What is the universe expanding into? - Sajan Saini

Prevodilac: Tijana Mihajlović Lektor: Ivana Krivokuća

The universe began its cosmic life in a big bang

Универзум је започео свој космички живот у Великом праску

nearly fourteen billion years ago,

пре скоро четрнаест милијарди година

and has been expanding ever since.

и од тада се шири.

But what is it expanding into?

Али, у шта се то шири?

That's a complicated question.

То је компликовано питање.

Here's why:

Ево и због чега:

Ајнштајнова једначина опште теорије релативности

Einstein's equations of general relativity

describe space and time as a kind of inter-connected

описује простор и време

као међусобно повезани материјал за универзум.

fabric for the universe.

This means that what we know of as space and time

Ово значи да оно што знамо као простор и време

постоји само као део универзума, а не и изван њега.

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

Now, when everyday objects expand, they move out

Када се свакодневни предмети шире,

заузимају све више простора.

into more space.

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

Али, ако не постоји простор да се шире у њему,

what does expanding even mean?

шта ширење уопште значи?

In 1929 Edwin Hubble's astronomy observations

Године 1929. су нам астрономске опсервације Едвина Хабла

gave us a definitive answer.

дале дефинитивни одговор.

His survey of the night sky found all faraway galaxies

Његово истраживање ноћног неба открило је да се све удаљене галаксије

recede, or move away, from the Earth.

повлаче или удаљавају од Земље.

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

Штавише, што је галаксија удаљенија, утолико се брже повлачи.

How can we interpret this?

Како да ово протумачимо?

Consider a loaf of raisin bread rising in the oven.

Узмите за пример векну хлеба са сувим грожђем која се шири у рерни.

The batter rises by the same amount in between each

Тесто расте једнако

између сваког појединачног зрна грожђа.

and every raisin.

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

Ако суво грожђе посматрамо као галаксије,

and batter as the space between them,

а тесто као простор између зрна,

we can imagine that the stretching or expansion

можемо да замислимо да ће растезање или ширење интергалактичког простора

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

учинити да се галаксије удаљавају једне од других,

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

и у случају сваке галаксије ће се њени удаљени суседи

удаљавати више од оних који су јој близу

distance than the nearby ones

in the same amount of time.

у истом временском периоду.

Sure enough, the equations of general relativity predict a cosmic

Наравно, једначина теорије релативности предвиђа

космичко натезање између гравитације и ширења.

tug-of-war between gravity and expansion.

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

Тек у тамном ништавилу између галаксија ширење односи победу,

and space stretches.

а простор се развлачи.

So there's our answer.

Дакле, ето нашег одговора.

The universe is expanding unto itself.

Универзум се шири у себе.

That said, cosmologists are pushing the limits of mathematical models

С тим у вези, космолози померају границе математичких модела

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

да би спекулисали да ли нешто, ако било шта уопште,

постоји изван нашег простора и времена.

These aren't wild guesses, but hypotheses that tackle

Ово нису луде претпоставке,

већ хипотезе које се баве недостацима у научној теорији Великог праска.

kinks in the scientific theory of the Big Bang.

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

Велики прасак предвиђа да се материја једнако распоређује у свемиру,

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

као проређен гас,

али како су онда настале галаксије и звезде?

The inflationary model describes a brief era

Модел инфлације описује кратак период

of incredibly rapid expansion

невероватно брзог ширења

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

које повезује квантне флуктуације у енергији раног универзума

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

са формирањем гомила гаса који је на крају довео до стварања галаксија.

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

Ако прихватимо ову парадигму,

то би могло да значи и да наш универзум представља једно подручје

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

у већој космичкој реалности

која пролази кроз бескрајно, бесконачно ширење.

We know nothing of this speculative inflating reality,

Не знамо ништа о овој спекулативној реалности ширења,

save for the mathematical prediction that its endless expansion

осим математичких предвиђања

да његово бесконачно ширење можда покреће нестабилно квантно стање.

may be driven by an unstable quantum energy state.

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

У многим локалним подручјима, међутим,

енергија се може случајно зауставити у стабилном стању,

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

заустављајући ширење и стварајући универзуме налик на балон.

Each bubble universe —ours being one of them

Сваки овај универзум налик на балон, а наш је један међу њима,

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

био би дефинисан сопственим Великим праском и законима физике.

Our universe would be part of a greater multiverse,

Наш универзум би био део већег мултиверзума,

in which the fantastic rate of eternal inflation makes it impossible

у ком фантастична стопа бескрајног ширења чини немогућим

for us to encounter a neighbor universe.

наш сусрет са оближњим универзумом.

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

Велики прасак такође предвиђа да се у раном врелом универзуму

наше основне силе могу ујединити у једну суперсилу.

may unify into one super-force.

Mathematical string theories suggest descriptions of this unification,

Математичке теорије струна предлажу описе овог уједињења,

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

поред основне структуре субатомских кваркова и електрона.

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

У овим предложеним моделима,

струне које вибрирају су градивне јединице универзума.

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

Конкурентни модели за струне су сада консолидовани у јединствени опис

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

и предлажу да ове структуре могу да остваре интеракцију

са масивним површинама из виших димензија под називом бране.

Our universe may be contained within one such brane,

Наш се унивезум можда налази унутар једне такве бране,

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

док лебди у непознатом месту виших димензија,

шеретски названом „гомила“ или хиперсвемир.

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

Друге бране које садрже другачије типове универзума

могу упоредо да постоје у хиперсвемиру,

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

а њихове оближње бране могу чак и да деле одређене основне силе,

као што је гравитација.

Both eternal inflation and branes describe a multiverse,

Вечно ширење и бране описују мултиверзум,

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

али док су универзуми који се вечно шире изоловани,

бране-универзуми могу да се сударе.

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

Одјек таквог судара се може појавити у космичкој микроталасној гравитацији,

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

мешавини радијације у читавом универзуму,

што је остатак из раног периода Великог праска.

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

До сада, међутим, нисмо открили такав космички одјек.

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

Неки сумњају да ове различите хипотезе о мултиверзуму

можда могу да се на крају сједине у заједнички опис

or be replaced by something else.

или да их замени нешто друго.

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

Како ствари сада стоје,

оне су спекулативна истраживања математичких модела.

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

Иако ове моделе инспиришу и покрећу бројни научни експерименти,

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

постоји тек неколико објективних експеримената

којима се директно могу испитати.

Until the next Edwin Hubble comes along,

До појаве следећег Едвина Хабла,

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

научницима ће вероватно остати њихове расправе

о елеганцији својих конкурентских модела

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

и наставиће да маштају о томе шта се, ако се уопште било шта,

налази иза нашег универзума.