Czy gdybyśmy spojrzeli wystarczająco daleko, zobaczylibyśmy koniec wszystkiego?

Załóżmy na chwilę, że macie supermoc pozwalającą dostrzec absolutnie wszystko. Spoglądacie w głąb kosmosu, galaktyki migają jak lampki na choince, a wasza ciekawość pcha was dalej i dalej. Co byście zobaczyli na samym końcu? Betonowy mur z napisem „Koniec”? Wielki znak „Uwaga, przepaść!”? A może po prostu… nic? To właśnie to pytanie – czy Wszechświat ma granicę – elektryzuje nas od wieków. I choć brzmi prosto, odpowiedź jest jedną z najbardziej zawiłych i pięknych zagadek, jakich podjęła się nauka. Przygotujcie się na podróż, w której fizyka spotyka się z czystą filozofią.

Co właściwie mamy na myśli, mówiąc „granica”?

Bo „granica” to nie to samo, co „koniec”. Może wam chodzić o to, jak daleko sięgają nasze najpotężniejsze teleskopy – to jest granica obserwowalna. Albo może pytacie o fizyczną, namacalną krawędź, za którą rozpościera się… no właśnie, co? Nicość? To byłaby granica fizyczna. A może cofamy się do samego początku, do momentu, w którym wszystko się zaczęło? To z kolei granica czasowa. Widzicie? Zanim zaczniemy szukać odpowiedzi, musimy się upewnić, o którą granicę tak naprawdę pytamy.

Nasz kosmiczny „plac zabaw”, czyli wszechświat obserwowalny

Na początek to, co możemy technicznie zobaczyć. Nasz kosmiczny widok ograniczony jest przez najszybszego posłańca we wszechświecie: światło. Ponieważ wszechświat ma skończony wiek (około 13,8 miliarda lat), światło z najdalszych zakątków po prostu nie miało jeszcze czasu, do nas dotrzeć. To wyznacza nasz horyzont – horyzont kosmologiczny.

Ale – i tu jest haczyk – wszechświat się rozszerza. To rozszerzanie „rozciąga” przestrzeń, którą światło już przebyło. W efekcie, obiekty, których światło leciało do nas 13,8 mld lat, są teraz znacznie dalej. Szacuje się, że promień naszego obserwowalnego wszechświata to około 46 miliardów lat świetlnych w każdą stronę. To nasz kosmiczny „plac zabaw”. Poza ten horyzont nie możemy zajrzeć. To nie jest fizyczna ściana, to po prostu granica zdarzeń, o których kiedykolwiek będziemy mogli otrzymać informację.

A więc… jest jakaś ta prawdziwa granica?

Nauka ma na to kilka hipotez, a każda z nich przyprawia o zawrót głowy. Jedna z głównych teorii sugeruje, że wszechświat może być skończony, ale bez granic. Jak powierzchnia balonu. Mrówka wędrująca po jego powierzchni nigdy nie natrafi na krawędź, a mimo to powierzchnia jest skończona. Nasz trójwymiarowy wszechświat mógłby przedstawiać się analogicznie – ma skończoną objętość, ale nie ma żadnych brzegów. Gdybyście lecieli w linii prostej w kosmosie przez wystarczająco długi czas, teoretycznie moglibyście… wrócić do punktu wyjścia.

Z drugiej strony, wszechświat może być po prostu nieskończony. Nie ma końca, kropka. Ta koncepcja przerasta nasze codzienne, przyziemne rozumowanie. Jak coś może nie mieć końca? A jednak matematyka i fizyka dopuszczają taką możliwość. To trochę jak próba wyobrażenia sobie największej możliwej liczby – zawsze można dodać jeszcze jeden.

Dlaczego nie możemy po prostu tam dolecieć i sprawdzić?

No cóż, fizyka niestety stoi nam na drodze. Nawet gdybyśmy zbudowali statek zdolny do podróży z prędkością światła, nigdy nie dogonilibyśmy uciekającego horyzontu. Dlaczego? Bo przestrzeń pomiędzy nami a granicą obserwowalnego wszechświata rozszerza się szybciej niż prędkość światła. To nie łamie żadnych zasad – ograniczenie prędkości światła dotyczy poruszania się w przestrzeni, a nie samej ekspansji przestrzeni.

Najstarsze „światło”, jakie rejestrujemy, to kosmiczne mikrofalowe promieniowanie tła. To poświata Wielkiego Wybuchu, która wypełnia cały kosmos. To najdalsza (w czasie) rzecz, jaką możemy „zobaczyć”, ale to wciąż nie jest granica. To raczej najstarsza zachowana w świetle karta z kroniki wszechświata.

A co jest poza tym, co widzimy?

Nauka opiera się na domysłach, ale są one oparte na solidnych podstawach. Najprostsza odpowiedź? Prawdopodobnie więcej tego samego. Nieskończone (lub skończone) morze galaktyk, gwiazd, ciemnej materii, rozciągające się w nieskończoność. Inne teorie mówią o „bańkach” wszechświata, gdzie prawa fizyki mogą być zupełnie inne – to rodzi hipotezę multiwszechświata. To już czysta spekulacja, ale matematycznie… możliwa.

Podsumowując: czy kiedykolwiek zobaczymy tę granicę?

W dosłownym, fizycznym sensie – prawdopodobnie nie. Nasz horyzont będzie się od nas oddalał, a ewentualna „krawędź” jest prawdopodobnie poza naszym zasięgiem. Ale to nie powód do rozpaczy! To powód do ekscytacji. Bo każda nowa generacja teleskopów, odsuwa nasz horyzont nieco dalej, odsłaniając coraz starsze i bardziej tajemnicze fragmenty układanki. Odpowiedzi, które znajdujemy, zawsze rodzą nowe, jeszcze bardziej fascynujące pytania. I może o to właśnie chodzi w tym całym wielkim poszukiwaniu – nie tyle o dotarcie do granicy, co o niekończącą się podróż.