Ouvi dizer que nosso universo pode estar aberto ou fechado. Se estiver fechado, pode ter uma forma de toróide. Se for esse o caso, isso implicaria que nossas três dimensões espaciais precisariam ser incorporadas em um espaço dimensional (espacialmente) mais alto? Por exemplo, o antigo videogame de asteróides era aparentemente um toro mapeado para uma tela de vídeo em duas dimensões e permanecia em duas dimensões, mas com um comportamento específico de objetos em movimento.
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Respostas:
O universo aberto, fechado ou plano determina apenas o tipo de geometria que se deve usar para descrever as distâncias (e o tempo). Para geometrias abertas e fechadas, a geometria euclidiana não é o que se deve usar. Eu também concordaria que nosso universo aberto, fechado ou plano não tem nada a ver com o número de dimensões que ele contém.
No momento, não há evidências diretas de que haja dimensões adicionais acima de 3 + 1 (isso significa apenas três dimensões espaciais e uma dimensão temporal). No entanto, muitas teorias do GUT incluem dimensões espaciais adicionais na tentativa de unificar todas as forças.
Atualmente, também temos boas evidências de que o universo é "plano". O que isso significa é que os ângulos de um triângulo devem somar180∘ e as distâncias são medidas da maneira euclidiana padrão. Quando falamos sobre o universo ser plano, essa é uma afirmação puramente global. Localmente, no entanto, é completamente possível viver em um espaço curvo. Na verdade , vivemos em um espaço curvo. A massa da Terra está curvando o espaço e o tempo da maneira que a Relatividade Geral prevê, e, portanto, os relógios funcionam de maneira ligeiramente diferente, dependendo de onde você está na superfície da Terra, e as distâncias são muito próximas das distâncias euclidianas, embora não sejam .
Como podemos realmente determinar que o universo é globalmente plano, você pode perguntar? Usamos o que é conhecido como uma régua padrão. Muito parecido com uma vela comum, se achamos que entendemos a física, qualquer desvio do que preveríamos nos dá novas informações sobre o universo (no caso de supernovas, é que elas podem ser usadas para medir distâncias e, portanto, mapear o expansão do universo). Usamos o tamanho angular das flutuações na radiação cósmica de fundo por microondas (achamos que compreendemos a física por trás das flutuações razoavelmente bem) para testar quanto, se é que há, o universo se desvia da planicidade. Os últimos resultados da Planck mostram uma concordância muito boa com a imagem padrão fornecida pelo modelo cosmológico LCDM padrão.
Abaixo está o espectro de potência das flutuações de temperatura do CMB. A localização do primeiro pico é o que os cosmólogos usam para medir a planicidade.
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