Уявіть, що ви летите крізь Всесвіт у будь-якому напрямку — і ніколи не знаходите його краю. А тепер уявіть дещо дивніше: Всесвіт може мати кінцевий розмір, але край ви все одно ніколи не знайдете. Саме тут звичні уявлення про космос починають ламатися.
Проблема починається з спостережуваного Всесвіту. Ми можемо бачити лише ту частину космосу, звідки світло встигло дістатися до нас. За цією межею, ймовірно, є ще галактики, зорі та величезні області простору. Але перевірити це безпосередньо ми не можемо.
І тут виникає несподівана можливість: Всесвіт може бути скінченним, але при цьому не мати краю.
Найпростіша аналогія — Земля. Її поверхня має кінцеву площу, але якщо рухатися нею постійно в одному напрямку, ви не впадете з краю. Зрештою можна повернутися у вихідну точку.
Вчені можуть перевіряти геометрію Всесвіту приблизно так само, як ми можемо досліджувати кривизну Землі. Для цього вони використовують, зокрема, космічне мікрохвильове тло — своєрідне «світло» молодого Всесвіту.
Його структура відповідає тому, що ми очікували б побачити у майже плоскому просторі. Але тут є підступ: плоский Всесвіт не обов’язково означає нескінченний.
Простір може бути локально плоским, але глобально «замкнутим». Уявіть аркуш паперу, який з’єднали в циліндр: геометрія на маленькій ділянці не змінюється, але один напрямок тепер утворює замкнене коло.
Саме тут на сцену виходить топологія — наука про те, як простір може бути з’єднаний сам із собою. Математики знають кілька варіантів таких структур, а астрономи навіть шукали повторювані сліди в космічному мікрохвильовому фоні та можливі «дублікати» галактик.
Поки що переконливих доказів того, що Всесвіт закільцьований або має складну топологію, немає.
І тому остаточної відповіді ми досі не маємо. Всесвіт може бути нескінченним, може бути скінченним без краю, а його справжня структура може виявитися набагато більшою за все, що ми здатні спостерігати.
Можливо, найзагадковіше в космосі — не те, що ми бачимо, а те, що назавжди залишається за нашим горизонтом.