Koliko je svemir oko nas velik? Ono što možemo promatrati daje nam odgovor, ali vjerojatno je puno veći od toga.
Koliko je svemir velik? To je jedno od osnovnih pitanja astronomije. Tražeći najudaljeniju promatrati točku od Zemlje (i po tom pitanju, najstariju s obzirom na brzinu svjetlosti), možemo procijeniti promjer.
Zahvaljujući napretku tehnologije, astronomi mogu pogledati unatrag u vrijeme neposredno nakon Velikog praska. To bi moglo sugerirati da cijeli svemir leži unutar našeg vidokruga. No veličina svemira ovisi o nizu faktora, uključujući njegov oblik i širenje.
Kao rezultat toga, iako možemo procjenjivati veličinu svemira, znanstvenici ne mogu izraziti točan broj. Godine 2013., Europska svemirska agencija je kroz Planckovu svemirsku misiju objavila najprecizniju i najdetaljniju mapu svjetlosti svemira ikad napravljenu. Mapi je pokazano da je svemir star 13,8 milijardi godina. Planck je izračunao starost proučavajući kozmičku mikrovalnu pozadinu.
“Kozmička mikrovalna pozadinska svjetlost je putnik iz daleka i davno”, rekao je Charles Lawrence, američki projektni znanstvenik za misiju u NASA-inom Laboratoriju za mlazni pogon u Pasadeni, Kalifornija. “Kada stigne, govori nam o cijeloj povijesti našeg svemira.”
Zbog veze između udaljenosti i brzine svjetlosti, to znači da znanstvenici mogu gledati regiju svemira koja se nalazi 13,8 milijardi svjetlosnih godina dalje. Kao brod na otvorenom oceanu, astronomi na Zemlji mogu usmjeriti svoje teleskope kako bi promatrali 13,8 milijardi svjetlosnih godina u svim smjerovima, što stavlja Zemlju unutar promatrane sfere s radijusom od 13,8 milijardi svjetlosnih godina. Riječ “promatrano” je ključna; sfera ograničava ono što znanstvenici mogu vidjeti, ali ne i što postoji.
Iako sfera izgleda gotovo 28 milijardi svjetlosnih godina u promjeru, ona je puno veća. Znanstvenici znaju da se svemir širi. Dakle, dok znanstvenici možda vide mjesto koje je ležalo 13,8 milijardi svjetlosnih godina od Zemlje u vrijeme Velikog praska, svemir se nastavio širiti tijekom svog života. Ako je inflacija bila konstantna tijekom života svemira, to isto mjesto je danas 46 milijardi svjetlosnih godina dalje, prema Ethanu Siegelu, koji piše za Forbes, čineći promjer promatranog svemira sferom od oko 92 milijarde svjetlosnih godina.
Te procjene dodatno komplicira mogućnost da se svemir ne širi jednoliko. ESA je izvijestila o studiji iz 2020. koristeći podatke od ESA-inog XMM-Newtona, NASA-inog Chandra svemirskog teleskopa i Rosat X-ray opservatorija koja sugerira da se svemir ne širi istom brzinom u svim smjerovima. Studija je mjerila X-zračne temperature stotina galaktičkih skupina i uspoređivala ih s njihovom svjetlinom. Neke skupine izgledale su manje svijetlo nego što se očekivalo, sugerirajući da se nisu kretale istom brzinom. “Ovaj mogući neujednačeni učinak na kozmičko širenje mogao bi biti uzrokovan tajanstvenom tamnom energijom”, izjavila je ESA.
Centriranje sfere na Zemljin položaj u svemiru možda izgleda kao da ljude stavlja u središte svemira. Međutim, poput tog broda na oceanu, ne možemo reći gdje se nalazimo u golemom rasponu svemira. Samo zato što ne možemo vidjeti kopno ne znači da smo u središtu oceana; samo zato što ne možemo vidjeti rub svemira ne znači da ležimo u središtu svemira.
Znanstvenici mjere veličinu svemira na bezbroj različitih načina. Mogu mjeriti valove iz ranog svemira, poznate kao barijonske akustičke oscilacije, koje ispunjavaju kozmičku mikrovalnu pozadinu. Mogu također koristiti standardne svijeće, poput supernova tipa 1A, kako bi mjerili udaljenosti. Međutim, te različite metode mjerenja udaljenosti mogu pružiti odgovore.
Kako se inflacija mijenja također je misterij. Dok procjena od 92 milijarde svjetlosnih godina dolazi iz ideje o konstantnoj stopi inflacije, mnogi znanstvenici smatraju da se stopa usporava. Ako se svemir širio brzinom svjetlosti tijekom inflacije, trebao bi biti 10^23, ili 100 sekstilijuna. Jedno objašnjenje za to, koje je NASA navela 2019., je da su događaji tamne energije možda utjecali na širenje svemira trenucima nakon Velikog praska.
Umjesto da se oslanjaju na jednu metodu mjerenja, tim znanstvenika predvođen Mihranom Vardanyanom na Sveučilištu Oxford napravio je statističku analizu svih rezultata. Koristeći Bayesovu analizu modela, koja se fokusira na vjerojatnost da je model ispravan s obzirom na podatke, umjesto da se pita koliko dobro model odgovara podacima. Otkrili su da je svemir barem 250 puta veći od promatranog svemira, ili barem 7 trilijuna svjetlosnih godina.
Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram –t.me/kozmoshr
