Tâm vũ trụ nằm ở đâu?

Vũ trụ ban đầu chỉ là một thể nén với kích thước cực nhỏ. Sau đó, từng điểm một trong vũ trụ mở rộng với mức độ đều nhau cho đến tận ngày nay. Và chính bởi không có điểm bắt đầu cho nên vũ trụ cũng không có tâm.

Để minh họa cho điều này, thử tưởng tượng hình ảnh một con kiến – thực thể hai chiều sống trên bề mặt một trái bóng bay hình cầu hoàn hảo. Từ góc nhìn của con kiến, mọi nơi trên mặt cầu trông đều giống nhau. Với nó, mặt cầu không có tâm điểm, cũng chẳng có góc cạnh nào cả. Nếu thổi cho trái bóng bay, con kiến sẽ thấy vũ trụ hai chiều nở rộng ra. Nếu vẽ các chấm lên trên bề mặt trái bóng, con kiến sẽ thấy chúng dần cách xa nhau, giống như những dải thiên hà trong vũ trụ. Các không gian ba chiều mở rộng vuông góc với bề mặt của trái bóng, chẳng hạn như đường xuyên tâm trái bóng, sẽ không có ý nghĩa vật lý gì đối với con kiến. Nó biết mình có thể tiến và lùi, sang phải hay sang trái, nhưng lại không có ý niệm đi lên và đi xuống.

Vũ trụ của chúng ta chính là phiên bản 3D của của vũ trụ 2D đối với con kiến. Trong phép loại suy từ trái bóng bay với một không gian bề mặt bị giới hạn, lại đại diện cho cả vũ trụ vô hạn – điều khiến các nhà vũ trụ học vẫn chưa chắc chắn. Sự vô hạn này đến từ những quan sát đối với đường đi của ánh sáng kể từ Big Bang, song vũ trụ vẫn có thể là hữu hạn.

Tổng khối lượng và năng lượng là yếu tố quyết định vũ trụ cong hay phẳng. Nếu mật độ khối lượng và năng lượng chỉ ở mức vừa đủ – hay còn gọi là mức độ giới hạn – thì vũ trụ sẽ phẳng như một tờ giấy và mở rộng dần đều. Nếu mật độ này lớn hơn, vũ trụ sẽ cong như trái bóng bay. Sự hấp dẫn thêm do mật độ gia tăng sẽ làm chậm tốc độ giãn nở của vũ trụ, và cho đến một lúc nào đó sẽ dừng lại. Còn nếu mật độ này càng ở mức thấp hơn giới hạn, vũ trụ sẽ mở rộng càng nhanh. Đối với viễn cảnh đó, vũ trụ sẽ lõm xuống và có hình dạng giống như chiếc yên ngựa. Nhưng nó vẫn sẽ là vô hạn và không có tâm.

Dù các ý tưởng dựa trên lý thuyết và các quan sát hậu Big Bang đều dẫn tới kết luận về một vũ trụ phẳng, nhưng các nhà vũ trụ học vẫn không chắc là nó thực sự phẳng hay do độ cong quá lớn mà chúng ta không thể cảm nhận được. Cùng với đó là ý tưởng về vũ trụ không tâm, cũng như không có góc cạnh, ủng hộ cho nguyên tắc rằng không nơi nào trong vũ trụ đặc biệt hơn nơi nào.

Trong suốt một giai đoạn dài của lịch sử, con người đã lầm tưởng rằng mình đang ở hoặc gần với trung tâm của vũ trụ – đó có thể là Trái đất, Mặt trời hay dải Ngân Hà. Nhưng dù chúng ta có nghĩ mình đặc biệt thế nào đi chăng nữa thì vũ trụ vẫn tồn tại.