What is the universe expanding into? - Sajan Saini

Μετάφραση: evi simou Επιμέλεια: Vaia Katsarou

The universe began its cosmic life in a big bang

Το Σύμπαν ξεκίνησε την κοσμική του ζωή με μία μεγάλη έκρηξη

nearly fourteen billion years ago,

περίπου 14 δισεκατομμύρια χρόνια πριν.

and has been expanding ever since.

'Εκτοτε επεκτείνεται συνεχώς.

But what is it expanding into?

Σε τι επεκτείνεται όμως;

That's a complicated question.

Αυτή είναι μία περίπλοκη ερώτηση.

Here's why:

Ορίστε γιατί:

Οι εξισώσεις του Αϊνστάιν στη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας

Einstein's equations of general relativity

describe space and time as a kind of inter-connected

περιγράφουν το χώρο και το χρόνο

ως ενός είδους διασυνδεδεμένου πλέγματος

fabric for the universe.

του Σύμπαντος.

This means that what we know of as space and time

Αυτό σημαίνει πως αυτό που γνωρίζουμε ως χώρο και χρόνο

υπάρχει μόνο ως μέρος του Σύμπαντος και όχι πέρα από αυτό.

exist only as part of the universe and not beyond it.

Now, when everyday objects expand, they move out

Όταν τα αντικείμενα επεκτείνονται,

καταλαμβάνουν περισσότερο χώρο.

into more space.

But if there is no such thing as space to expand into,

Αν, όμως, δεν υπάρχει τέτοιο πράγμα όπως ο χώρος για να επεκταθούν

what does expanding even mean?

τότε σε τι θα επεκταθούν;

In 1929 Edwin Hubble's astronomy observations

Το 1929, οι αστρονομικές παρατηρήσεις του Έντουιν Χάμπλ

gave us a definitive answer.

μας έδωσαν μία καθοριστική απάντηση.

His survey of the night sky found all faraway galaxies

Μελετώντας το νυχτερινό ουρανό ανακάλυψε πως όλοι οι μακρινοί γαλαξίες

recede, or move away, from the Earth.

απομακρύνονται από την Γη.

Moreover, the further the galaxy, the faster it recedes.

Επιπλέον, όσο πιο μεγάλος ο γαλαξίας, τόσο πιο γρήγορα απομακρύνεται.

How can we interpret this?

Πώς μπορούμε να το ερμηνεύσουμε αυτό;

Consider a loaf of raisin bread rising in the oven.

Σκεφτείτε ένα καρβέλι σταφιδόψωμου που ψήνεται στο φούρνο.

The batter rises by the same amount in between each

Η ζύμη φουσκώνει ακριβώς το ίδιο

ανάμεσα σε κάθε σταφίδα.

and every raisin.

If we think of raisins as a stand-in for galaxies,

Αν υποθέσουμε ότι οι σταφίδες αναπαριστούν τους γαλαξίες

and batter as the space between them,

και η ζύμη ανάμεσά τους, το Διάστημα,

we can imagine that the stretching or expansion

τότε το τέντωμα ή η επέκταση

of intergalactic space will make the galaxies recede from each other,

ανάμεσά τους

θα τους κάνει να απομακρυνθούν μεταξύ τους.

and for any galaxy, its faraway neighbors will recede a larger

Οι μακρινοί τους γείτονες θα απομακρυνθούν περισσότερο

distance than the nearby ones

από τους κοντινούς τους γείτονες

in the same amount of time.

στο ίδιο χρονικό διάστημα.

Sure enough, the equations of general relativity predict a cosmic

Οι εξισώσεις της Γενικής Σχετικότητας

προβλέπουν μια συμπαντική διελκυστίνδα ανάμεσα στη βαρύτητα και την επέκταση.

tug-of-war between gravity and expansion.

It's only in the dark void between galaxies where expansion wins out,

Στο σκοτεινό κενό μεταξύ των γαλαξιών η επέκταση κερδίζει

and space stretches.

και εκεί το Σύμπαν επεκτείνεται.

So there's our answer.

