What is the universe expanding into? - Sajan Saini

Tłumaczenie: Marta Konieczna Korekta: Rysia Wand

The universe began its cosmic life in a big bang

Wszechświat zaczął swoje kosmiczne życie od Wielkiego Wybuchu

nearly fourteen billion years ago,

prawie czternaście miliardów lat temu,

and has been expanding ever since.

i odtąd nie przestaje się rozszerzać.

But what is it expanding into?

Ale w co takiego się rozciąga?

That's a complicated question.

To złożona kwestia.

Here's why:

Oto dlaczego.

Einstein's equations of general relativity

Równania Einsteina o ogólnej teorii względności

describe space and time as a kind of inter-connected

opisują przestrzeń i czas jako swego rodzaju

powiązany wewnętrznie materiał kosmosu.

fabric for the universe.

This means that what we know of as space and time

To oznacza, że to, co wiemy o przestrzeni i czasie,

istnieje tylko jako część wszechświata, nie sięga poza niego.

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

Now, when everyday objects expand, they move out

Kiedy przedmioty rozszerzają się,

zajmują więcej przestrzeni.

into more space.

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

Ale kiedy nie ma już przestrzeni, w której można się rozszerzać,

what does expanding even mean?

co to w ogóle znaczy rozszerzać?

In 1929 Edwin Hubble's astronomy observations

Obserwacje astronomiczne Edwina Hubble'a z 1929 roku

gave us a definitive answer.

dały nam ostateczną odpowiedź.

His survey of the night sky found all faraway galaxies

Jego badania nocnego nieba wykazały, że wszystkie dalekie galaktyki

recede, or move away, from the Earth.

oddalają się od Ziemi.

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

Co więcej, im dalej jest galaktyka, tym szybciej się oddala.

How can we interpret this?

Jak mamy to rozumieć?

Consider a loaf of raisin bread rising in the oven.

Wyobraźcie sobie bochenek chleba z rodzynkami rosnący w piecu.

The batter rises by the same amount in between each

Ciasto rośnie w takim samym stopniu

pomiędzy poszczególnymi rodzynkami.

and every raisin.

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

Jeśli porównamy je do galaktyk,

and batter as the space between them,

a ciasto do przestrzeni między nimi,

we can imagine that the stretching or expansion

możemy sobie wyobrazić, że rozszerzanie się

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

przestrzeni międzygalaktycznej oddali od siebie galaktyki,

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

a każda galaktyka bardziej oddali się od odległych sąsiadów

distance than the nearby ones

niż od pobliskich w tym samym czasie.

in the same amount of time.

Sure enough, the equations of general relativity predict a cosmic

Równania ogólnej teorii względności przewidują wystąpienie kosmicznego

tug-of-war between gravity and expansion.

"przeciągania liny" między grawitacją a rozszerzaniem.

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

Jedynie w ciemnej pustce między galaktykami rozszerzanie wygrywa

and space stretches.

i przestrzeń się rozciąga.

So there's our answer.

Oto nasza odpowiedź.

The universe is expanding unto itself.

Wszechświat rozciąga się sam w siebie.

That said, cosmologists are pushing the limits of mathematical models

Kosmolodzy przesuwają granice matematycznych modeli,

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

spekulując, co (jeżeli w ogóle coś) znajduje się poza czasoprzestrzenią.

These aren't wild guesses, but hypotheses that tackle

To nie są domniemania, ale hipotezy

dotyczące zawiłości teorii naukowej Wielkiego Wybuchu.

kinks in the scientific theory of the Big Bang.

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

Według niej materia powinna być rozłożona równomiernie we wszechświecie,

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

niczym rzadki gaz,

ale wtedy skąd wzięły się galaktyki i gwiazdy?

The inflationary model describes a brief era

Model inflacji kosmologicznej przedstawia krótki okres

of incredibly rapid expansion

niesamowicie gwałtownej ekspansji,

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

w której łączy się fluktuacje kwantowe energii we wczesnym wszechświecie

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

z powstaniem chmur gazów, które dały początek galaktykom.

