What is the universe expanding into? - Sajan Saini

Fordító: Zsuzsanna Lőrincz Lektor: Péter Pallós

The universe began its cosmic life in a big bang

Az univerzum fejlődése egy nagy robbanással vette kezdetét

nearly fourteen billion years ago,

csaknem 14 milliárd évvel ezelőtt,

and has been expanding ever since.

és az univerzum azóta is egyre tágul.

But what is it expanding into?

De hova tágul?

That's a complicated question.

Bonyolult kérdés.

Here's why:

Mégpedig azért,

mert az általános relativitás Einstein-egyenletei

Einstein's equations of general relativity

describe space and time as a kind of inter-connected

a tér és az idő egységével

írják le a Világegyetem vázát.

fabric for the universe.

This means that what we know of as space and time

Tehát amit térnek és időnek ismerünk,

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

az csak a világegyetemen belül létezik, azon túl nem.

Now, when everyday objects expand, they move out

A mindennapi tárgyak a tágulás folyamán

into more space.

több teret foglalnak el.

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

De ha nincs tér, amibe tágulni lehetne,

what does expanding even mean?

akkor végül is mit jelent a tágulás?

In 1929 Edwin Hubble's astronomy observations

Edwin Hubble csillagászati megfigyelései 1929-ben

gave us a definitive answer.

kétséget kizáróan megadták a választ.

His survey of the night sky found all faraway galaxies

Az éjszakai égboltot vizsgálva megállapította,

recede, or move away, from the Earth.

hogy minden galaxis távolodik a Földtől.

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

Továbbá minél messzebb van egy galaxis, annál gyorsabban távolodik.

How can we interpret this?

Hogyan értelmezhetjük ezt?

Consider a loaf of raisin bread rising in the oven.

Képzeljük el, hogyan dagad a mazsolás kenyér a sütőben.

The batter rises by the same amount in between each

A tészta minden egyes mazsola között

and every raisin.

ugyanolyan mennyiséggel nő.

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

Ha a mazsolák jelentik a galaxisokat,

and batter as the space between them,

a tészta pedig a közöttük levő teret,

we can imagine that the stretching or expansion

akkor könnyen elképzelhetjük, hogy az intergalaktikus tér

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

terjeszkedése vagy tágulása miatt a galaxisok távolabb kerülnek egymástól,

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

és minden galaxisra igaz, hogy a tőle messzebb levő szomszédok

distance than the nearby ones

távolodásának mértéke egységnyi idő alatt nagyobb,

in the same amount of time.

mint a közeli galaxisoké.

Sure enough, the equations of general relativity predict a cosmic

Az biztos, hogy az általános relativitás egyenletei

tug-of-war between gravity and expansion.

a gravitáció és a tágulás kozmikus párharcát írják le.

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

A tágulás csak a galaxisok közötti sötét ürességben kerekedik felül,

and space stretches.

és maga a tér terjeszkedik.

So there's our answer.

Itt van tehát a megoldás:

The universe is expanding unto itself.

az univerzum tágulása önmagába fordul vissza.

That said, cosmologists are pushing the limits of mathematical models

Ebből kiindulva a kozmológusok tágítják a matematikai modellek határait,

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

és új elméleteket alkotnak, hogy mi van a téridőn túl, ha egyáltalán van valami.

These aren't wild guesses, but hypotheses that tackle

Ezek nem merész találgatások, hanem feltevések,

kinks in the scientific theory of the Big Bang.

amelyek magyarázatot adnak az ősrobbanás-elmélet hiányosságaira.

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

Az elmélet értelmében az anyag egyenletesen oszlik el az univerzumban

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

ritka gáz formájában – de akkor hogyan jöttek létre a galaxisok és csillagok?

The inflationary model describes a brief era

A felfúvódó modell szerint volt egy rövid időszak,

of incredibly rapid expansion

amikor a tágulás viharos gyorsaságú volt,

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

és a korai univerzum energiájában fellépő kvantumfluktuációk hatására

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

alakultak ki a gázhalmazok, majd ezekből lettek végül a galaxisok.

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

Ha elfogadjuk ezt a paradigmát, akkor univerzumunk egy nagyobb,

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

végtelen és örök felfúvódásban levő kozmikus valóság egyik tartománya.

We know nothing of this speculative inflating reality,

Nem tudunk semmit erről a feltételezett felfúvódásban levő valóságról,

save for the mathematical prediction that its endless expansion

kivéve a matematikai számítást, hogy végtelen tágulását

may be driven by an unstable quantum energy state.

az instabil kvantumenergia-szint hajtja.

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

Sok régióban azonban az energia véletlenszerűen stabil állapotba juthat,

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

ami megállítja a felfúvódást, és buborékuniverzumokat hoz létre.

Each bubble universe —ours being one of them

Mindegyik buborékuniverzumnak – a miénk is ilyen –

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

megvan a maga ősrobbanása, és mások a fizikai törvényei.

Our universe would be part of a greater multiverse,

Univerzumunk talán egy nagyobb multiverzum része,

in which the fantastic rate of eternal inflation makes it impossible

amelyben az örök felfúvódás annyira gyors,

for us to encounter a neighbor universe.

hogy nem ütközhetünk össze szomszédos univerzummal.

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

Az ősrobbanás-elmélet szerint a korai forró univerzumban

may unify into one super-force.

az alapvető erők egyetlen szupererővé egyesülhettek.

Mathematical string theories suggest descriptions of this unification,

A matematikai húrelméletek különböző változatokban írják le ezt az egyesítést

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

a szubatomi kvarkok és elektronok alapvető szerkezete mellett.

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

Ezekben a modellekben rezgő húrok alkotják az univerzum építőköveit.

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

A rivális húrmodelleket egységes leírásba rendezték.

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

A húrok kölcsönhatásba léphetnek magasabb dimenziós felületekkel, az ún. bránokkal.

Our universe may be contained within one such brane,

Lehet, hogy univerzumunk is egy ilyen bránban található,

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

ami hipertérnek nevezett ismeretlen, magasabb dimenziójú térben lebeg.

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

Több brán – más típusú univerzumokkal – létezhet egymás mellett a hipertérben,

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

és a szomszédos bránok alapvető erői, mint pl. a gravitáció, azonosak lehetnek.

Both eternal inflation and branes describe a multiverse,

Mind az örök felfúvódás, mind a bránok multiverzumot feltételeznek,

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

de a felfúvódó univerzumok elszigeteltek, míg a bránok összeütközhetnek egymással.

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

Egy ilyen összeütközés visszhangja lehet a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzásban,

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

ami az egész univerzumot kitöltő sugárzás, az ősrobbanás maradványának tekinthető,

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

bár eddig nem találtunk rá bizonyítékot.

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

Egyesek szerint a multiverzum-teóriák végül egy közös leírásban egyesülnek,

or be replaced by something else.

vagy felváltja őket valami más.

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

Egyelőre matematikai modellek spekulatív alkalmazásának tekinthetők.

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

Bár a modelleket számos tudományos vizsgálat ihleti és vezérli,

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

nagyon kevés az objektív vizsgálat, ami közvetlenül tesztelné őket.

Until the next Edwin Hubble comes along,

A következő Edwin Hubble felbukkanásáig

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

a tudósok nem tehetnek mást, mint hogy modelljeik eleganciájáról vitatkoznak,

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

és tovább álmodoznak arról, hogy van-e valami az univerzumunkon túl.