Бесконечна ли Вселенная: что измерено, а что неизвестно

Наука пока не знает, бесконечна ли вся Вселенная. Мы видим конечную область, потому что свет распространяется с конечной скоростью, а космос имеет конечный возраст. Но граница наблюдаемого не является стеной или краем пространства.

Наблюдаемая Вселенная конечна

Самый далёкий свет шёл к нам почти всю космическую историю. За время его пути пространство расширялось, поэтому нынешнее расстояние до областей, испустивших этот свет, намного больше простого произведения возраста Вселенной на скорость света. Так возникает космологический горизонт: события за ним пока не могут сообщить нам о себе.

Наблюдатель в другой галактике имел бы собственную наблюдаемую область. Она частично пересекалась бы с нашей, но центр находился бы у него. Следовательно, Земля не занимает геометрический центр всей Вселенной только потому, что находится в центре своего горизонта.

Конечное пространство не обязано иметь край

Двумерная поверхность сферы конечна по площади, но путник на ней не встретит границу. Трёхмерное пространство тоже в принципе может иметь конечный объём без края, хотя его топология была бы сложнее привычной сферы. Поэтому вопросы «конечна ли Вселенная?» и «есть ли у неё край?» не тождественны.

Космологические измерения показывают, что крупномасштабная пространственная геометрия очень близка к плоской. Точно плоское пространство может быть бесконечным, но может иметь и конечную многосвязную топологию. Небольшая кривизна также могла бы быть слишком слабой, чтобы проявиться в доступной области.

Расширение не требует внешней пустоты

В космологии растут расстояния между далёкими несвязанными объектами вместе с масштабом пространства. Это не взрыв вещества из одной точки в заранее существовавшую пустоту. У стандартной модели нет наблюдаемого центрального места, откуда разлетаются все галактики.

Гравитационно связанные системы не растягиваются вместе с космическим масштабом: Солнечная система и галактики удерживаются собственным притяжением. Расширение проявляется между достаточно далёкими областями.

Что можно утверждать

Наблюдаемая Вселенная конечна и значительно больше области, доступной обычным телескопам в видимом диапазоне. За её горизонтом, вероятно, продолжается пространство с веществом, но прямых данных о полном размере нет. У наблюдаемой области нет обнаруженной физической стены, а вопрос о бесконечности всей Вселенной остаётся открытым.

Обзор масштаба, возраста и расширения космоса публикует NASA. Любое категоричное число для «размера всей Вселенной» выходит за пределы того, что сегодня измерено.