นักจักรวาลวิทยาถามคำถามเกี่ยวกับประวัติและวิวัฒนาการของเอกภพในระดับเชิงพื้นที่และเชิงเวลาที่ใหญ่ที่สุด จักรวาลขยายตัวเร็วแค่ไหน? มวล-พลังงานชนิดต่างๆ ในนั้นมีความหนาแน่นเท่าใด อนาคตของมันคืออะไร? และมันเริ่มต้นอย่างไรและเมื่อไหร่? ในตอนแรกคำถามเกี่ยวกับจักรวาลเหล่านี้อาจดูห่างไกลจากสาขาคณิตศาสตร์ที่รู้จักกันในชื่อโทโพโลยี ซึ่งเป็นการศึกษารูปทรงในระดับพื้นฐานที่สุด
มันไม่ได้เกี่ยวกับมุม
มุม และระนาบของรูปทรงเรขาคณิต แต่เกี่ยวกับรูปร่างที่ยืดหยุ่นได้ ด้ามจับและรูที่ไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยการดัดและยืด ในทางทอพอโลยี ลูกบอลจะเหมือนกับแก้วและแก้วกาแฟแบบด้ามจับเดียวจะเหมือนกับวงแหวน แต่เห็นได้ชัดว่ารูปทรงเรขาคณิตของพวกมันแตกต่างกัน
ในทำนองเดียวกัน เราต้องแยกคำถามเกี่ยวกับรูปทรงเรขาคณิตของเอกภพออกจากคำถามเกี่ยวกับโทโพโลยีทั้งจักรวาลวิทยาและโทโพโลยีย้อนกลับไปถึงชาวกรีกโบราณและน่าจะเป็นมนุษย์กลุ่มแรกที่ไม่มีเวลาคิดเลย อย่างไรก็ตาม ในช่วงสองสามศตวรรษที่ผ่านมาทั้งสองได้กลายเป็นวิทยาศาสตร์ที่เหมาะสม
แต่ละคนอาศัยสิ่งที่เป็นที่รู้จักในชื่อเรขาคณิตที่ไม่ใช่แบบยุคลิด ซึ่งเป็นสาขาหนึ่งของคณิตศาสตร์ที่เป็นรากฐานที่สำคัญของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ และยังจำเป็นต้องระบุโทโพโลยีที่เป็นไปได้ที่สามารถอธิบายเอกภพได้ โดยนักจักรวาลวิทยาชาวฝรั่งเศส ไม่ใช่แค่ภาพรวมที่เป็นที่นิยมสองเท่า
ของการรวมกันของทั้งสองศาสตร์ แต่ยังเป็นปลั๊กที่ไม่ซับซ้อนเกินไปสำหรับแนวคิดของผู้เขียนที่ว่าเอกภพอาจมีขนาดใหญ่เทียบเท่ากับ ที่จับหรือรู เขาให้เหตุผลว่าจักรวาลสามารถเชื่อมต่อกันเป็นทวีคูณได้ เช่นเดียวกับ “โลก” ของเกมคอมพิวเตอร์ที่การเลื่อนออกจากขอบด้านขวาของหน้าจอ
จะนำคุณกลับมาทางซ้าย และการเคลื่อนออกจากด้านบนจะนำคุณกลับสู่ด้านล่าง (ดู“ ห้องโถงกระจกแห่งจักรวาล” )ข้อโต้แย้งของ Luminet สร้างขึ้นจากข้อเท็จจริงที่ว่าโทโพโลยีที่เป็นไปได้สำหรับพื้นผิวเฉพาะ (เช่น หน้าจอคอมพิวเตอร์ หรือโครงสร้างของกาลอวกาศ-เวลา) นั้นเกี่ยวข้องกับวิธี
ที่คุณสามารถเรียง
หรือเทเซลเลตพื้นผิวโดยใช้รูปแบบซ้ำๆ เช่น ภาพพิมพ์ของ MC Escher ที่แขวนอยู่ในหอพักของวิทยาลัยทั่วโลก รูปแบบการทำซ้ำแต่ละรายการ เรียกว่าโดเมนพื้นฐาน กำหนดโทโพโลยีพื้นฐาน
ตัวอย่างเช่น ให้เรากลับไปที่เกมคอมพิวเตอร์ “โลก” ซึ่งโดเมนพื้นฐานเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า
โทโพโลยีของเกมคอมพิวเตอร์ “โลก” คือทอรัสเหมือนพื้นผิวของโดนัท เพื่อให้เห็นภาพ ให้นำแผ่นยางสี่เหลี่ยม (แทนหน้าจอคอมพิวเตอร์) มาพันขอบด้านซ้ายชิดด้านขวาทำเป็นทรงกระบอก ตอนนี้เข้าร่วมทั้งสองด้าน โปรดทราบว่าเกมคอมพิวเตอร์และโดนัทมีความเท่าเทียมกันทางทอพอโลยี
แต่มีรูปทรงเรขาคณิตที่แตกต่างกัน: เกมมีลักษณะแบนราบ ในขณะที่โดนัทมีลักษณะโค้งเราสามารถขยายแนวคิดในการปูกระเบื้องพื้นผิวให้มีมิติที่สูงขึ้นได้ง่ายพอ ตัวอย่างเช่น โดเมนพื้นฐาน 3 มิติหนึ่งที่เป็นไปได้ซึ่งเรียงต่อกันเป็นสเปซ Euclidean 3D คือลูกบาศก์ สิ่งสำคัญคือ