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

Jeżeli przyjmiemy ten paradygmat, może to oznaczać, że nasz wszechświat

przedstawia jeden obszar większej kosmicznej rzeczywistości,

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

która doświadcza nieskończonej, wiecznej inflacji.

We know nothing of this speculative inflating reality,

Nie wiemy nic o tej rzekomej rozciągliwej rzeczywistości,

save for the mathematical prediction that its endless expansion

oprócz matematycznych przewidywań, oznaczających, że ta wieczna inflacja

may be driven by an unstable quantum energy state.

może być napędzana niestabilnym stanem energii kwantowej.

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

W wielu lokalnych regionach ta energia może jednak przypadkowo przejść

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

w stan stabilny, zatrzymując inflację i tworząc wszechświaty - bąble.

Each bubble universe —ours being one of them

Każdy taki bąbel, a my jesteśmy jednym z nich,

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

byłby opisywany przez własną teorię Wielkiego Wybuchu i prawa fizyki.

Our universe would be part of a greater multiverse,

Nasz wszechświat byłby częścią wielkiego multiwszechświata,

in which the fantastic rate of eternal inflation makes it impossible

w którym niesamowite tempo wiecznej inflacji uniemożliwiłoby

for us to encounter a neighbor universe.

spotkanie z sąsiednim wszechświatem.

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

Teoria Wielkiego Wybuchu zakłada, że we wczesnym, gorącym wszechświecie,

podstawowe siły mogły łączyć się w jedną super-siłę.

may unify into one super-force.

Mathematical string theories suggest descriptions of this unification,

Matematyczna teoria strun przedstawia opis takiego zjednoczenia,

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

obok podstawowych struktur dla subatomowych kwarków i elektronów.

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

W tych modelach wibrujące struny są elementami budulcowymi wszechświata.

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

Rywalizujące modele strunowe zostały teraz ujednolicone w jeden opis,

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

sugerujący, że te struktury mogą współdziałać z ogromnymi,

wielowymiarowymi powierzchniami zwanymi branami.

Our universe may be contained within one such brane,

Nasz wszechświat może zawierać się w jednej takiej branie,

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

unosząc się w nieznanym, wielowymiarowym miejscu,

dowcipnie zwanym "cielskiem" lub nadprzestrzenią.

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

Inne brany zawierające inne rodzaje wszechświatów

mogą współistnieć w nadprzestrzeni,

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

a sąsiadujące brany mogą współdzielić podstawowe siły, takie jak grawitacja.

Both eternal inflation and branes describe a multiverse,

Zarówno wieczna inflacja jak i brany przedstawiają multiwszechświat,

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

ale podczas gdy wszechświaty pierwszej teorii są odizolowane,

w teorii brany mogą na siebie wpadać.

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

Echo takiej kolizji może pojawiać się w mikrofalowym promieniowaniu tła,

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

zupie promieniowania przepływającej przez wszechświat,

relikcie wczesnego Wielkiego Wybuchu.

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

Jak dotąd nie odkryliśmy takiego echa.

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

Niektórzy podejrzewają, że te różne hipotezy

mogą kiedyś połączyć się w jeden opis

or be replaced by something else.

albo zastąpi je coś zupełnie innego.

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

Jak na razie to tylko spekulacyjne rozważania modeli matematycznych.

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

Te modele zostały zainspirowane i stworzone na bazie wielu eksperymentów,

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

bardzo nieliczne są na tyle obiektywne,

żeby dokładnie je udowodnić.

Until the next Edwin Hubble comes along,

Dopóki nie pojawi się następny Edwin Hubble,

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

naukowcy będą się spierać na temat elegancji swoich rywalizujących modeli

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

i dalej marzyć o tym, co może (lub nie)

znajdować się poza naszym wszechświatem.