Как ученые измеряют форму Вселенной?

Я хотел бы узнать, как ученые измеряют крупномасштабную кривизну Вселенной, чтобы определить, является ли Вселенная закрытой, «т.е. сферической», плоской или открытой, «т.е. седловидной».

Моя упрощенная мысль заключается в том, что вы можете измерить углы углов действительно большого треугольника и посмотреть, составляют ли они в сумме <180, 180 или> 180 градусов. Однако я не могу представить, как вы могли бы сделать это на практике (во всяком случае, не без владения Ningi).

Ссылка Автостопом по Галактике: «Триганик Пу» — это денежная единица. Обменный курс восьми нинги к одному пу достаточно прост, но, поскольку нинги представляет собой треугольную резиновую монету длиной шесть тысяч восемьсот миль вдоль каждой стороны, никто никогда не собирал достаточно денег, чтобы владеть одним пу. Нинги не являются оборотной валютой, потому что галактибанки отказываются торговать мелочью.

Очень рекомендую прочитать книгу Диониса Бургера "Страна сфер". Это «продолжение» гораздо более старой книги «Флатландия» Эдвина Эбботта, в которой этот вопрос обсуждается с точки зрения спуска в измерение — так что, если бы мы жили в 2D, как бы мы измеряли кривизну нашей 2D-вселенной в более высоких измерениях? когда мы не можем испытать их.

Ответы (2)

Именно на эту тему есть отличный доклад Лоуренса Краусса . Я не могу рекомендовать смотреть его достаточно высоко, вы должны начать смотреть его, даже не дочитав оставшуюся часть этого поста.

Таким образом, мы можем смоделировать материю сразу после Большого взрыва в то время, когда мы видим космический микроволновый фон, и определить характерные масштабы расстояний «комковатости» Вселенной в этой точке. Тогда мы можем увидеть комковатость Вселенной, наблюдая космическое микроволновое фоновое излучение с высоким разрешением. Теперь у нас есть что-то, с чем мы можем сравнить ожидаемый визуальный размер с кажущимся визуальным размером, что дает нам информацию о форме Вселенной между ними.

В астрономии мы измеряем расстояния одним из двух способов: 1) светимость объекта уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния или 2) угловой размер объекта обратно пропорционален расстоянию. В закрытой Вселенной светимость или угловой размер будут уменьшаться с расстоянием медленнее (параллельные линии в конечном итоге сойдутся), а в открытой Вселенной светимость или угловой размер будут уменьшаться с расстоянием быстрее (параллельные линии в конечном итоге расходятся). Вы можете визуализировать это с помощью двумерных аналогов, таких как поверхности сферы или седла.

На практике эволюция и расширение Вселенной делает подобные тесты невозможными, и нам приходится полагаться на математическое моделирование.