Veličina svemira: Temeljno pitanje astrofizike

Veličina svemira jedno je od temeljnih pitanja astrofizike, na koje možda nikada nećemo moći odgovoriti, no to ne sprječava znanstvenike da pokušavaju.

AUTOR: Live Science
OBJAVLJENO: 01.09.19 u 09:40
OSVJEŽENO: 01.09.19 u 09:40
https://bit.ly/2ZGOoVE
Ako ste ikada sanjali o putovanju vremenom, pogledajte samo noćno nebo; svjetlucanje koje vidite stvarni su snimci daleke prošlosti. To je zato što su te zvijezde, planeti i galaksije toliko daleko da putovanje svjetlosti čak i najbližih može potrajati desetinama tisuća godina da dođu do Zemlje.

Svemir je, nesumnjivo, veliko mjesto. No, koliko veliko zapravo?

"To je možda pitanje na koje nikada nećemo dobiti točan odgovor", rekla je Sarah Gallagher, astrofizičarka sa Sveučilišta Western u Ontariju u Kanadi za Live Science. Veličina svemira jedno je od temeljnih pitanja astrofizike, na koje možda nikada nećemo moći odgovoriti, no to ne sprječava znanstvenike da pokušavaju.

Što se tijelo nalazi bliže u svemiru, to se lakše mjeri njegova udaljenost, rekla je Gallagher. Nemamo poteškoća s mjerenjem udaljenosti Sunca, Mjeseca i drugih poznatih nam nebeskih tijela. Sve što znanstvenici trebajju učiniti jest uperiti snop svjetlosti prema tim objektima i izmjeriti koliko je vremena potrebno da se snop odbije s, na primjer Mjesečeve površine i vrati na Zemlju.

No, udaljeniji objekti u našoj galaksiji su daleko teži za mjeriti. Napokon, do njih bi trebao otputovati jak svjetlosni snop. Pa čak i kad bismo imali tehnološke mogućnosti koje bi to učinile, ne bismo imali vremena čekati tisuće godina da se snop vrati na Zemlju.

Znanstvenici imaju nekoliko trikova pomoću kojih mjere ove daleke objekte. Zvijezde mijenjaju boju kako stare, a na temelju te boje znanstvenici mogu procijeniti koliko energije i svjetlosti te zvijezde daju. Dvije zvijezde koje imaju istu energiju i svjetlinu neće se pojaviti iste na Zemlji ako je jedna od tih zvijezda puno udaljenija. Udaljena će se, naravno, pojaviti prigušenija. Znanstvenici mogu usporediti stvarnu svjetlinu zvijezde s onom što vidimo sa zemlje, i pomoću te razlike izračunati koliko je zvijezda udaljena.

Ali, što je s aspolutnim rubom svemira? Kako znanstvenici izračunavaju udaljenosti do najudaljenijih objekata? Tu stvari postaju zaista zamršene.

Što je predmet udaljeniji od Zemlje, duže nam treba da svjetlost dođe do nas. Zamislimo da su neki od tih objekata doliko udaljeni da su njihovoj svjetlosti potrebni milijuni, ili čak milijarde godina da dođu do nas. To je problem s kojim se astronomi suočavaju, rekao je Will Kinney, fizičar sa Državnog sveučilišta u New Yorku.

"Možemo vidjeti samo mali mjehurić svemira. Što je izvan toga, zapravo ne znamo", rekao je Kinney.

Ali, izračunavanjem tog malog mjehurića, znanstvenici mogu procijeniti što je izvan njega.

Znamo da je svemir star 13,8 milijardi godina. To znači da bi objekt čijoj bi svjetlosti trebalo 13,8 milijardi godina da dođe do nas, trebao biti najudaljeniji objekt koji možemo vidjeti. Možda ćete biti u iskušenju da pomislite da nam ovo daje odgovor na veličinu svemira – 13,8 milijardi svjetlosnih godina. Ali, imajte na umu da se svemir također neprekidno širi sve većom brzinom. Za vrijeme koje svjetlost pređe od nas do ruba, rub bi se pomaknuo. Srećom, znanstvenici znaju koliko je daleko prešao: udaljen je 46,5 milijardi svjetlosnih godina, na osnovu izračuna od velikog praska.

Neki znastvenici su iskoristili taj broj da bi pokušali izračunati ono što stoji izvan granice onoga što možemo vidjeti. Na temelju pretpostavke da svemir ima zakrivljeni oblik, stronomi mogu pogledati obrasce koje vidimo u vidljivom svemiru i pomoću modela procijeniti koliko se dalje proteže ostatak svemira. Jedno je istraživanje pokazalo da stvarni svemir može biti barem 250 puta veći od 46,5 milijardi svjetlosnih godina.
 
Ali, Kinney ima i druge ideje: "Nema dokaza da je svemir konačan", kazao je; "Vrlo vjerojatno je beskonačan".

Ne postoji siguran odgovor na to pitanje, kaže Gallagher. Nažalost, onaj mali dio koji sada možemo vidjeti je najviše što ćemo ikada moći promatrati. Budući da se svemir širi sve većom brzinom, vanjski rubovi našeg promatranog svemira zapravo se kreću prema van brže od brzine svjetlosti . To znači da se rubovi našeg svemira odmiču od nas brže nego što njihova svjetlost može doći do nas. Postupno, ti rubovi nestaju iz vida.

Veličina i veličanstvenost svemira, barem onog dijela koji možemo promatrati, zaista čini da se osjećate malim, kaže Gallagher. Ali to nju i njezine kolege ne sprječava da nastave sa traženjem odgovora.

"Možda nikada nećemo doći do odgovora, što bi moglo biti frustrirajuće, ali u isto vrijeme jako zanimljivo i uzbudljivo", rekla je Gallagher.


Prevela: Ružica Ereš