กระบวนการเดียวกันนี้สามารถขยายไปยังพื้นผิวโค้งและพื้นที่หลายมิติได้เช่นกัน ซึ่งเป็นสิ่งที่จำเป็นในการเชื่อมโยงกับท่อร่วมโค้ง 4 มิติที่นักจักรวาลวิทยาเริ่มอธิบายผ่านการวัดที่มีความแม่นยำสูงของจักรวาลหนังสือของ Luminet ครอบคลุมสาขาวิชาทั้งสองนี้ ได้แก่ จักรวาลวิทยาและโทโพโลยี
และประวัติความเหลื่อมล้ำของทั้งสองสาขา ตลอดจนการวัดที่มีความแม่นยำสูงเหล่านี้ เขาจดจ่ออยู่กับการสังเกตการณ์ของ Cosmic Microwave Background (CMB) ซึ่งเป็นรูปแบบซ้ำๆ ซึ่งอาจเป็นเครื่องหมายของโทโพโลยียุคแรกเริ่ม เขาปิดหนังสือลงด้วยคำแนะนำแรกจากดาวเทียม COBE
ที่วัดพื้นหลัง ร่วมกับการทดลองโดยใช้บอลลูน MAXIMA และ BOOMERANG ซึ่งข้อมูลดังกล่าวอาจเข้ากันได้กับแนวคิดทอพอโลยีของเขาในฉบับภาษาอังกฤษฉบับใหม่ที่กำลังตรวจสอบที่นี่ Luminet ได้ปรับปรุงข้อความต้นฉบับ (เขียนในปี 2544) โดยเพิ่มภาคผนวกที่กล่าวถึงการวิเคราะห์
ที่เขาและเพื่อนร่วมงานได้ทำกับข้อมูลล่าสุด เขาอ้างว่าการวิเคราะห์ของพวกเขาเผยให้เห็นความชอบที่แข็งแกร่งสำหรับโดเมนพื้นฐานในรูปทรงของ dodecahedron แม้ว่าโดเมนนั้นจะอยู่ในเอกภพไฮเปอร์ทรงกลมที่โค้ง แทนที่จะเป็นเรขาคณิตแบบยุคลิด 3 มิติแบบแบนที่เราสามารถนึกภาพได้ง่ายขึ้น
อนิจจา การดูรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับข้อมูลที่เกี่ยวข้องที่ได้รับจาก Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) ของ NASA แสดงให้เห็นว่าข้อสรุปดูเหมือนไม่มีเหตุผล ท่ามกลางกลุ่มอื่นๆ ฉันและเพื่อนร่วมงานของฉัน Anastasia Niarchou และ Levon Pogosian สรุปได้ว่าข้อมูล
“สเปกตรัมกำลัง”
ที่ใช้ในงานต้นฉบับของ Luminet ไม่รับประกันคำอธิบายทางสถิติใดๆ นอกเหนือจากแบบจำลองจักรวาลวิทยามาตรฐานวานิลลาธรรมดา: เชื่อมต่ออย่างเรียบง่ายและแบนเชิงพื้นที่ จักรวาล. การตรวจสอบรูปแบบโดยละเอียดของความผันผวนของ CMB ตามที่ Niarchou และฉันได้ทำเมื่อเร็วๆ นี้ — ด้วยวิธีการที่ใช้ข้อมูลที่มีอยู่ทั้งหมด — แสดงให้เห็นว่าโมเดลที่ต้องการของ Luminet นั้นไม่ชอบอย่างแรง
ยิ่งไปกว่านั้น คำอธิบายของ Luminet เพิกเฉยต่อจุดอ่อนที่สำคัญของข้อเสนอของเขา นั่นคือต้องการให้เอกภพมีรูปทรงเรขาคณิตที่โค้งเล็กน้อยมาก ในทางกลับกัน รัศมีของเอกภพไฮเปอร์ทรงกลม (มาตราส่วนความโค้ง) เทียบได้กับระยะทางที่เรียกว่าฮับเบิล
(ระยะทางที่ลำแสงสามารถเดินทางได้ตั้งแต่บิกแบง) ทำไมตัวเลขเหล่านี้จึงควรเกือบเท่ากัน? อันที่จริงแล้ว โทโพโลยีที่น่าสนใจ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อจับคู่กับเรขาคณิตโค้ง ไม่จำเป็นหรือสนับสนุนเป็นพิเศษจากข้อมูล ในทางตรงกันข้าม คุณสมบัติที่สำคัญอย่างหนึ่งของการพองตัวของเอกภพ
Credit : writeoutdoors32.com pandorabraceletcharmsuk.net averysmallsomething.com legendofvandora.net talesofglorybook.com tvalahandmade.com everyuktown.com bestbodyversion.com artedelmundoecuador.com ellenmccormickmartens.com
