Universet er kanskje ikke flatt

[Flin]

Jeg leste en interessant, men ikke overbevisene artikkel i dag. Tenkte jeg kunne delen den her. I en av under-journalene til Natur ble det publisert en artikkel som hevder å ha gode beviser for at universet ikke er flatt, men lukket.

 

Denne populærvitenskapelige artikkelen beskriver den originale artikkelen godt og man kan også finne lenker til den vitenskapelige artikkelen der

Det er en rekk observasjoner og beviser som tyder på at vi lever i et flatt univers, men det er ikke umulig at universet er det som kalles lukket. Hvis du reiser langs en rettlinje i et lukket univers vil du tilslutte komme tilbake til der du startet. Det ville være ganske spennene om det viser seg å være sant, men personlig er jeg ikke helt overbevis enda (jeg er ingen ekspert på kosmologi uansett).

 

Noen gode videoer som forklarer tema godt:

 

 

 

[-trygve]

Det er en rekk observasjoner og beviser som tyder på at vi lever i et flatt univers, men det er ikke umulig at universet er det som kalles lukket. 

Jeg har ikke tid til å lese artikkelen nå, så jeg får kommentere på den senere. Nå har jeg bare en liten kommentar til akkurat det du skriver her: Såvidt meg bekjent er det ingen beviser for at universet er flatt, men de beste målingene vi har er konsistent med at det er flatt. Siden et flatt univers kun er grensen som skiller åpent og lukket er konsistent med å være flatt langt fra et bevis på at det er flatt. Det viser bare at målingene ikke er presise nok til å avgjøre geometrien til universet.

 

Forøvrig, hvis inflasjonsmodellen er riktig - og vi har ikke observasjoner som tyder på noe annet - skal vi forvente at universet er tilnærmet flatt. Uansett om universet er åpent eller lukket vil en inflasjonsfase drive det i retning av at det ser flatt ut. Men når det er sagt, spørsmålet om hvorfor universet ser ut til å være flatt var et av problemene med big bang-modellen som gjorde at inflasjonsfasen ble foreslått så dette argumentet er egentlig litt sirkulært.

[Flin]

Bruken av ordet beviser var kanskje ikke den beste i denne sammenhengen. Jeg mente ikke å uttrykke at det var bevist at det var bevist at universet er flatt. Det er indikasjoner på at det er flatt, eller for å si det som du de fleste målingene er konsistente med at det er flatt. Altså bevisene ser ut til å tyde på at at universet er flatt.

 

Det ville være ganske overraskende om universet ikke var tilnærmet flatt dersom inflasjonsmodellen stemmer, nettopp fordi det er en av tingene den modellen var ment å forklare. 

[Dragavon]

Eg tror vi mennesker foreløpig er langt unna å være i stand til å forstå universet

[Taurean]

Jeg har aldri sett på universet som flatt. Det er bare helt tullete. Det er -rundt- og alltid utvidende. Hva er vanskelig å forstå med det? Hadde det vært flatt, så hadde vi jo bare sett en svart strek eller noe annet rart.

[bshagen]

Jeg har aldri sett på universet som flatt. Det er bare helt tullete. Det er -rundt- og alltid utvidende. Hva er vanskelig å forstå med det? Hadde det vært flatt, så hadde vi jo bare sett en svart strek eller noe annet rart.

 

[Taurean]

 

Kom med noe hjernenyttig og ikke bare mobbing.

[-trygve]

Jeg har aldri sett på universet som flatt. Det er bare helt tullete. Det er -rundt- og alltid utvidende. Hva er vanskelig å forstå med det? Hadde det vært flatt, så hadde vi jo bare sett en svart strek eller noe annet rart.

Flatt i denne sammenhengen er matematisk sjargong som ikke passer helt sammen med dagligtale. Hvis universet er flatt har det en euklidsk geometri der summen av vinkler i trekanter er 180 grader og parallelle linjer aldri møtes. Dersom universet ikke er flatt er geometrien ikke-euklidsk. Hvis geometrien er slik at summen av vinkler i trekanter er større enn 180 grader har universet positiv krumning og dette kalles et lukket univers. Hvis geometrien er slik at summen av vinkler i trekanter er mindre enn 180 grader har universet negativ krumning og dette kalles et åpent univers.

 

Det kan virke opplagt at universet er euklidsk, men det er det faktisk ikke. Vi vet at det er euklidsk til en god tilnærming, men ikke om det faktisk er det. Så lenge krumningen er tilstrekkelig liten er det vanskelig å måle nøyaktig nok til å skille mellom et åpent, et flatt og et lukket univers. For å bruke trekantene som eksempel. Avviket fra 180 grader dersom universet er ikke-euklidsk avhenger både av hvor sterk krumningen er og hvor stor trekanten er. Jo mindre trekant, jo mindre avvik. 

