Vad innebär det att universum är platt?

Vad innebär det när man säger att universum är platt? För vi ser ju att det finns höjder uppe i skyn/rymden? Stjärnor norr om nordpolen. Ligger Proxima Centauri norr om nordpolen eller i vilken riktning annars?

Frågan ställdes 2022-08-27.

Först om det ”platta” universum: Det är svårt att föreställa sig ett ”krökt rum” (det är omöjligt för mig i alla fall, jag har svårt at tänka mig att rymden har en form). Vår dagliga erfarenhet handlar ju om ett ”platt rum” med 3 dimensioner: framåt/bakåt, höger/vänster, uppåt/neråt, ofta i matematiken representerade av axlarna x, y och z. Jag måste använda en liknelse för att försöka förstå krökt rum: Tänk dig att vi inte förstod upp/ner utan levde i en 2-dimensionell värld, x och y, ett plan. Det platta universum skulle för oss då vara en plan oändlig bordsyta där vi kunde gå rakt fram i vilket väderstreck som helst hur långt som helst men inte förstod att det fanns ett upp/ner.

Vi kan lätt tänka oss att planet kunde böjas utan att vi förstod det. Om man till exempel krökte ytan till en boll, en sfär, så motsvarar det en positiv krökning av det 2-dimensionella ”rummet”. Vi skulle tycka att det var jättekonstigt att om vi gick rakt fram i någon riktning så skulle vi komma tillbaka till utgångspunkten när vi gått ett helt varv runt sfären. Universum skulle ha en bestämd storlek men vi skulle inte se någon gräns. Lika obegripligt som denna ”paradox” vore för våra 2-dimensionella jag är för mig en krökning av det 3-dimensionella rummet som vi är vana vid. I skolgeometrin har vi lärt oss att summan av triangelns 3 vinklar alltid är 180 grader. Men om man ritar en stor triangel på en sfär så blir vinkelsumman större än 180 grader. På det sättet skulle vi kunna ”förstå” att vårt 2-dimensionella rum inte var platt.

Nu har kosmologer som studerar universum på olika sätt lyckats mäta väldigt stora trianglar i universum och funnit att summan blir 180 grader (inom mätnoggrannheten). Slutsatsen är att universum ser ut att vara ”platt”, det vill säga att det tycks motsvara våra vanliga föreställningar om rummet med tre dimensioner x, y och z.

Nu över till Proxima Centauri: Om du står på nordpolen och går åt något håll så går du åt söder, oavsett åt vilket håll du går. Det går alltså inte att komma norr om nordpolen. På samma sätt kan inget finnas norr om den norra himmelspolen. Här kan vi tänka oss himlen som en glassfär, vilket man kanske tänkte sig i antiken, med norra himmelspolen rakt ovanför jordens nordpol. Nära norra himmelspolen finns den ganska ljusa stjärnan Polaris som är ett bra riktmärke för att hitta väderstrecken en klar natt.

Proxima Centauri finns inte alls i närheten av norra himmelspolen, den finns i stjärnbilden Kentauren som vi inte kan se från Sverige eftersom den ligger på den södra delen av himlen. Proxima Centauri (eller alfa Centauri C) är den stjärna som finns närmast solen, men den är en väldigt ljussvag röd dvärgstjärna och osynlig för blotta ögat. Den är gravitationellt bunden till två ljusa stjärnor som man kan se som en stjärna med blotta ögat om man reser närmare eller söder om ekvatorn: alfa Centauri A (som är mycket lik solen) och alfa Centauri B.

Frågan besvarades av Bengt Edvardsson, universitetslektor vid avdelningen astronomi och rymdfysik, institutionen för fysik och astronomi.