Universet er et stort rom fylt med tåker, stjerneklynger, individuelle stjerner, planeter med satellittene, forskjellige kometer, asteroider og til slutt et vakuum, så vel som mørk materie. Det er så enormt at fullstendigheten av svaret på spørsmålet om hvor stort det er, dessverre, er begrenset av vårt nåværende nivå av teknologiutvikling. Å forstå størrelsen på universet innebærer imidlertid å forstå flere sentrale faktorer. En av disse faktorene er for eksempel forståelse av hvordan kosmos oppfører seg, samt forståelse av at det vi ser bare er det såkalte "observerbare universet." Vi kan ikke finne ut de sanne dimensjonene til universet, fordi våre evner ikke tillater oss å se dens "kant".
Alt utenfor det synlige universet er fortsatt et mysterium for oss og er gjenstand for uendelig debatt og debatt blant astrofysikere i alle striper. I dag vil vi prøve å forklare med enkle ord hva vitenskapen har kommet til i øyeblikket når det gjelder forståelse av universets dimensjoner, og vi vil prøve å svare på et av de mest brennende og sammensatte spørsmålene om dens natur. Men først, la oss se på de grunnleggende prinsippene for hvordan forskere bestemmer avstand i rommet.
Skinne
Den enkleste metoden for å bestemme avstand i rommet er ved å bruke lys. Imidlertid, hvis vi tar hensyn til hvordan lys beveger seg i verdensrommet, bør det forstås at de objektene vi ser fra Jorden i verdensrommet ikke nødvendigvis vil se like ut. For lys fra fjerne objekter skal nå planeten vår, kan det faktisk ta titalls, hundrevis, tusenvis eller til og med titusenvis av år.
Lysets hastighet er 300 000 kilometer i sekundet, men for rom, for et så gigantisk rom, er ikke et sekundskonsept en ideell verdi å måle. Det er vanlig i astronomi å bruke begrepet lysår for å bestemme avstand. Ett lysår tilsvarer omtrent en avstand på 9.460.730.472.580.800 meter og gir oss ikke bare en ide om avstanden, men kan også fortelle hvor lang tid det vil ta før en gjenstandes lys når oss.
Det enkleste eksemplet på tids- og avstandsforskjeller er solens lys. Den gjennomsnittlige avstanden fra oss til solen er omtrent 150 000 000 kilometer. La oss si at du har riktig teleskop og øyebeskyttelse for å observere solen. Hovedpoenget er at alt du ser gjennom et teleskop faktisk skjedde med sola for 8 minutter siden (dette er hvor mye lys det tar å komme til jorden). Lys fra Proxima Centauri? Vil nå oss bare om fire år. Eller ta i det minste en så stor stjerne som Betelgeuse, som snart er i ferd med å bli en supernova. Selv om denne hendelsen skjedde nå, ville vi ikke vite om den før på midten av det 27. århundre!
Salgsfremmende video:
Lys og dets egenskaper har spilt en nøkkelrolle i vår forståelse av hvor enormt universet er. For øyeblikket lar mulighetene våre se nærmere på 46 milliarder lysår i det observerbare universet. Hvordan? Alt takket være avstandsskalaen som er brukt av fysikere og astronomer i astronomi.
Avstandsskala
Teleskoper er bare et av verktøyene for å måle kosmiske avstander, og klarer ikke alltid å takle denne oppgaven: jo lenger borte objektet er, avstanden vi ønsker å måle, jo vanskeligere er det å gjøre det. Radioteleskoper er ypperlige til å måle avstander og gjøre observasjoner bare i solsystemet vårt. De er faktisk i stand til å gi svært nøyaktige data. Men man må bare rette blikket utenfor solsystemet, ettersom effektiviteten deres blir kraftig redusert. Med tanke på alle disse problemene bestemte astronomer seg for å ty til en annen metode for måling av avstand - parallaks.
Hva er Parallax? La oss forklare med et enkelt eksempel. Lukk først det ene øyet og se på et eller annet objekt, og lukk deretter det andre øyet og se igjen på det samme objektet. Legg merke til en liten "endring i posisjon" av objektet? Dette "skiftet" kalles parallax, en teknikk som brukes til å bestemme avstand i rommet. Metoden fungerer utmerket når det gjelder stjerner som er relativt nær oss - omtrent innenfor en radius på 100 lysår. Men når denne metoden også blir ineffektiv, ty forskere til andre.
