Obserwując proces oddalania się galaktyk można dojść do niepokojącego wniosku – nikt nas we wszechświecie nie lubi. Gdziekolwiek spojrzymy, galaktyki, a właściwie to gromady galaktyk uciekają od nas. W miarę upływu czasu coraz szybciej.

Prowadzi to do dziwnych myśli. Czy aby to, nie znajdujemy się w środku wszechświata? Czy Wszechświat w ogóle ma jakiś środek od którego wszystko ucieka? I w którym miejscu był ten Wielki Wybuch?

Kilka spraw wymaga tu wyjaśnienia.

Wielki Wybuch to trochę niefortunna nazwa. Jeśli myślimy, że coś wybucha mamy zwykle na myśli zdarzenie w jakimś punkcie. Coś wybucha – a wszystko co stało w tym miejscu odlatuje we wszystkie strony, wraz z falą uderzeniową.

W przypadku Wielkiego Wybuchu sprawa wyglądała inaczej. Wiele tytułów popularnonaukowych porównuje to do nadmuchiwania balonika.

Załóżmy, że mamy balonik. Taki zwyczajny. Na jego powierzchni malujemy kropki. Będą one symbolizowały galaktyki. Jedna z tych kropek, nie jest istotne która, to nasza galaktyka – Droga Mleczna.

Teraz ważna sprawa, dla naszego eksperymentu istotna jest tylko powierzchnia balonu. Nie rozpatrujemy go jako ciała trójwymiarowego. Znaczenie ma tylko dwuwymiarowa powierzchnia. Można to porównać do Ziemi. Mimo, że jest czymś kulopodobnym, na co dzień tego nie zauważamy. Z ludzkiej perspektywy wydaje się płaska.

Wracamy do balonika, żyją na nim balonikowe ludki. Jeden z nich, powiedzmy Stefan, codziennie rano chodzi do sklepu po bułki. Podczas gdy Stefan śpi, ktoś ukradkiem dmucha w balonik, jego powierzchnia się zwiększa. Każdego dnia chodząc do sklepu, Stefan odkrywa, że jego droga ciągle się wydłuża. Jednak nie może określić co jest źródłem tego procesu, ani względem czego owo wydłużenie następuje.

Stefan mieszka na jednej z kropek symbolizujących galaktyki, zauważa że wszystkie się od niego oddalają, podobnie jak sklep. Czy to oznacza, że jest w środku wszechświata? Oczywiście nie! Każdy z perspektywy swojej własnej kropki widzi oddalające się galaktyki (kropki). Nie ma żadnego środka rozszerzania, bo to nie galaktyki się oddalają, tylko przestrzeń pomiędzy nimi puchnie.

Oddalanie się galaktyk w wyniku ekspansji wszechświata

Naturalnie my, z "zewnątrz", możemy wskazać środek ekspansji. Znajduje się on w środku balonika, jednak dla Stefana wiedza ta jest niedostępna, bo cały jego wszechświat jest płaski, dwuwymiarowy.

Przerzucamy teraz to myślenie na rzeczywisty wszechświat. Każda galaktyka, jak kropka na baloniku oddala się od pozostałych bez wyraźnego środka ekspansji. W tym wypadku już w trzech wymiarach, ale zasada zostaje ta sama – to nie galaktyki uciekają, tylko przestrzeń się rozszerza.

Nie należy jednak analogii balonika ciągnąć zbyt daleko. Posługując się tym modelem, można dojść do wniosku, że wszechświat rozszerza się w jakimś dodatkowym wymiarze. Zwiększanie powierzchni balonika, było możliwe dlatego, że rosła jego objętość.

Taki warunek nie jest konieczny dla wszechświata. Zgodnie z ogólną teorią względności, przestrzeń może się odkształcać, rosnąć, bez konieczności uciekania się do dodatkowych wymiarów. Nie oznacza to oczywiście, że inne wymiary nie istnieją. W zasadzie nie ma na razie żadnych dowodów wykluczających taką możliwość, ale potwierdzających też nie. Mimo to, nie są one potrzebne do wyjaśnienie zjawiska ekspansji wszechświata. On sam jest samowystarczalny.

Podobnie ma się sprawa z ośrodkiem w którym balonik się rozszerzał. Balon podczas dmuchania, zajmował coraz więcej przestrzeni "na zewnątrz", tej w której znajduje się osoba dmuchająca. Natomiast poza wszechświatem, nie ma żadnego "zewnątrz". Wszechświat to cała dostępna przestrzeń, nie rozszerza się "w czymś", tylko sam w sobie.

Pozostaje tytułowe pytanie, gdzie miał miejsce Wielki Wybuch? Jak już wcześniej zauważyliśmy, wszechświat nie ma "środka ekspansji". Niezależnie od miejsca obserwacji, oddalające się gromady galaktyk wyglądałyby mniej więcej tak samo.

W momencie Wielkiego Wybuchu cały wszechświat zawierał się w niewielkim punkcie, który po chwili rozrósł się do gigantycznych rozmiarów. Wynika z tego, że Wielki Wybuch miał miejsce wszędzie w całym wszechświecie, w odległych gwiazdach jak i w twoim pokoju. Nie był to tak naprawdę wybuch, tylko raczej – wielkie rozdęcie. Wszystko znajdowało się kiedyś w malutkim punkcie i błyskawicznie zwiększyło swoje rozmiary. Nie odrzucając nic „na zewnątrz”, bo „na zewnątrz” nic nie ma, nawet czasu i przestrzeni.

Ilustracja tytułowa, gromada galaktyk MACS J0717.5+3745. NASA, ESA, Harald Ebeling (University of Hawaii at Manoa) & Jean-Paul Kneib (LAM)