Shvatiti veličinu svemira može biti kao pokušaj razumijevanja beskonačnosti. Jedna od najintrigantnijih misterija moderne kozmologije glasi: kako vidljivi svemir može biti širok 93 milijarde svjetlosnih godina kada je star samo 13,7 milijardi godina? Kako piše IFLScience, odgovor leži u složenoj igri svjetlosti, vremena i neprekidne ekspanzije svemira.
Promatrajući noćno nebo, ne gledamo samo zvijezde i galaksije kakve su danas—vidimo ih onakve kakve su bile prije milijuna ili čak milijardi godina. Svjetlost treba vremena da putuje, pa što dalje gledamo, starija je svjetlost. Međutim, ta nebeska tijela više nisu na mjestima gdje ih vidimo jer se svemir širi od Velikog praska.
Veliki prasak, kozmički događaj koji označava početak svega što poznajemo, dogodio se prije 13,7 milijardi godina. Ipak, ne možemo izravno promatrati taj trenutak. Svemir je u svom ranom razdoblju bio toliko vruć i gust da svjetlost nije mogla slobodno putovati. Najstarija svjetlost koju možemo detektirati potječe iz vremena oko 400.000 godina nakon Velikog praska, poznata kao kozmička mikrovalna pozadina.
Zašto udaljenosti u svemiru nisu jednostavne
Astronomi često koriste jedinicu zvanu svjetlosna godina za mjerenje golemih kozmičkih udaljenosti. Prema IFLScience, svjetlosna godina označava udaljenost koju svjetlost prijeđe u jednoj godini—oko 9,46 bilijuna kilometara. Ova jedinica povezuje udaljenost i vrijeme jer promatranje objekta na određenoj udaljenosti također znači gledanje u prošlost te udaljenosti u godinama.
Primjerice, Betelgez, crveni div u zviježđu Oriona, udaljen je oko 550 svjetlosnih godina. Svjetlost koju danas vidimo s njega napustila je zvijezdu prije 550 godina. No stvari postaju složenije kad razmatramo udaljenije objekte, gdje učinci kozmičke ekspanzije postaju neizbježni.
Širenje svemira i galaktičke udaljenosti
Širenje (ekspanzija) svemira ključni je čimbenik u razumijevanju zašto se svemir čini tako prostranim. Dok gravitacija dominira na lokalnoj razini—zadržavajući galaksije poput Mliječne staze i Andromede relativno stabilnima—rastezanje prostora postaje izraženije na međugalaktičkim udaljenostima.
Za obližnje galaksije, poput Andromede, koja je udaljena 2,5 milijuna svjetlosnih godina, vrijeme putovanja svjetlosti i udaljenost su otprilike isti. No kako objašnjava IFLScience, za daleke galaksije, poput onih u galaktičkom skupu SMACS 0723, ta veza počinje se razilaziti. Svjetlost sa SMACS 0723 putovala je 4,6 milijardi godina, ali je skup sada mnogo udaljeniji zbog širenja svemira.
Relativnost i svemir od 93 milijarde svjetlosnih godina
Razmotrite galaksije koje je promatrao Svemirski teleskop James Webb (JWST). Neke od najudaljenijih galaksija koje smo otkrili emitirale su svoju svjetlost kad je svemir bio star samo 600 milijuna godina. Ipak, one su sada nevjerojatnih 30 milijardi svjetlosnih godina daleko jer se prostor protezao dok je svjetlost putovala do nas.
Ovaj fenomen objašnjava zašto vidljivi svemir obuhvaća 93 milijarde svjetlosnih godina. Najudaljenija točka koju možemo promatrati udaljena je 46,5 milijardi svjetlosnih godina u bilo kojem smjeru. Pomnožite to s dva i dobit ćete puni promjer vidljivog svemira. Ova brojka može se mijenjati kako znanstvenici usavršavaju mjerenja stope širenja svemira, što je trenutno vruća tema u kozmologiji.
Nevjerojatna veličina vidljivog svemira naglašava dinamičnu prirodu prostora i vremena. Širenje ne znači da galaksije putuju brže od svjetlosti; umjesto toga, prostor se širi, noseći galaksije sa sobom. Iako možda nikad nećemo izravno promatrati regije izvan granice od 93 milijarde svjetlosnih godina, ove goleme udaljenosti podsjećaju nas na beskonačnost svemira.
