เหตุใดจึงไม่มีศูนย์กลางของจักรวาล

ประมาณ 14 พันล้านปีก่อน ทุกสิ่งที่เรารู้เริ่มต้นจากบิ๊กแบง อย่างไรก็ตาม ความเข้าใจผิดที่พบบ่อยคือการคิดว่ามันเป็นการระเบิด เหตุการณ์จริงไม่ได้ระเบิดเป็นอะไรเลย พื้นที่และเวลาถูกสร้างขึ้นเป็นจักรวาลเริ่มต้นขึ้น- การนึกภาพว่าเป็นการระเบิดทำให้เราคิดว่ามันเริ่มต้นจากจุดใดจุดหนึ่งโดยเฉพาะ แต่ก็ไม่เป็นเช่นนั้น

บิ๊กแบงเกิดขึ้นทุกที่ ในมือขวาและมือซ้ายของคุณ ในเมืองไวนอต รัฐนอร์ทแคโรไลนา และในกาแล็กซีแอนโดรเมดา เมื่อนักดาราศาสตร์พูดว่าทุกที่จริงๆ แล้วหมายถึงทุกที่ เนื่องจากไม่มีจุดเริ่มต้นเพียงจุดเดียว ระยะทางทั้งหมดในจักรวาลจึงเป็นศูนย์ ดังนั้นทุกจุดในจักรวาลจึงอยู่ในที่เดียวกันอย่างมีประสิทธิภาพ: ทุกที่

มีศูนย์กลางของจักรวาลหรือไม่?

คำตอบสั้น ๆ คือไม่ คำตอบที่ยาวกว่ามีดังนี้

จักรวาลที่มองเห็นได้นั้นเกี่ยวกับ94 พันล้านปีแสง- มันคือทุกสิ่งที่เราเห็น หากเราพิจารณาสิ่งนั้น เราก็เป็นศูนย์กลางของมัน มันคือมองเห็นได้จักรวาลในที่สุด สิ่งที่เราเห็นมีคุณสมบัติที่สำคัญมากสองประการที่กำหนดโดยนักจักรวาลวิทยา: เป็นแบบไอโซโทรปิกและสม่ำเสมอ ไอโซทรอปิกหมายความว่าจะมีลักษณะเหมือนกันไม่ว่าคุณจะมองไปในทิศทางใดก็ตาม และแบบสม่ำเสมอหมายความว่าหากมองในระดับที่ใหญ่ที่สุดจะเหมือนกันทุกที่

ข้อเท็จจริงเหล่านี้แจ้งให้เราทราบเพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับจักรวาลโดยรวม ซึ่งใหญ่กว่าจักรวาลที่เรามองเห็นมาก เรายังไม่รู้ว่าเอกภพทั้งมวลนั้นใหญ่กว่านี้อีกมากเพียงใด ดังนั้นเอกภพของเราจึงอาจจะพิเศษหรืออาจเป็นตัวแทนของเอกภพทั้งหมด

สู่ความเป็นอนันต์และเหนือไปกว่านั้น

สถานการณ์ที่ง่ายที่สุดในการจัดการคือจักรวาลไม่มีที่สิ้นสุด สิ่งใดที่เป็นอนันต์ไม่มีศูนย์กลาง ตอนนี้ สมองลิงตัวน้อยของเราไม่ได้พัฒนาเพื่อให้เห็นภาพแนวคิดเรื่องอนันต์ แต่ถ้ามีอะไรเกิดขึ้นตลอดไป เราก็ถือว่าไม่มีจุดกึ่งกลางพิเศษ

อย่างไรก็ตาม ไม่แน่นอนว่าจักรวาลจะคงอยู่ตลอดไป แต่อาจมีขอบเขตจำกัด ประสบการณ์ของเรากับโลกบอกเราว่าหากบางสิ่งมีขนาดจำกัด ก็จะมีจุดศูนย์กลาง เช่น ลองนึกถึงลูกบาศก์หรือทรงกลม น่าเสียดายที่ประสบการณ์ของเราไม่ได้แปลไปสู่จักรวาลโดยรวม เนื่องจากเรขาคณิตที่เราคุ้นเคยมากที่สุดไม่ใช่เรขาคณิตของจักรวาลที่มีขอบเขตจำกัด เราต้องรับมือกับแนวคิดเรื่องความโค้ง และอีกครั้งที่สมองของเราไม่ได้ถูกสร้างมาให้รับมือความโค้งในสามมิติ-

การเปรียบเทียบที่ง่ายกว่า (แต่ไม่สมบูรณ์) คือ: “ถ้าคุณคิดถึงพื้นผิวของทรงกลม ถ้ามีเพียงเท่านี้ก็ไม่มีจุดศูนย์กลาง ศูนย์กลางของทรงกลมอยู่นอกช่องว่างนั้นใช่ไหม? มันไม่ใช่ของจริง” ศาสตราจารย์ปีเตอร์ โคลส์ นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีจากมหาวิทยาลัยเมย์นูท กล่าวกับ IFLScience

“คุณคิดว่าทรงกลมถูกฝังอยู่ในพื้นที่สามมิติ และศูนย์กลางอยู่ในพื้นที่สามมิตินั้น แต่ถ้าทั้งหมดมีพื้นที่สองมิติ มันก็ไม่มีจุดศูนย์กลาง”

ทั้งหมดนี้หมายความว่าจักรวาลไม่มีศูนย์กลาง เท่าที่เราสามารถบอกได้ฟิสิกส์ของเราดำเนินการในสี่มิติอวกาศ-เวลาความต่อเนื่อง เมื่อพิจารณาด้วยมิติที่มากขึ้น ความโค้งอาจบ่งบอกถึงตำแหน่งศูนย์กลาง แต่ถ้ามีสิ่งนั้นก็จะไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของจักรวาลของเราอย่างที่เราเข้าใจได้