Колко голяма е Вселената и дали е безкрайна

Ако някога сте мечтали за пътуване във времето, просто погледнете към нощното небе; отблясъците, които виждате, са наистина снимки на далечното минало. Това е така, защото тези звезди, планети и галактики са толкова отдалечени, че може да отнеме десетки хиляди години на светлината, идваща дори от най-близките от тях, за да достигне Земята.

Вселената безспорно е голямо място. Но колко голямо?

„Това може би е нещо, което всъщност никога няма да узнаем“, заяви Сара Галахър, астрофизик от Западния университет в Онтарио, Канада, пред Live Science. Размерът на Вселената е един от основните въпроси на астрофизиката. Може би е невъзможно да се отговори. Но това не спира учените да се опитват.

„Колкото по-близо е даден обект във Вселената, толкова по-лесно е да се измери разстоянието до него“, казва Галахър. Слънцето? Лесна работа. Луната? Още по-лесно. Всичко, което учените трябва да направят, е да насочат лъч светлина нагоре и да измерят времето, необходимо на този лъч да се отрази от лунната повърхност и да се върне обратно към Земята.

„Но най-отдалечените обекти в нашата галактика са по-трудни“, твърди Галахър. В края на краищата, достигането им ще изисква много силен лъч светлина. И дори да имаме технологичните възможности да изпратим такъв много далеч, кой има хиляди години да чака лъчът да се отрази от далечните екзопланети на Вселената и да се върне обратно при нас?


РЕКЛАМА:

***

Учените имат няколко трика „в ръкавите” за справяне с най-отдалечените обекти във Вселената. Когато остаряват, звездите променят цвета си и въз основа на това учените могат да преценят колко енергия и светлина излъчват те. Две звезди, които имат еднаква енергия и яркост, няма да изглеждат еднакви от Земята, ако едната от тях е много по-далеч. По-далечната естествено ще изглежда по-тъмна. „Учените могат да сравнят действителната яркост на звездата с тази, която виждаме от Земята, и да използват тази разлика, за да изчислят колко далеч е звездата“, обяснява Галахър.

Но какво да кажем за абсолютния край на Вселената? Как учените изчисляват разстоянията до обекти, които са толкова далеч? Именно там нещата стават наистина трудни.

Запомнете: колкото по-далеч е един обект от Земята, толкова по-дълго време отнема на светлината от този обект, за да достигне до нас. Представете си, че някои от тези обекти са толкова далеч, че на светлината, идваща от тях са били нужни милиони или дори милиарди години, за да стигнат до нас. А сега си представете, че на светлината от някои обекти й отнема толкова време да извърши това пътуване, че през всички милиарди години на Вселената тя все още не е достигнала Земята. „Точно това е проблемът, с който се сблъскват астрономите“, заявява Уил Кини, физик от Държавния университет в Ню Йорк в Бъфало, пред Live Science.

„Можем да видим само малък „балон” от Вселената. А какво има извън това? Всъщност не знаем“, казва Кини.

Но чрез изчисляване на размера на този малък балон учените могат да преценят какво е извън него.

Учените знаят, че Вселената е на 13,8 милиарда години, плюс-минус няколкостотин милиона години. Това означава, че един обект, на чиято светлина отнема 13,8 милиарда години, за да достигне до нас, би трябвало да е най-отдалеченият обект, който можем да видим. Звучи изкушаващо да мислим, че ни се дава лесен отговор за размера на Вселената: 13,8 милиарда светлинни години. Но трябва да се има предвид, че Вселената също непрекъснато се разширява с нарастваща скорост. В периода от време, което отнема на светлината, за да достигне до нас, краят на балона ще се е преместил. За щастие учените знаят докъде е стигнал: 46,5 милиарда светлинни години на базата на изчисленията на разширяването на Вселената след Големия взрив.

Някои учени са използвали това число, за да опитат да изчислят какво лежи извън границите на това, което можем да видим. Въз основа на предположението, че Вселената има извита форма, астрономите могат да разгледат моделите, които виждаме в наблюдаваната Вселена и да използват модели, за да преценят колко по-далеч се простира останалата част от нея. Едно проучване установи, че действителната Вселена може да бъде поне 250 пъти по-голяма от тези 46,5 милиарда светлинни години, които всъщност можем да видим.

Но Кини има други идеи: „Няма доказателства, че Вселената е крайна, много вероятно е, тя да е безкрайна”.

„Не може да се каже със сигурност дали Вселената е крайна или безкрайна, но учените са съгласни, че е „наистина страховито огромна“, казва Галахър. За съжаление, малката част, която можем да видим сега, е възможно най-голямата, която някога ще можем да наблюдаваме. Тъй като Вселената се разширява с нарастваща скорост, външните краища на наблюдаемата ни Вселена всъщност се движат навън по-бързо от скоростта на светлината. Казано по друг начин, краищата на нашата Вселена се отдалечават от нас по-бързо, отколкото тяхната светлина може да достигне до нас. Постепенно тези краища (и всички ресторанти там, както писа британският автор Дъглас Адамс) изчезват от погледа ни.

„Размерът на Вселената и онази част от нея, която не можем да видим – това е смиряващо“, казва Галахър. Но това не й пречи на нея, както и на другите учени, да продължат да търсят отговори.

„Може би няма да успеем да го разберем, което е разочароващо“, казва Галахър. „Но това също така е и безкрайно вълнуващо.“

 

Превод: Светослава Петкова-Дишкова

Източник: Live Science

 

 


Европейска нощ на учените 2022 г.: