EZEN ELGONDOLKOZOL TÁN! Hogyan lehet a világűr végtelen?

Még gyerekkoromban hallottam az egyik barátomtól azt az igen érdekes gondolatot, hogyha egy ember szeretne megőrülni (eleve őrült felvetés, mert hát ki a fene szeretne megőrülni?), az gondoljon bele abba, hogy a világűr végtelen. Végtelen. Ez annyit jelent, hogy mész, mész, mész és nincsen vége. Akármennyit is mész, sosem lesz vége. – De hiszen ez lehetetlen! Kell, hogy legyen vége! – kiállt fel fogcsikorgatva, beeresedett szemekkel szegény homo sapiens. – Hát olyan nincs, hogy valami nem ér véget! Minden véget ér egyszer! Ez mondjuk igaz is, az univerzum is véget fog érni egyszer, de most a térbeli kiterjedés végtelenségét próbáljuk felfogni, nem az időbelit.  Oké – rágódik tovább a homo sapiens –, nem akarok megőrülni, ezért önhatalmúlag úgy döntök, hogy igenis véges dolog az univerzum. Mondjuk a világegyetem egy hatalmas nagy labda, aminek a falát elérhetnénk, ha volna erre alkalmas űrhajónk. Azonban a probléma továbbra is megmarad, hiszen ha elértük az univerzum szélét, akkor felvetődik az újabb kérdés, hogy mi van azon kívül? Vajon miben van benne az univerzum nagy labdája? Csak nem egy másik, még nagyobb labdában? És az a nagyobb labda hol van? Ja, persze, egy még annál is nagyobb labdában, ami egy következő nagy labdában és így tovább. Tehát az univerzum végtelenségének problémájától nem szabadultunk meg. A világűrt elhagyni azonban már cseppet sem ilyen egyszerű. Ott hiába mondanánk, hogy „Irány fölfelé, és hagyjuk el az univerzumot!”, mert hát mihez képest „fölfelé”, ugye? Odakint ezek a fogalmak értelmüket vesztik, ezért ne is ragaszkodjunk hozzájuk túlzottan. Maradjunk csak meg az „Egyenesen előre, Kapitány!” utasításnál, és még véletlenül se terheljük őt meg iránymegadással, hogy „erre menjünk előre” vagy „arra menjünk előre”, mert bármerre is indulnánk el, az „egyenesen előre” útirány minden esetben ugyanoda hozna vissza. Tekintsünk el az időtől, az út hosszától, és csak az irányra koncentráljunk. Az „előre” irányból egy hatalmas nagy kör fog születni, amit aztán végtelenszer bejárhatunk, anélkül, hogy bárhol is beleütköznénk az út végébe. A világűr, mint valami gigantikus mőbiusz szalag fut körbe a tér minden irányában. Kitörni belőle tehát lehetetlen. Hogyan keletkezett a világmindenség? A kérdés már önmagában sem egyértelmű, hiszen azt sem vehetjük biztosra, hogy volt-e egyáltalán kezdete, vagy öröktől fogva létezik. Napjaink fejlett kozmológiai kutatásai többek között az ehhez hasonló kérdésekre keresik a választ. Az elmúlt évszázad tudományos forradalma következtében pedig egyre jobban közeledünk a megoldáshoz. Sokáig a kozmológia központi kérdése az univerzum végtelen vagy véges voltának firtatása volt. A kérdés nagyon fontos, hiszen egy végtelen és ezáltal öröktől fogva létező univerzumnak nem volt kezdete, és ezáltal nem lehet vége sem, de ha véges, akkor valamikor és valahogyan keletkeznie kellett, és egyszer véget is érhet. De vajon hogyan lehet a Földről szemlélődve érvelni bármelyik hipotézis mellett vagy éppen ellene? Megközelíthetjük a kérdést a logikai érvelés segítségével. Erre nagyszerű példa az Olbers-paradoxon, amelyet először 1826-ban Heinrich Wilhelm Matthias Olbers (1758 – 1840) német csillagász fogalmazott meg, és a következő gondolatot követi. A világegyetem működésével kapcsolatban a kezdetektől fogva felmerült legfontosabb tényező a gravitáció, hiszen már Einstein nagy felfedezése előtt is ismertük ezt az erőt Newton nyomán, mely szerint minden tömeggel rendelkező test vonzóerőt fejt ki minden más testre, amely a testek tömegével arányosan nő. Bizony, akármennyire különös, de a kedves olvasó is vonzza a Földet, nem csupán a Föld vonz bennünket, habár részünkről ez a hatás elképesztően kicsi. Ha véges az univerzum, akkor a gravitációs erő következtében a világegyetem minden anyagát a középpontba ránthatja össze elpusztítván önmagát. Ha azonban végtelen, akkor nincs olyan középpont, ahová a gravitáció összehúzhatná, hiszen minden irányban végtelen erők működnének, amelyek kiegyenlítik egymást, és egy örökké stabil, változatlan világot eredményeznek. Az univerzum eddig nem pusztította el önmagát, de ez a megfigyelés önmagában még nem visz közelebb a válaszhoz: véges vagy végtelen-e a világmindenség?Egy folyamatosan táguló világegyetem egyáltalán nem állandó, és időben visszafelé követve a folyamatot, a múltban egyre kisebb és kisebb kellett hogy legyen, míg elérjük azt a pillanatot, amikor minden elkezdődött. Ez a gondolatmenet vezet el bennünket az ősrobbanás elméletéhez, de ne siessünk ennyire előre, hiszen izgalmas elidőzni kissé a táguló világunk gondolatán. De ha bármely más galaxisba utaznánk, és onnan nézelődnénk, akkor ugyanazt tapasztalnánk, hogy minden távolodik tőlünk, és ismét csak arra gondolhatnánk, mi vagyunk a középpontban. Mi következik mindenből? Minden galaxis távolodik minden más galaxistól az univerzumban (persze van néhány kivétel, mint például az Androméda-galaxis, amely felénk közeledik és a távoli jövőben össze is ütközik velünk), vagyis maga a tér tágul a galaxisok között. Ezekre a roppant izgalmas kérdésekre a gravitációt a téridő görbületeként leíró, Einstein által megalkotott relativitáselméletben kereshetjük a választ. Hiszen valójában a kérdés az, hogy van-e elegendő gravitációs hatása a világegyetemben fellelhető összes anyagnak ahhoz, hogy megfordítsa a tágulást, és ismét egy kezdeti pontba rántsa vissza a mindenséget, létrehozván a „Nagy Reccs-et”. Mindenesetre Alexandr Friedmann 1922-ben megtalálta Einstein egyenleteinek egy olyan speciális megoldását, amely egyértelműen arra utalt, hogy az univerzumnak volt kezdete.