آیا کیهان تخت و صاف است؟
بسیاری از کلاهبرداران شبانه روز سعی بر این دارند که به منظور رونق بیزنس خود، به جامعه تحمیل کنند که زمین تخت است، اما آیا همچین تصوری در مورد کیهان صحیح است؟ بر اساس نظریه نسبیت عام آلبرت انیشتین: زمان و فضا و ماده در یک فعل و انفعال پویا بر یکدیگر تأثیر می گذارند. کیهان می تواند در طول زمان مانند یک بالون منبسط شود. می تواند برآمدگی و فرورفتگی داشته باشد یا می تواند به سرعت منقبض شود. نظریه نسبیت عام انیشتین نشان می دهد که برای مثال یک ستاره نوعی فرورفتگی در ساختار فضا-زمان ایجاد می کند. کیهان نیز دارای هندسه می باشد!
چند سال پس از اینکه انیشتین فرمول های نظریه نسبیت عام خود را پیدا کرد، فیزیکدان روسی الکساندر فریدمن از آنها به عنوان مبنایی برای توسعه مدل های ریاضی کیهان استفاده کرد. از پارامتر‌های این معادلات که در قالب یک پارامتر خلاصه می‌‌شوند می توان به سه شکل ممکن از کیهان دست پیدا کرد، یعنی یک کیهان بسته، یک کیهان باز و یک کیهان تخت! در تصویر بالا سه صورت ممکن از کیهان را ملاحظه می‌کنید. این سه بسته به اینکه پارامتر‌های بحرانی چه باشند از این نظریه سر بر می‌‌آورند!
انحنای فضایی ناشی از چگالی ماده و انرژی کیهان در رابطه با انبساط است. هر چه ماده بیشتر باشد، گرانش آن بیشتر با نیروی در حال انبساط مقابله می کند. اگر چگالی کیهان خیلی کم باشد، انبساط برای همیشه ادامه می یابد – انحنای فضا منفی است. از سوی دیگر، اگر کیهان دارای جرم کافی برای توقف انبساط باشد و در نهایت حتی منجر به فروپاشی کیهان شود، از انحنای مثبت صحبت می شود.
اندازه‌گیری‌های رصدخانه‌های فضایی WMAP و پلانک نشان می‌دهند که کیهان از نظر انحنا در فضا بر روی یک خط باریک بین انحنای مثبت و منفی قرار گرفته است، به عبارت دیگر فضا در کیهان مسطح است. این بدان معنی است که چگالی نزدیک به مقدار بحرانی ۱ است. بنابراین کیهان تقریباً دقیقاً در تعادل بین گسترش دائمی و فروپاشی است. نکته کلیدی در اینجا “تقریبا” است، برای اینکه چگالی بحرانی دقیقا ۱ نیست و اگر یک میبود، اصلا مشکلی وجود نمیداشت و کیهان برای همیشه ثابت و پایدار باقی می‌‌ماند، و فضای کیهان کاملا تخت میبود، اما از آنجا که این چگالی تقریبا ۱ است، این یعنی که کیهان در چند میلیارد سال گذشته صرفا پایدار بوده و انحنای فضا تقریبا صاف و مسطح بوده است! چرا چگالی تقریبا یک و کیهان از میلیارد‌ها سال پیش پایدار بوده است را نمی توان با استفاده از مدل کلاسیک بیگ بنگ توضیح داد و این یکی از مشکلات این نظریه است!
طبق نظریه موسوم به تورم، کیهان بلافاصله پس از مهبانگ به حد شدیدی رشد پیدا کرد که هر انحنای فضا عملاً از بین رفت. پیدا نیست که چه انرژی باعث تورم شد. فقط در صورتی میتوان پیشرفت بیشتر کیهان را به خوبی توصیف کرد که فرض بشود در ابتدا نوعی تورم کیهانی وجود داشته است! از آنجا که چگالی بحرانی قابل سنجش کیهان در حال حاضر تقریبا ۱ است و دقیقا ۱ نیست، این یعنی کوچکترین انحرافی در این چگالی در زمان مهبانگ باید تا کنون انحراف قابل توجهی پیدا میکرد و قابل سنجش هم میبود، اما این طور نیست. چرا این طور نیست، در تورم شدید کیهان پس از مهبانگ دیده می‌‌شود. هر گونه انحنا که ممکن است قبلاً در کیهان وجود داشته باشد، اگر به طرز باورنکردنی متورم شود، در نهایت صاف خواهد شد. اگر بادکنکی را به شدت باد کنید، در نهایت سطح آن تقریباً صاف می شود و بدین روی این چگالی بحرانی تقریبا یک به دست آمده است.
به صورت تجربی، کیهان (دسته کم کیهانی که بشر به آن دسترسی دارد)، دارای انحنای صاف و تخت است! به عبارت دیگر اگر چه زمین تخت نیست، اما کیهان تخت است! در اینجا توجه بشود که منظور از انحنا، فقط و فقط انحنا در فضا است، و نه در زمان. اگر انحنا در زمان را نیز در نظر بگیرید، کیهان در کل، خمیدگی در فضا و زمان خواهد داشت!