Οπότε ορίστε η απάντησή μας.

The universe is expanding unto itself.

Το Σύμπαν επεκτείνεται μέσα στον εαυτό του.

Οι κοσμολόγοι πιέζουν τα όρια των μαθηματικών μοντέλων

That said, cosmologists are pushing the limits of mathematical models

to speculate on what, if anything, exists beyond our spacetime.

για να βρουν τι υπάρχει, αν υπάρχει, πέρα από το χωροχρόνο μας.

These aren't wild guesses, but hypotheses that tackle

Δεν επιχειρούν τυχαίες μαντεψιές, αλλά κάνουν υποθέσεις,

σύμφωνα με την επιστημονική θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης.

kinks in the scientific theory of the Big Bang.

The Big Bang predicts matter to be distributed evenly across the universe,

Η Μεγάλη Έκρηξη προβλέπει ότι η ύλη διανεμήθη ισόποσα

σε όλο το Σύμπαν, ως αραιό αέριο.

as a sparse gas --but then, how did galaxies and stars come to be?

Τότε όμως, πώς οι γαλαξίες και τα αστέρια προέκυψαν;

The inflationary model describes a brief era

Το πληθωριστικό μοντέλο περιγράφει μία σύντομη εποχή

of incredibly rapid expansion

εξαιρετικά ραγδαίας επέκτασης

that relates quantum fluctuations in the energy of the early universe,

που συσχετίζει τις κβαντικές διακυμάνσεις της ενέργειας του πρώιμου σύμπαντος,

to the formation of clumps of gas that eventually led to galaxies.

με το σχηματισμό συστάδων αερίου οι οποίες κατέληξαν να γίνουν γαλαξίες.

If we accept this paradigm, it may also imply our universe represents

Αν δεχτούμε αυτή τη θεωρία, σημαίνει

ότι το Σύμπαν μας είναι μια περιοχή

one region in a greater cosmic reality that undergoes endless, eternal inflation.

μιας μεγαλύτερης κοσμικής πραγματικότητας, η οποία υφίσταται αιώνια επέκταση.

We know nothing of this speculative inflating reality,

Δεν γνωρίζουμε τίποτα για αυτήν την υποθετική πραγματικότητα,

save for the mathematical prediction that its endless expansion

εκτός από τη μαθηματική πρόβλεψη πως η ατελείωτη επέκτασή του

may be driven by an unstable quantum energy state.

μπορεί να καθοδηγείται από μία ασταθή κβαντική ενεργειακή κατάσταση.

In many local regions, however, the energy may settle by random

Σε πολλές τοπικές περιοχές, ωστόσο, η ενέργεια μπορεί να καταλήγει τυχαία

chance into a stable state, stopping inflation and forming bubble universes.

σε σταθερή κατάσταση, σταματώντας την επέκταση,

σχηματίζοντας σύμπαντα-φυσαλίδες.

Each bubble universe —ours being one of them

Κάθε σύμπαν-φυσαλίδα, -με το δικό μας να είναι ένα από αυτά-,

—would be described by its own Big Bang and laws of physics.

θα μπορούσε να έχει τη δική του μεγάλη έκρηξη

Our universe would be part of a greater multiverse,

Το Σύμπαν μας θα ήταν μέρος ενός μεγαλύτερου πολυσύμπαντος,

in which the fantastic rate of eternal inflation makes it impossible

του οποίου ο φανταστικός ρυθμός της αιώνιας επέκτασης

θα καθιστούσε πιθανή τη συνάντησή μας με ένα γειτονικό σύμπαν.

for us to encounter a neighbor universe.

The Big Bang also predicts that in the early, hot universe, our fundamental forces

Η Μεγάλη Έκρηξη προβλέπει ακόμη ότι στο αρχικό καυτό Σύμπαν,

οι θεμελιώδεις δυνάμεις

may unify into one super-force.

μπορεί να ενωθούν σε μία υπερδύναμη.

Mathematical string theories suggest descriptions of this unification,

Τα μαθηματικά της Θεωρίας των Χορδών περιγράφουν αυτήν την ενοποίηση,

in addition to a fundamental structure for sub-atomic quarks and electrons.

