Svemir je golemo i još uvijek nedovoljno shvaćeno prostranstvo. Što dublje zavirujemo u njegovu strukturu, to jasnije vidimo koliko je složen i koliko pitanja otvara svakim novim otkrićem. Čovječanstvo je tek u ranoj fazi razumijevanja kozmosa, ali iz generacije u generaciju potvrđuje se da smo na dobrom putu: svaki novi podatak donosi korak naprijed, pa makar istodobno otvarao još više nepoznanica. Upravo u toj neprestanoj potrazi, dok pokušavamo opisati najosnovnije zakonitosti svemira, nailazimo na pojave koje iz temelja mijenjaju našu intuiciju o prostoru i vremenu.
Jedna od takvih pojava jest širenje svemira, piše Universe Today. Riječ je o procesu koji iz temelja mijenja našu intuitivnu sliku kozmosa. Galaksije i dalje emitiraju svjetlost koja milijardama godina putuje prema nama, no prostor između njih i nas u međuvremenu se rasteže. Na najvećim skalama to znači da se prosječna udaljenost među galaksijama stalno povećava, bez obzira na povremene sudare koji se događaju unutar manjih skupina.
Kad danas promatramo neku daleku galaksiju, gledamo svjetlost koja je krenula prema nama prije mnogo milijardi godina. Koliko je ta galaksija daleko u ovom trenutku nešto je što ne možemo izravno izmjeriti. Za to nam je potreban kozmološki model koji uključuje povijest širenja svemira i govori koliko se prostor povećao u određenom vremenu.
Najbolji opis koji trenutno imamo jest model ΛCDM, koji uključuje tamnu tvar i tamnu energiju, objašnjava Paul Sutter. Možemo raspravljati o njegovim prednostima i slabostima, ali one ne mijenjaju glavnu sliku. Prema ΛCDM-u, svemir je star 13,77 milijardi godina, a najveća udaljenost do koje možemo vidjeti, kada uračunamo kontinuirano širenje prostora, iznosi oko 45 milijardi svjetlosnih godina. Ovaj “domet” naziva se čestični ili kozmološki horizont i označava granicu našeg vidljivog svemira.
Ta brojka, 45 milijardi, veća je od 13,77, što znači da se prostor na tim udaljenostima širi brže od brzine svjetlosti. I tu nema nikakvog paradoksa. Ograničenje brzine vrijedi samo za lokalna kretranja u prostoru. Sam se prostor može širiti brzinama koje nisu ograničene brzinom svjetlosti, pa se zbog toga vrlo udaljene galaksije mogu odmicati brže od svjetlosti bez ikakvog kršenja posebne relativnosti.
Granica nakon koje nema povratka
Brzinu udaljenih galaksija određujemo preko crvenog pomaka spektra, što je ujedno i metoda kojom je Edwin Hubble otkrio širenje svemira. Što je galaksija udaljenija, to se brže udaljava, jer se između nas i nje nalazi sve više prostora koji se rasteže. Na udaljenosti oko 13,77 milijardi svjetlosnih godina brzina tog udaljavanja prelazi brzinu svjetlosti. Ipak ih vidimo jer promatramo svjetlost emitiranu dok su bile mnogo bliže nego danas. Ako čekamo dovoljno dugo, i neke galaksije iza njih nakratko postaju vidljive iz istog razloga.
No postoji granica koju ne možemo prijeći. To je kozmološki horizont događaja, udaljen oko 17 milijardi svjetlosnih godina. Svjetlost koja se danas emitira izvan te udaljenosti nikada neće stići do nas, bez obzira na to koliko vremena prođe.
Ubrzano širenje svemira pod utjecajem tamne energije dodatno pojačava taj efekt. U budućnosti će se horizont događaja postupno povećavati, ali će se naposljetku zaustaviti na oko 60 milijardi svjetlosnih godina. To ipak ne znači da ćemo tada vidjeti sve. Najudaljenija svjetlost rastegnut će se do valnih duljina toliko velikih da postaje praktički nevidljiva.
Ako svemir nastavi ubrzano rasti, za otprilike 100 milijardi godina sve izvan Lokalnog skupa galaksija potpuno će nestati iz vidljivog svemira. Ostat ćemo u kozmosu koji će izgledati mnogo siromašnije nego danas, iako će se iza te tame i dalje skrivati isti golemi svemir koji pokušavamo razumjeti.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
