Tvar vesmíru: Rozdiel medzi revíziami
Smazaný obsah Přidaný obsah
d wikilinky, preklepy, skrytá poznámka - prešla som len začiatok, kvôli slabému internetu |
d preklepy, wikilinky |
||
Riadok 17:
Ako sa hovorí v úvode, zvažujú sa dva aspekty
# lokálna geometria, ktorá sa zväčša zaoberá zakrivením vesmíru, hlavne pozorovateľného
# globálna geometria, ktorá sa zaoberá topológiou vesmíru ako celku
Pozorovateľný vesmír môžeme považovať za [[guľa|guľu]] s priemerom 98 mld svetelných rokov okolo hocijakého pozorovateľa a v ktorej čím ďalej sa pozrie, tým sa pozerá viac naspäť v čase a [[červený posun]] rastie. V ideálnom prípade by sme mohli dovidieť až po [[Veľký tresk]], prakticky však dovidíme len po [[kozmické mikrovlnné pozadie]], pretože všetko predtým bolo nepriehľadné. Experimenty ukazujú, že pozorovateľný vesmír je takmer izotropný a homogénny.
Ak by pozorovateľný vesmír obsahoval celý vesmír, mohli by sme zistiť globálnu štruktúru celého vesmíru priamym pozorovaním. V opačnom prípade by naše pozorovania boli obmedzené iba na jeho časť, a preto by sme globálnu geometriu pozorovaniami nezistili.
== Zakrivenie vesmíru ==
Zakrivenie priestoru je matematickým opisom platnosti [[Pytagorova veta|Pytagorovej vety]] pre priestorové [[súradnice]]. Existujú 3 možnosti zakrivenia vesmíru.
# Ploché (súčet vnútorných uhlov
# Pozitívne zakrivený (súčet vnútorných uhlov trojuholníka je viac ako 180°)
#[[Súbor:End of universe.jpg|thumb|Lokálna geometria vesmíru je daná hodnotou parametra hustoty Ω.<br> Zhora dole: sférický vesmír Ω > 1, hyperbolický vesmír Ω < 1, a plochý vesmír Ω = 1.]] Negatívne zakrivený (súčet vnútorných uhlov trojuholníka je menej ako 180°)
Príklad plochej geometrie je [[Euklidovská geometria]], tzn. trojuholník
Zakrivená geometria je doménou [[Neeuklidovská geometria|Neeuklidovskej geometrie]]. Príklad pozitívne zakriveného povrchu by bol trojuholník na povrchu gule so
Všeobecná relativita popisuje ako hmota a energia ohýbajú časopriestor. Využíva sa na určenie zakrivenia vesmíru pomocou parametra hustoty Omega (Ω). Parameter hustoty predstavuje pomer priemernej hustoty vesmíru a
* Ak Ω = 1, tak vesmír je plochý
* Ak Ω > 1, tak vesmír je pozitívne zakrivený
Riadok 39:
* 3-rozmerná sférická geometria s malým zakrivením, označovaná ako ''S''<sup>3</sup>
* 3-rozmerná hyperbolická geometria s malým zakrivením
Parameter hustoty Ω sa dá vypočítať experimentálne dvoma spôsobmi. Prvý spôsob je zrátanie všetkej hmoty a
<math>\Omega_{mass} \approx 0.315 \pm 0.018</math>
Riadok 51:
Skutočná hodnota kritickej hustoty je <math>\rho_{critical} = 9.47 *10^{-27} kg/m^3</math>. Podľa týchto hodnôt to vyzerá, že vesmír je plochý.
Ďalší spôsob určenia Ω je geometrické meranie uhlov naprieč pozorovateľným vesmírom. To sa dá pomocou CMB a meraní spektra a anizotropie teploty. Pomocou podobnej metódy určil
==Globálna štruktúra vesmíru==
Globálna štruktúra pokrýva geometriu a topológiu celého vesmíru. Vesmír je často geodetický mnohotvar bez topologických defektov, čo značne komplikuje analýzu.Globálna geometria sa skladá z lokálnej geometrie a topológie. Z toho vyplýva, že samotná topológia neurčuje celkovú geometriu. Napr. Euklidovský 3-rozmerný priestor a hyperbolický 3-rozmerný priestor majú rovnakú topológiu, ale rozdielnu globálnu geometriu.
Štúdium globálnej štruktúry zahŕňa skúmanie
* či je vesmír nekonečný alebo konečný
* či je globálna geometria plochá, pozitívne alebo negatívne zakrivená
* či je topológia spojená jednoducho ako guľa, alebo zložito ako [[torus]]
=== Nekonečný alebo konečný ===
Jednou z momentálne nezodpovedaných otázok o vesmíre je či je konečný alebo nekonečný. Logicky tomu môžeme porozumieť
==== Ohraničený a neohraničený====
Ak predpokladáme, že vesmír je konečný,
Nekonečný vesmír (alebo nekonečný v špecifickom smere priestoru) musí byť v tom smere neohraničený.
===Zakrivenie===
Zakrivenie priestoru obmedzuje možnosti jeho topológie. Ak je priestorová geometria sférická, tak topológia je kompaktná. Pri plochej alebo hyperbolickej geometrii môže byť topológia buď kompaktná alebo nekonečná.<ref name="Luminet1995">{{cite journal
| last = Luminet
| first = Jean-Pierre
Řádek 87 ⟶ 85:
| bibcode = 1995PhR...254..135L
}}</ref> Je veľmi dôležité poznamenať, že veľa učebníc chybne uvádza, že plochý vesmír znamená nekonečný vesmír. Správna formulácia je, že plochý vesmír, ktorý je zároveň jednoducho spojený, znamená nekonečný vesmír. Napríklad Euklidovský priestor je plochý, jednoducho prepojený a nekonečný, ale torus je plochý, viacnásobne prepojený, konečný a kompaktný.
Najnovší výskum ukazuje, že ani najvyspelejšie budúce experimenty (ako SKA) nebudú schopné rozlíšiť zakrivenie vesmíru, ak bude skutočná hodnota kozmologického zakrivenia menšia ako 10<sup>−4</sup>. V prípade, ak hodnota bude väčšia ako 10<sup>−3</sup>, tak tieto geometrie môžeme rozlíšiť už teraz.<ref>{{cite journal |arxiv=0901.3354|bibcode = 2009MNRAS.397..431V |doi = 10.1111/j.1365-2966.2009.14938.x |title = How flat can you get? A model comparison perspective on the curvature of the Universe |journal = Monthly Notices of the Royal Astronomical Society |volume = 397 |pages = 431 |year = 2009 |last1 = Vardanyan |first1 = Mihran |last2 = Trotta |first2 = Roberto |last3 = Silk |first3 = Joseph }}</ref>
Výsledky misie Planck, prezentované v roku [[2015]], ukazujú že parameter zakrivenia, ΩK, je 0,000±0,005, a zhoduje sa s plochým vesmírom.<ref>[http://arxiv.org/abs/1502.01589 arxiv.org]</ref>
==== Vesmír s nulovým zakrivením ====
Vo vesmíre s nulovým zakrivením je lokálna geometria plochá. Najznámejšou štruktúrou je [[Euklidovský priestor]], ktorý je nekonečný. Medzi ohraničené ploché vesmíry
====Vesmír s pozitívnym zakrivením====
|