Ani la rând, cosmologia a funcționat cu un răspuns comod la una dintre cele mai mari întrebări posibile: ce formă are universul?
Răspunsul oficial era că universul este plat, ca un plan infinit, susținut de decenii de date culese de sateliți precum Planck, care au analizat radiația cosmică de fond – semnalul slab rămas în univers de la 380.000 de ani după Big Bang. Nimeni nu mai punea cu adevărat la îndoială concluzia, pentru că totul părea să bată la un loc.
Numai că o echipă internațională de cercetători reuniți sub numele de colaborarea COMPACT a decis să verifice ipotezele de bază ale acestei concluzii, și acolo a apărut problema. Logica veche spunea că, dacă universul s-ar întoarce pe el însuși, adică ar fi finit și „curbat” ca o suprafață toroidală sau sferică, am vedea în harta radiației cosmice perechi de cercuri cu modele identice de temperatură, ca niște ecouri ale aceluiași loc din spațiu văzut din direcții diferite. Nu am găsit astfel de cercuri, deci universul trebuie să fie plat și infinit. Simplu și curat.
Problema este că această logică conține o ipoteză ascunsă: că o buclă cosmică ar trebui neapărat să se intersecteze cu linia noastră de vedere și să producă aceste cercuri detectabile. Dar nu există niciun motiv fizic obligatoriu pentru asta. O buclă poate fi orientată în spațiu astfel încât să „ocolească” observatorul complet, fără să lase nicio urmă în harta pe care o avem. Echipa COMPACT a calculat că dimensiunea minimă detectabilă a unor astfel de bucle poate fi de două până la șase ori mai mică decât ce cosmologii considerau ca limită certă, ceea ce înseamnă că topologii ale universului pe care le-am aruncat în coșul „exclus” trebuie scoase înapoi și reexaminate.
Concret, chiar și un univers geometric plat poate avea o topologie non-trivială, adică poate fi finit și pliat pe el însuși în moduri surprinzătoare. Matematic, există 18 topologii distincte compatibile cu geometria plată, de la cilindri la toruri și chiar forme mai exotice, ca sticla lui Klein. Toate arată identic în ecuațiile relativității generale lui Einstein, dar fiecare ar produce un tipar diferit de semnale în radiația cosmică de fond. Faptul că nu am găsit semnalul așteptat nu înseamnă că topologia e trivială, ci că poate ne-am uitat în locul greșit sau cu instrumentul greșit.
Ceea ce mi se pare fascinant este că eroarea nu a venit din date proaste sau din echipamente slabe, ci dintr-o ipoteză neexaminată timp de decenii, ascunsă tocmai pentru că răspunsul din jur părea suficient de convingător. Universul poate fi finit și totuși plat, poate fi o „cutie” în care dacă ieși prin un perete reintri prin cel opus, sau poate fi o gogoașă hiperdimensională pe care matematicienii o numesc 3-tor. Niciuna dintre aceste forme nu schimbă fizica locală, dar fiecare schimbă radical ce înseamnă „cosmos” ca întreg, ce se află dincolo de ce putem vedea și cum s-a născut totul. Telescoapele Euclid, Roman și Spherex urmează să furnizeze hărți tridimensionale ale distribuției galaxiilor în câțiva ani, iar echipa COMPACT speră că aceste date noi vor putea detecta tipare repetate în structura universului mai bine decât cercurile din radiația de fond. Până atunci, forma universului rămâne deschisă și mai complicată decât am crezut vreodată.