[Taurean]

Flatt i denne sammenhengen er matematisk sjargong som ikke passer helt sammen med dagligtale. Hvis universet er flatt har det en euklidsk geometri der summen av vinkler i trekanter er 180 grader og parallelle linjer aldri møtes. Dersom universet ikke er flatt er geometrien ikke-euklidsk. Hvis geometrien er slik at summen av vinkler i trekanter er større enn 180 grader har universet positiv krumning og dette kalles et lukket univers. Hvis geometrien er slik at summen av vinkler i trekanter er mindre enn 180 grader har universet negativ krumning og dette kalles et åpent univers.

 

Det kan virke opplagt at universet er euklidsk, men det er det faktisk ikke. Vi vet at det er euklidsk til en god tilnærming, men ikke om det faktisk er det. Så lenge krumningen er tilstrekkelig liten er det vanskelig å måle nøyaktig nok til å skille mellom et åpent, et flatt og et lukket univers. For å bruke trekantene som eksempel. Avviket fra 180 grader dersom universet er ikke-euklidsk avhenger både av hvor sterk krumningen er og hvor stor trekanten er. Jo mindre trekant, jo mindre avvik. 

 

Nå fikk jeg lyst til å bruke det ansiktet over ^^ hehe.

 

Det kan hende du har rett. Jeg forstår ikke slik matematisk sjargong som du nevner.

 

Hva er euklidisk?

 

Hvorfor skriver du om vinkler?

 

Jeg kan forstå parallelle linjer, men jeg vet at de aldri møtes, bortsett fra kanskje i svarte hull, som fremdeles er et mysterium.

 

Hvordan kan universet ha krumming?

 

Hva er forskjellen på et åpent, flatt og lukket univers? ^^

 

Skjønte igjen lite av den siste setningen ^^

 

Men setter pris på at du gidder å prøve!

[-trygve]

Jeg leste en interessant, men ikke overbevisene artikkel i dag. Tenkte jeg kunne delen den her. I en av under-journalene til Natur ble det publisert en artikkel som hevder å ha gode beviser for at universet ikke er flatt, men lukket.

Helt klart interessant, men med det signifikansnivået vil jeg ikke klassifisere det som noe sterkere enn et hint. Artikkelen i Quantamagazin var god, og påpekte selvfølgelig den viktigste svakheten jeg selv ville pekt på: "Look elsewhere"-effekten. Det er den effekten som er den viktigste grunnen til at vi i partikkelfysikk krever "5 sigma" signifikans før vi kaller noe en oppdagelse. 

 

Ellers minner saken meg litt om en annen uavhengig analyse av Planck-data for en del år siden. Penrose og samarbeidspartnere mente å finne bevis for et syklisk univers i CMB-spekteret, men et par fysikere i Oslo kunne kjapt tilbakevise det på det grunnlag at såpass store fluktuasjoner måtte man forvente at fantes i spekteret av rent statistiske årsaker.

[bshagen]

Kom med noe hjernenyttig og ikke bare mobbing.

 

Det er ikke mobbing, jeg forstår oppriktig ikke innlegget ditt. Du snakker som dette er noe som er såre enkelt og kaller det "tullete", men det virker ikke ut som du har forstått spørsmålet en gang 

[-trygve]

Hva er euklidisk?

Euklidsk geometri er helt vanlig geometri slik du har lært på skolen. Navnet kommer fra den store hellenistiske matematikeren Euklid som circa 300 BCE som sammenfattet det som var kjent av geometri til et aksiomatisk system med skikkelige beviser for alle teoremene han hadde med. 

 

Det var lenge tatt for gitt at geometri bare kunne være slik Euklid hadde beskrevet det, men på 1700-tallet begynte matematikere å utforske andre muligheter. Med Einstein lærte vi om en kobling mellom disse nye geometriene og den fysiske verden.

 

Hvorfor skriver du om vinkler?

 

Jeg kan forstå parallelle linjer, men jeg vet at de aldri møtes,

Jeg burde kanskje fokusert på parallelle linjer i stedet for vinkler i trekanter, selv om det faktisk er to sider av samme sak når vi snakker om ulike geometrier. Det var nemlig med parallelle linjer det hele startet. Euklids verk var bygget opp fra en rekke aksiomer - påstander som ble sett på som opplagt sanne - som dannet grunnlag for å bevise alt annet i geometri. Det femte aksiomet var parallelaksiomet. Både Euklid selv og mange matematikere etter ham forsøkte å vise at dette ikke var et eget aksiom, men at det kunne bevises ut fra de andre aksiomene. Ingen klarte det, og det endte opp med at andre i stedet viste at dersom dette aksiomet byttes ut med andre alternativer får man nye systemer som fremdeles er konsistente. Det er her åpen, flat og lukket geometri kommer inn i bildet.

