O nouă analiză a datelor obținute cu ajutorul satelitului Plank arată că geometria Universului ar fi ne-euclidiana – o geometrie sferică, în care lumina s-ar putea întoarce de unde a pornit după ce „a înconjurat tot Universul”. Dacă așa stau lucrurile, ar fi o revoluție cu consecințe greu de imaginat.

Modelul pe care il avem despre nasterea si evolutia Universului porneste cu un Big Bang – un eveniment care ar fi dat nastere Universului – in urma caruia Universul, la inceput extrem de dens si cald, ar fi inceput o expansiune care continua si in prezent, devenind din ce in ce mai rece, cu structurile pe care le vedem astazi: galaxii, stele, planete si…noi.

Care este insa geometria Universului? Pana in prezent se credea ca aceasta este o geometrie euclidiana, adica una in care doua linii paralele nu se intalnesc niciodata si suma interna a unghiurilor unui triunghi este intotdeauna 180 de grade. Geometria pe care o invatam la scoala.

Teoria relativitatii generale a lui Einstein, cea care leaga geometria Universului de cantitatea de materie si energie din Univers, ne arata insa cum ca geometria acestuia, cel putin din punct de vedere teoretic, ar putea sa nu fie euclidiana, adica, de exemplu, suma unghiuruilor unui triunghi in Univers ar putea sa fie mai mare sau mai mica de 180 de grade.

Cum putea masura geometria Universului? Una dintre metodele puse la punct de cercetatori este cea in care aceasta geometrie este legata de anizotropia radiatiei de fond din Univers: acea radiatie care a luat nastere la circa 380.000 de ani dupa Big Bang, cand lumina s-a separat de materie. Aceasta radiatie se poate masura si se pot observa mici variatiuni care au legatura cu distributia materie in Univers si cu geometria acestuia.

Datele obtinute in trecut de experimentele BOOMERANG si WMAP aratau cum ca anizotropia radiatie  cosmice de fond este compatibila cu un univers cu geometrie euclidiana, ceea ce corespundea cu asa-numitul model cosmologic standard.

Iata insa ca un nou rezultat, obtinut in urma analizei datelor obtinute cu satelitul Plank, ar putea introduce o revolutie in cosmologie si in fizica moderna. Un grup de cercetatori a analizat aceste date, rezultatele fiind publicate in revista Nature Astronomy, care arata cum ca geometria Universului ar fi de fapt sferica – o geometrie ne-euclidiana, in care suma unghiurilor unui triunghi cosmic ar fi mai mare de 180 de grade. Asemanator cu ceea ce se intimpla cu unghiurile unui triunghi desenat pe o sfera, insa in cazul Universului sfera ar fi nu o suprafata bi-dimensionala, ci tri-dimensionala (de fapt chiar pautru dimensiuni, tanand cont si de timp). O astfel de geometrie inchisa este extrem de diferita fata de cea infinita, euclidiana, si daca intr-adevar asa stau lucrurile tot ceea ce am inteles pana acum despre Univers ar trebui revazut. O geometrie sferica ar avea o consecinta extrem de interesanta: lumica care s-ar propaga pe ceea ce ar semana cu o linie dreapta s-ar intoarce in punctul de plecare – asa cum linia ecuatorullui pe o sfera se reintoarce de unde a pornit.

Cat de sigura este insa aceasta descoperire? Diferenta fata de geometria euclidiana, daca e sa dam crezare noului studiu, ar fi de 4% - suficient insa ca sa schimbe radical imaginea noastra asupra nasterii si evolutiei Universului.

S-ar putea insa ca datele folosite sa aiba erori sistematice, adica introduse de aparat sau de metoda de analiza a datelor, care inca nu au fost identificate si care ar putea justifica rezultatul obtinut. Tocmai pentru a verifica acest lucru in viitor vor fi efectuate noi masuratori, de exemplu la Simons Observatory, care vor confirma sau nu rezultatul acesta extraordinar.

Un Univers inchis, cu o geometrie sferica, ar pune in criza modelul cosmologic actual – ar fi nevoie practic de un nou model, capabil sa explice de la capat cum a luat nastere si cum a evoluat Universul nostru, in care mergand mereu inainte te reintorci de unde ai pornit.

 

Articol scris de Cătălina Oana Curceanu, prim cercetător în domeniul fizicii particulelor elementare şi al fizicii nucleare, Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Roma, Italia) şi colaborator al Scientia.ro