Fyrir tæplega tveimur árum var í sýnilegri örvinglun skrifuð grein hér á áhugamálinu um sveigju rúmtímans. Efa var lýst um geðrænt heilbrigði vísindamanna að trúa slíku bulli. Ég hyggst ráða hér bót á máli og skýra eins einfaldlega og ég get hvernig slík sveigja virkar, hvers vegna okkur finnst hún illskiljanleg og síðast en ekki síst hvað hún felur í sér.
Massi sveigir rúmtíma
Þetta er grundvallaratriðið (id est teh shizzle) sem Einstein lýsti í almennu afstæðiskenningunni sinni, líklega merkasta verki sínu. Þar er því lýst hvernig massar sveigja rúmtímann. Einstein hélt því sumsé fram að rúm og tími væru ekki tveir aðskildir hlutir heldur samofnir í rúmtíma. Þannig, þegar sagt er að massi sveigi rúmtímann, þýðir það að ekki aðeins geimurinn sveigist, einnig tíminn. Þess vegna líður tíminn hægar hér á jörðinni en úti í geimnum, t.d. hjá gervihnöttum. “Hérna niðri” verður þyngdarafls jarðar frekar vart; sveigja rúmtímans er meiri. Því þarf að leiðrétta klukkuna í GPS gervihnöttum daglega - væri það ekki gert myndu kortatilvísanirnar sem þeir gæfu frá sér skekkjast um ~10 kílómetra á dag.
Sveigja rúmsins hefur einnig aftur áhrif á hluti, þegar t.d. ljósgeislar frá fjarlægum stjörnum fara framhjá mössum og á leið til áhorfanda “sveigja” þeir af leið. Við sjáum þó ekki sveigjuna, fyrir okkur (og ljósgeislana) er leiðin sem þeir tóku sú stysta.
Sveigja rúms
Hvernig stendur á því á sér (næstum) einfalda útskýringu. Það er svolítið erfitt að skýra hvernig þrívítt rúm sveigist, svo tökum tvívítt fyrir til að einfalda málin.
Ímyndum okkur tvívítt land; Flatland. Flatlendingar sjá aðeins línur, eins og við sjáum bara tvær tvívíðar myndir (sem er skeytt saman í þrívíða mynd í heilanum). Þeir eru eins og Óli prik á blaði. Ímyndið ykkur tvo Flatlendinga, hvor á sínum enda A4-blaðs. Beygið blaðið svo í U, með Flatlendingana á uppbrettu endum blaðsins. Í þremur víddum okkar er stysta leiðin á milli þeirra þvert milli toppa U-sins. Fyrir þá er stysta leiðin þó enn þvert yfir blaðið. Þeir sjá hvorn annan enn beint fyrir framan hvorn annan, sem áður. Í Flatlandi verður sveigjunnar ekki vart, tvær víddir þeirra voru sveigðar í þriðju víddina. Til að orða það öðruvísi, á meðan þeirra heimi er lýst með tveimur víddum þarf að sýna sveigju tvívíða heimsins með þriðju víddinni.
Sama ferli á sér stað í okkar þremur rúmvíddum. Þær eru sveigðar, án þess að við verðum þess vör, í fjórðu víddina. (Athugið að þetta þýðir ekki að fjórar rúmvíddir séu til - þegar ég tala um fjórðu rúmvíddina á ég aðeins við hugarhækju til að lýsa hvernig þriðja víddin sveigist. Stærðfræði rúmsveigjunnar þarfnast ekki fjögurra rúmvídda.)
Útþensla rúms
Annað sem kvartað var yfir í fyrrnefndri grein var að vísindamenn segja mun vera á því að tveir hlutir fjarlægjast og að rúmið milli tveggja hluta þenst út.
Á þessu er þó verulegur munur.Eftir Miklahvell stækkaði rúmtíminn.
Bíðum nú við, kannski ætti ég að útskýra fyrst.
Heimurinn er óendanlegur (eins og flesta hefur líklega grunað). Engu að síður er heimurinn ekki af óendanlegri stærð. Obbosí, lækkum okkur aftur um vídd. Kúla er þrívítt fyrirbrigði með tvívíðum fleti. Flatlendingur á yfirborði hennar gæti haldið beint áfram endalaust og myndi fyrr eða síðar koma aftur á upphafsreit. Það sama er líklegt að gildi um okkar heim, aðeins vídd hærra.
Þannig að heimurinn okkar var eitt sinn örsmár. Miklihvellur var upphafið að mikilli útþenslu hans á afar skömmum tíma. Eindir fjarlægðust hver aðra OG rúmið á milli þeirra jókst. Sú útþensla heimsins sem á sér stað núna er einnig bland beggja. Þið hafið kannski heyrt um hulduorku (dark energy); hún er í sumum módelum eðlisfræðinga útþensluhvatinn.
Svo, þó við vitum ekki hvers vegna heimurinn byrjaði að þenjast út eða hvers vegna hann gerir það ennþá, þá vitum við að hann gerir það.
Þar sem gagnrýna má vísindin er á þeim sviðum sem þau hafa ekki staðfest þekkingu sína, t.d. með því að kalla hulduorkukenningu þeirra langsótta.
Aftur á móti gætu viðeigandi þar með fallið í hóp þeirra sem gagnrýndu vísindin fyrr á öldum þegar þau komu með kenningar um kúlulaga Jörð, sólkerfið eða skammtafræði.