 

Hvis geometrien er flat, altså euklidsk, fungerer parallelle linjer slik du er vant med. Dersom du har to linjer som begge skjæres av en tredje linje med 90 graders vinkel vil disse to linjene aldri møtes. Dessuten, gitt to punkter så er det ett og bare ett par av linjer som går gjennom disse punktene og samtidig er parallelle.

 

I en lukket geometri vil du gitt to punkter ikke kunne finne noe par av to linjer som går gjennom disse punktene som aldri møtes. I en åpen geometri vil du derimot kunne finne uendelig mange ulike par av linjer som går gjennom disse to punktene og som aldri møtes.

 

Dette med vinklene i en trekant kan vises å være ekvivalent med linjene beskrevet i parallellaksiomet. Du har lært at summen av vinklene i en trekant er 180 grader, og det er riktig hvis du tegner den trekanten på et flatt papirark. Men se nå for deg at du skal tegne den trekanten på en globus. La for eksempel hjørnene til trekanten være plassert på nordpolen, på ekvator ved 0 grader øst/vest og på ekvator ved 90 grader øst. Det neste du må finne ut av er hvordan du trekker rette linjer mellom punktene. En rett linje er definert som den korteste linjen mellom to punkter. Siden du skal tegne linjene på overflaten av globusen følger den korteste linjen mellom de to punktene på ekvator langs ekvator. Linjen fra et punkt på ekvator til nordpolen følger lengdegraden som går gjennom dette punktet på ekvator. Nå er trekanten definert; la oss finne ut hvor store vinklene er. Tenk deg at du starter på nordpolen. Du begynner med å gå rett sørover langs 0-meridianen. Når du kommer til ekvator må du dreie 90 grader til venstre for å kunne følge ekvator. Altså er denne vinkelen 90 grader. Når du kommer til neste hjørne i trekanten skal du går ett nordover. Dermed må du svinge 90 grader en gang til. Når du er tilbake på nordpolen må du dreie 90 grader igjen hvis du vil se samme vei som da du startet å gå rundturen. Hver av vinklene i trekanten er altså 90 grader så summen blir 270 grader. Dersom du hadde laget en mindre trekant, for eksempel mellom nordpolen og to punkter på sekstiende breddegrad ville du fremdeles fått en vinkelsum på over 180 grader, men mindre enn de 270 i eksempelet ovenfor. Hvis du lager en virkelig liten trekant, for eksempel inne på stuegulvet ditt er den så liten sammenlignet med størrelsen på jorden at du ikke merker krumningen og dermed ikke klarer å måle avvik fra de vanlige 180 grader.

 

Hvordan kan universet ha krumming?

Det er ikke enkelt å fatte, men den muligheten er en tydelig konsekvens av den generelle relativitetsteorien - en modell som er testet med ekstremt stor nøyaktighet. Den generelle relativitetsteorien forteller ikke bare at universet kan ha en krumning, men også om hvordan vi kan ha håp om å måle denne krumningen. Og det er nettopp det artikkel som var utgangspunkt for tråden hevdet å fått til: Forfatterne mente å kunne finne spor i et datasett som via den generelle relativitetsteorien viser at universet har en positiv krumning.

[Taurean]

Det er ikke mobbing, jeg forstår oppriktig ikke innlegget ditt. Du snakker som dette er noe som er såre enkelt og kaller det "tullete", men det virker ikke ut som du har forstått spørsmålet en gang 

 

Fordi det -er- såre enkelt ^^ Som Einstein sa: "Kan man ikke forklare det enkelt, så forstår man det ikke godt nok" ^^

 

 

 

-trygve: Igjen, imponert over hva du kan, men jeg skal ikke late som jeg forstår så mye av det ^^ Kanskje om noen år når det har fått synket inn litt. Takk, i hvert fall

Endret 7. november 2019 av Taurean

[cuadro]

Dersom du antar at universet er mye, mye, mye større enn vår synlige del av universet, så er det ikke å forvente at det ikke eksisterer små (men for oss gigantiske) områder med lokal flathet.

[SeaLion]

Så konklusjonen blir foreløpig: tilsynelatende flatt, men kanskje ikke flatt likevel, uten noen (parallelle) streker under noen svar?