Form af universet
Denne artikel kan indeholde upubliceret arbejde eller ikke-bekræftede udsagn (januar 2020).
Du kan hjælpe ved at tilføje referencer eller fjerne ikke-offentliggjort indhold. Se diskussionssiden for flere detaljer.
Udtrykket form af universet betegner generelt enten formen (den krumning og topologi ) af en rumlig sektion af universet ( "form af rummet"), eller mere generelt, formen af universet . Hele rum-tid .
Rummets form (af en rumlig sektion af universet)
Comobile plads
De comobile koordinater er afgørende for at forstå formen af universet. Disse koordinater gør det muligt at repræsentere universet som et mobilt objekt, som ikke strækker sig med tiden, selvom det ekspanderer. Valget af dette koordinatsystem letter forståelsen af fænomenet og gør det muligt at adskille geometrien (formen) fra dynamikken (ekspansionen).
Lokal geometri (krumning)
Faktisk svarer dette til at spørge, om den pythagoriske sætning er -eller ikke-gyldig eller på en tilsvarende måde, om de parallelle linjer forbliver lige langt fra hinanden i det rum, vi er interesseret i. I så fald siges det, at rummet er euklidisk .
Hvis vi skriver den Pythagoras sætning som:
så:
- et fladt rum (med nul krumning) er et rum, hvor sætningen er sand;
- et hyperbolsk rum (med negativ krumning) er det hvor ;
- et sfærisk rum (med positiv krumning) er hvor .
Den første og tredje mulighed er let at forestille sig ved todimensionale analogier. Den første er det flade plan. Den tredje er overfladen på en almindelig sfære .
De tre to-dimensionelle rum, der er flade, og hvor den Pythagoras sætning er gyldig, er:
- det uendelige flade plan
- en uendelig lang cylinder ;
- en 2- torus , dvs. en endelig cylinder, hvortil vi tilføjer den betingelse, der angiver, at de to ender sidder fast på hinanden, så hele rummet er kontinuerligt og uden kanter (vi siger, at de to ender er "identificeret" med hver Andet).
Hver af disse tre muligheder er forskellige fra de andre i den forstand, at man ikke kan passere fra den ene til den anden ved en kontinuerlig deformation.
Den tredje indrømmer et endeligt todimensionalt volumenmål , dvs. dets område er endeligt, men det har ingen kanter, og den pythagoriske sætning er gyldig overalt. Der er problemer med at bruge vores intuition af almindeligt tredimensionelt rum i dette tilfælde, for for at udføre operationen med at identificere de to ender og bruge den tredje dimension som en psykologisk dimension, er vi nødt til at dreje cylinderen. Nu er dette kun en begrænsning af den intuitive metode --- matematisk, og derfor formodes denne begrænsning kun at være vilkårlig og unødvendig.
Form af rummet i vores univers
I begyndelsen af XXI th århundrede, bemærkninger gennem teleskoper viser, at formen på vores univers er ca flad, som Jorden er mere eller mindre fladt på skalaerne i mindre end et par tusinde kilometer.
En analyse af dataene fra den kunstige satellit WMAP foretaget af Jeffrey Weeks , Jean-Pierre Luminet og deres samarbejdspartnere antyder et univers, hvis form ville være af et dodecahedral-rum i Poincaré . Jean-Pierre Luminet oversatte ideen om, at universet kan have en endelig rumlig udvidelse, men uden grænser med udtrykket "krøllet univers", selvom dette udtryk næppe bruges af det videnskabelige samfund, der foretrækker den topologi, der ikke blot er relateret .
Noter og referencer
- (in) Universets form
- (en) Jean-Pierre Luminet Jeffrey R. Weeks, Alain Riazuelo Roland Lehoucq og Jean-Philippe Uzan, " dodecahedral space topology as an forklaring på svage vidvinkeltemperaturkorrelationer i den kosmiske mikrobølgebaggrund " , Nature , vol. 425,9. oktober 2003, s. 593-595 ( DOI 10.1038 / nature01944 ).
- " Poincaré's Dodekahedriske rum bekræftede at forklare universets form. » , På webstedet Paris Observatory ,1 st februar 2008.
Se også
Relaterede artikler
eksterne links
Udvikling af intuition- global geometri / topologi (spil) (sider af Jeffrey Weeks)