Den neste metoden for å bestemme avstanden kalles "hovedsekvensmetoden". Det er basert på vår kunnskap om hvordan stjerner av en viss størrelse endrer seg over tid. Forskere bestemmer først lysstyrken og fargen på en stjerne, og sammenligner deretter indikatorene med stjerner i nærheten med lignende egenskaper, og oppnår en omtrentlig avstand basert på disse dataene. Igjen, denne metoden er veldig begrenset og fungerer bare for stjerner som tilhører vår galakse, eller de innenfor en radius på 100 000 lysår.
Astronomer er avhengige av Cepheid-målemetoden for å se nærmere. Det er basert på oppdagelsen av den amerikanske astronomen Henrietta Swan Leavitt, som oppdaget forholdet mellom perioden med lysstyrkeendringen og lysstyrken til en stjerne. Takket være disse metodene var mange astronomer i stand til å beregne avstandene til stjerner ikke bare inne i galaksen vår, men også utenfor den. I noen tilfeller snakker vi om avstander på 10 millioner lysår.
Og ennå har vi ennå ikke kommet nær spørsmålet om universets størrelse. Derfor henvender vi oss til det ultimate måleverktøyet basert på prinsippet om rødskift (eller rødskift). Essensen av rødforskyvning ligner prinsippet om Doppler-effekten. Tenk på en jernbaneovergang. Har du noen gang lagt merke til hvordan lyden fra et togfløyte endres med avstand, blir sterkere når du nærmer deg og blir roligere når du beveger deg bort?
Lys fungerer på samme måte. Se på spektrogrammet over, se svarte streker? De indikerer grensene for absorpsjon av farger av kjemiske elementer i og rundt lyskilden. Jo mer linjene forskyves til den røde delen av spekteret, jo lenger er objektet fra oss. Forskere bruker også disse spektrogrammene for å bestemme hvor raskt en gjenstand beveger seg bort fra oss.
Så vi glatt og kom til svaret vårt. Det meste av rødskiftet lys kommer fra galakser som er rundt 13,8 milliarder år gamle.
Alder er ikke hovedsaken
Hvis du etter å ha lest har kommet til den konklusjonen at radiusen til universet vi observerer bare er 13,8 milliarder lysår, har du utelatt en viktig detalj. Fakta er at i løpet av disse 13,8 milliarder årene etter Big Bang fortsatte universet å utvide. Med andre ord betyr dette at den virkelige størrelsen på universet vårt er mye større enn antydet i våre opprinnelige målinger.
Derfor, for å finne ut den reelle størrelsen på universet, er det nødvendig å ta hensyn til en annen indikator, nemlig hvor raskt universet har utvidet seg siden Big Bang. Fysikere sier at de endelig var i stand til å utlede de nødvendige tallene og er sikre på at radien til det synlige universet for øyeblikket er omtrent 46,5 milliarder lysår.
Det er riktignok også verdt å merke seg at disse beregningene bare er basert på det vi selv kan se. Mer presist er de i stand til å slå seg ut i dypet av rommet. Disse beregningene besvarer ikke spørsmålet om universets virkelige størrelse. I tillegg lurer forskere på noe uoverensstemmelser, i henhold til at de fjernere galaksene i vårt univers er for godt dannet til å bli vurdert at de dukket opp umiddelbart etter Big Bang. Det tok mye lengre tid for dette utviklingsnivået.
Kanskje vi bare ikke ser alt?
Det uforklarlige faktum som er nevnt over, åpner for en hel rekke nye problemer. Noen forskere har prøvd å beregne hvor lang tid det vil ta før disse fullt dannede galaksene utvikler seg. For eksempel konkluderte Oxford-forskere at størrelsen på hele universet kunne være 250 ganger størrelsen på det observerte.
Vi er riktignok i stand til å måle avstander til objekter i det observerbare universet, men hva som ligger utenfor denne grensen, vet vi ikke. Ingen sier selvfølgelig at forskere ikke prøver å finne ut av det, men som nevnt ovenfor er våre evner begrenset av vårt nivå av teknologisk fremgang. I tillegg bør man heller ikke umiddelbart forkaste antakelsen om at forskere aldri kan vite den virkelige størrelsen på hele universet, gitt alle faktorene som er i veien for å løse dette problemet.
NIKOLAY KHIZHNYAK