όπως και τη θεμελιώδη δομή των υποατομικών κουάρκ και ηλεκτρονίων.

In these proposed models, vibrating strings are the building blocks of the universe.

Σε αυτά τα προτεινόμενα μοντέλα, οι δονούμενες χορδές

είναι τα δομικά στοιχεία του Σύμπαντος.

Competing models for strings have now been consolidated into a unified description,

Τα ανταγωνιζόμενα μοντέλα των χορδών έχουν συγχωνευτεί σε μία ενωμένη θεωρία

and suggest these structures may interact with massive, higher dimensional surfaces called branes.

και υποθέτουν ότι οι δομές αυτές μπορεί να αλληλεπιδρούν

με τεράστιες, άλλης διάστασης επιφάνειες τις αποκαλλούμενες μεμβράνες.

Our universe may be contained within one such brane,

Το δικό μας Σύμπαν μπορεί να περιέχεται σε μία τέτοια μεμβάνη,

floating in an unknown higher dimensional place, playfully named “the bulk,” or hyperspace.

η οποία αιωρείται σε ένα άγνωστο υψηλότερης διάστασης μέρος

που λέγεται «χύδην-σύμπαν» ή «υπερσύμπαν».

Other branes—containing other types of universes—may co-exist in hyperspace,

Άλλες μεμβράνες που περιέχουν άλλα είδη συμπάντων

μπορεί να συνυπάρχουν στο υπερσύμπαν

and neighboring branes may even share certain fundamental forces like gravity.

και γειτονικές μεμβράνες μπορεί να μοιράζονται

ορισμένες θεμελιώδεις δυνάμεις, όπως τη βαρύτητα.

Both eternal inflation and branes describe a multiverse,

Η αιώνια επέκταση και οι μεμβράνες

περιγράφουν ένα πολυσύμπαν, αλλά ενώ τα σύμπαντα στην αιώνια επέκταση

but while universes in eternal inflation are isolated, brane universes could bump into each other.

είναι απομονωμένα μεταξύ τους

τα μεμβρανώδη μπορεί να συγκρούονται.

An echo of such a collision may appear in the cosmic microwave background

Η ηχώ από μία τέτοια σύγκρουση μπορεί να φανεί στην ακτινοβολία υποβάθρου

μια σούπα ακτινοβολίας στο Σύμπαν, απομεινάρι της Μεγάλης Έκρηξης.

—a soup of radiation throughout our universe, that’s a relic from an early Big Bang era.

So far, though, we’ve found no such cosmic echo.

Ως τώρα δεν έχει βρεθεί τέτοια ηχώ, όμως.

Some suspect these differing multiverse hypotheses may eventually coalesce into a common description,

Ορισμένοι υποπτεύονται ότι αυτές οι υποθέσεις περί πολυσύμπαντος

μπορεί να ενωθούν σε μία κοινή θεωρία ή να αντικασταθούν από κάποια άλλη.

or be replaced by something else.

As it stands now, they’re speculative explorations of mathematical models.

Μέχρι τώρα, είναι μόνο υποθετικές εξερευνήσεις των μαθηματικών μοντέλων.

While these models are inspired and guided by many scientific experiments,

Παρόλο που τα μοντέλα αυτά βασίζονται και οδηγούνται από επιστημονικά πειράματα

there are very few objective experiments to directly test them, yet.

υπάρχουν πολύ λίγα αντικειμενικά πειράματα για να τα δοκιμάσουν απευθείας.

Until the next Edwin Hubble comes along,

Μέχρι να έρθει ο επόμενος Έντουιν Χάμπλ, οι επιστήμονες μάλλον θα διαφωνούν ακόμα

scientists will likely be left to argue about the elegance of their competing models…

για την κομψότητα των μοντέλων τους

and continue to dream about what, if anything, lies beyond our universe.

και θα συνεχίσουν να ονειρεύονται

τι υπάρχει, αν υπάρχει, πέρα από το Σύμπαν μας.