Бесконечна ли Вселенная? Ответ быстро становится странным

Измерения древнего света — космического микроволнового фонового излучения — указывают на то, что Вселенная кажется удивительно плоской. Однако это не доказывает её бесконечность: наблюдаемая область может быть лишь малой частью гораздо большей искривлённой Вселенной, а пространство может быть плоским и при этом замыкаться на себя экзотическими способами.

Граница наблюдаемой Вселенной — не просто предел возможностей телескопов, а более глубокий предел информации, которая когда-либо может стать нам доступной. По аналогии с конечной поверхностью Земли, у которой нет края, Вселенная может быть конечной без границы. Астрономы проверяют геометрию космоса с помощью реликтового микроволнового излучения (CMB): предсказанные и наблюдаемые температурные вариации имеют масштаб, ожидаемый для плоского пространства. Но локальная плоскость не исключает кривизну на масштабах больше наблюдаемой области.

Плоская геометрия не обязательно означает бесконечность и не определяет топологию: плоский лист можно свернуть в цилиндр, сохранив локальную плоскость. Математики выделяют 17 различных топологий, которые могут оставаться геометрически плоскими, включая пространство Ханцше — Вендт; обсуждаются также цилиндры, торы, лента Мёбиуса и бутылка Клейна. Поиски замкнутой топологии — повторяющихся узоров реликтового микроволнового излучения (CMB) или галактик на противоположных сторонах неба — пока не дали убедительных доказательств. Если масштаб замыкания больше наблюдаемой Вселенной, мы можем никогда не узнать, бесконечна ли Вселенная, конечна, искривлена или связана более странным образом; некоторые космологические идеи допускают существование мультивселенной из пузырей.