može imati početak u vremenu i može se širiti, a da nikad nije bio ništa manje beskonačan nego što je danas.
Šta bi beskonačnost značila za vas lično
Ako je prostor zaista beskonačan i fizika svuda ista, iz toga slijedi jedna dodatna, mnogo spekulativnija posljedica, ne kao dokazana činjenica, nego kao matematička implikacija određenih pretpostavki.
Fizičar Max Tegmark je 2003., u radu objavljenom u zborniku posvećenom Johnu Wheeleru, primijetio da kvantna fizika svakom dijelu prostora veličine posmatračkog svemira dozvoljava samo konačan broj mogućih raspoređaja čestica, čak i uz pretpostavku da je taj dio vreo koliko je fizički moguće.
Ako se prihvate obje pretpostavke, da je prostor doslovno beskonačan i da je taj broj kombinacija zaista konačan, onda bi se, prema njegovom proračunu, raspored čestica identičan bilo kojem drugom statistički morao ponoviti negdje dalje u prostoru.
Ne zato što postoji neki obrazac koji se vraća u pravilnim razmacima, nego naprosto zato što vjerovatnoća da se nijedna kombinacija nikad ne ponovi, u beskonačnom broju pokušaja, pada na nulu.
Tegmarkova procjena, izvedena isključivo iz brojanja mogućih kvantnih stanja, a ne iz bilo kakvog posmatranja, kaže da bi se, pod tim pretpostavkama, najbliža identična kopija Zemlje, uključujući identičnu kopiju svakog čitaoca ovog teksta, trebalo da nalazi na otprilike 101029 metara, broj koji se piše kao jedinica praćena sa sto oktiliona nula.
To ne znači da takva kopija zaista postoji. Znači da bi njeno nepostojanje, ako su ulazne pretpostavke tačne, bilo statistički čudnije od njenog postojanja.
Do tada, spor ostaje otvoren
Razmjer te udaljenosti toliko je apsurdan da bi se čitav posmatrački svemir, sa svim svojim galaksijama, mogao ponoviti nezamisliv broj puta prije nego što biste stigli do takve kopije, ali sve to ostaje uslovno na jednom neriješenom pitanju.
Naredna generacija instrumenata za mjerenje kosmičkog mikrotalasnog zračenja, među njima LiteBIRD i Simons opservatorij, trebalo bi u narednoj deceniji da suzi mjerenje zakrivljenosti dovoljno da napokon presudi u sporu koji je otvorio Planck, a koji su DESI i najnovija mjerenja supernova, umjesto da zatvore, samo preusmjerili u drugom pravcu.
Do tada jednačine ostaju uslovne. One i dalje dopuštaju dvojnika, negdje iza broja koji se ne da zamisliti, u prostoru za koji ne znamo ni da li ima kraj.
IZVORI
- Di Valentino, E., Melchiorri, A. i Silk, J. (2020). "Planck evidence for a closed Universe and a possible crisis for cosmology." Nature Astronomy, 4, 196-203.
- Tristram, M. i saradnici (2024). "Cosmological parameters derived from the final (PR4) Planck data release." Astronomy & Astrophysics, 682, A37.
- DESI Collaboration (2024). "DESI 2024 VI: Cosmological Constraints from the Measurements of Baryon Acoustic Oscillations."
- DESI Collaboration, Abdul-Karim, M. i saradnici (2025). "DESI DR2 Results II: Measurements of Baryon Acoustic Oscillations and Cosmological Constraints."
- Wang, D., Mena, O., Capozziello, S. i Mota, D. (2025). "Do low-redshift observations open the doors to an open universe?"
- Cornish, N. J., Spergel, D. N., Starkman, G. D. i Komatsu, E. (2004). "Constraining the Topology of the Universe." Physical Review Letters, 92, 201302.
- Tegmark, M. (2003). "Parallel Universes." Scientific American / Science and Ultimate Reality, Cambridge University Press.
- Conselice, C. J., Wilkinson, A., Duncan, K. i Mortlock, A. (2016). "The Evolution of Galaxy Number Density at z < 8 and its Implications." The Astrophysical Journal, 830(2), 83.
- Lauer, T. R. i saradnici (2021). "New Horizons Observations of the Cosmic Optical Background." The Astrophysical Journal, 906(2), 77.
Aquarius
Istraživač nepoznatog koji voli dobru priču. Neću ti prodati senzaciju samo zbog klika. Ako ti se sviđaju moji tekstovi, tvoja podrška bi mi mnogo značila da nastavim dalje.