يتساءل العلماء عما إذا كان الكون يشبه كعكة الدونات

يحاول علماء الفلك والفيزياء فهم شكل الكون من خلال دراسة طوبولوجيته، أي كيفية اتصال أجزائه. يوضح يشار أكرمي من معهد الفيزياء النظرية في مدريد، وعضو في شراكة دولية تُدعى كومباكت، أن المسألة لم تُحسم بعد، وهدفهم هو تحديد شكل الفضاء الكوني.

الطوبولوجيا تصف الشكل الهندسي العام للكون وكيفية التفافه على نفسه. بعض الأشكال مثل "الدونات" أو "الحيد الثلاثي" تعني أن الكون محدود المساحة لكن بلا حواف، مثل شاشة لعبة فيديو تعيد الشيء الذي يخرج من الجهة اليمنى إلى اليسار. يوجد 18 شكلاً ممكناً يتفق مع كون مسطح هندسياً، لكن بعضها يحمل خصائص غير مألوفة.

إلى جانب الطوبولوجيا، يلعب الانحناء دوراً في تحديد الشكل. تقول النسبية العامة إن الأجسام الثقيلة تثني الفضاء وتُنتج الجاذبية. مع ذلك، القياسات التي قارنت الحجم الظاهري والحقيقي للمجرات تُظهر أن الكون مسطح عملياً.

إذا كان الكون ينطوي على طية تجعله محدوداً، فسنرى نسخاً متكررة من مجرتنا أو من أنفسنا، كما في قاعة مرايا، لكن التحقق صعب لأن الضوء يتحرك بسرعة محدودة والمجرات تتغير مع الزمن. يدرس الباحثون صوراً متكررة لدرب التبانة عبر السنين لاكتشاف أي تكرار.

أفضل طريقة لفهم الطوبولوجيا هي تحليل إشعاع الخلفية الكونية الميكروي، وهو ضوء بقي من الانفجار العظيم. الضوء موحد تقريباً، لكنه يحتوي على تباينات دقيقة تكشف بنية الكون الأولى. مشروع المرحلة الرابعة يستخدم تلسكوبات في تشيلي والقارة القطبية الجنوبية لرفع دقة الخريطة، لكن الباحثين يقولون إن هذا الإشعاع وحده لا يكفي.

لذلك يلجأ العلماء إلى تلسكوب "إقليدس" الفضائي ومرصد "SKA" الراديوي لعد المادة ورسم خريطة كاملة. يقول عكرمي إن هذه البيانات ستساعدنا على فهم الطوبولوجيا وربما نحصل على خريطة شاملة للكون تشبه Google Earth للفضاء.