Если вы когда-либо мечтали о путешествии во времени, просто посмотрите на ночное небо; проблески, которые вы видите, действительно являются снимками далекого прошлого. Это потому, что эти звезды, планеты и галактики находятся так далеко, что свет даже от самых близких может занять десятки тысяч лет, чтобы достичь Земли.
Вселенная, несомненно, большое место. Но насколько он большой?
«Это может быть то, чего мы на самом деле никогда не знаем», - сказала в прямом эфире Сайна Галлахер, астрофизик из Западного университета в Онтарио, Канада. Размер Вселенной является одним из фундаментальных вопросов астрофизики. Это также может быть невозможно ответить. Но это не мешает ученым пытаться.
Галлахер сказал, что чем ближе объект во вселенной, тем легче измерить его расстояние. Солнце? Кусок пирога. Луна? Еще проще Все, что нужно сделать ученым, - это направить луч света вверх и измерить количество времени, которое требуется, чтобы этот луч отразился от поверхности Луны и вернулся обратно на Землю.
Но самые отдаленные объекты в нашей галактике хитрее, сказал Галлахер. В конце концов, чтобы добраться до них, потребуется очень сильный луч света. И даже если бы у нас были технологические возможности, чтобы светить так далеко, у кого есть тысячи лет, чтобы ждать, пока луч отскочит от отдаленных экзопланет вселенной и вернется к нам?
У ученых есть несколько хитростей для работы с самыми отдаленными объектами во вселенной. Звезды меняют цвет с возрастом, и на основании этого цвета ученые могут оценить, сколько энергии и света испускаются этими звездами. Две звезды, которые имеют одинаковую энергию и яркость, не будут выглядеть одинаково с Земли, если одна из этих звезд будет намного дальше. Дальше будет естественно казаться тусклее. Ученые могут сравнить фактическую яркость звезды с тем, что мы видим с Земли, и использовать эту разницу, чтобы вычислить, как далеко звезда находится, сказал Галлахер.
Но как насчет абсолютного края вселенной? Как ученые рассчитывают расстояния до объектов, которые так далеко? Вот где все становится действительно сложно.
Помните: чем дальше объект от Земли, тем дольше свет от этого объекта достигает нас. Представьте, что некоторые из этих объектов находятся так далеко, что их свету потребовались миллионы или даже миллиарды лет, чтобы добраться до нас. Теперь представьте, что свет некоторых объектов занимает столько времени, чтобы совершить это путешествие, что за все миллиарды лет существования вселенной он все еще не достиг Земли. Именно с этой проблемой сталкиваются астрономы, рассказал в интервью Science Science Уилл Кинни, физик из Университета штата Нью-Йорк в Буффало.
«Мы можем видеть только крошечный маленький пузырек. И что за этим стоит? Мы действительно не знаем», - сказала Кинни.
Но, рассчитав размер этого маленького пузырька, ученые могут оценить, что находится за его пределами.
Ученые знают, что Вселенной 13,8 миллиарда лет, дайте или возьмите несколько сотен миллионов лет. Это означает, что объект, свет которого достиг 13,8 миллиардов лет, должен быть самым дальним объектом, который мы можем видеть. У вас может возникнуть соблазн думать, что это дает нам простой ответ для размера вселенной: 13,8 миллиардов световых лет. Но имейте в виду, что вселенная также постоянно расширяется с нарастающей скоростью. За то время, которое свет потратил на нас, край пузыря сдвинулся. К счастью, ученые знают, насколько далеко он продвинулся: 46,5 миллиардов световых лет, основываясь на расчетах расширения Вселенной после Большого взрыва.
Некоторые ученые использовали это число, чтобы попытаться вычислить, что находится за пределами того, что мы можем видеть. Исходя из предположения о том, что вселенная имеет изогнутую форму, астрономы могут смотреть на закономерности, которые мы видим в наблюдаемой вселенной, и использовать модели для оценки того, насколько дальше расширяется остальная часть вселенной. Одно исследование показало, что фактическая вселенная может быть как минимум в 250 раз больше 46,5 миллиардов световых лет, которые мы можем реально увидеть.
Но у Кинни есть и другие идеи: «Нет никаких доказательств того, что вселенная конечна», - сказал он, - «это может продолжаться вечно».
Нет уверенности в том, является ли Вселенная конечной или бесконечной, но ученые согласны с тем, что она «действительно чертовски огромна», сказал Галлахер. К сожалению, маленькая часть, которую мы можем видеть сейчас, - это то, что мы когда-либо сможем наблюдать. Поскольку вселенная расширяется с возрастающей скоростью, внешние края нашей наблюдаемой вселенной фактически движутся наружу быстрее, чем скорость света. Это означает, что края нашей вселенной удаляются от нас быстрее, чем их свет достигает нас. Постепенно эти края (и любые рестораны там, как однажды написал британский автор Дуглас Адамс) исчезают из поля зрения.
Галлахер сказал, что размер вселенной и ее огромное количество мы не видим, это унизительно. Но это не мешает ей и другим ученым продолжать искать ответы.
«Может быть, мы не сможем понять это. Это может расцениваться как разочарование», - сказал Галлахер. «Но это также делает его действительно захватывающим».
