Az univerzum hatalmas tér, ködökkel, csillagfürtökkel, egyes csillagokkal, bolygókkal, műholdaikkal, különféle üstökösökkel, aszteroidákkal és végül vákuummal, valamint sötét anyaggal tele. Olyan hatalmas, hogy sajnos a kérdésre adott válasz teljességét korlátozza a jelenlegi technológiai fejlettségünk. Az univerzum méretének megértése azonban számos kulcsfontosságú tényező megértését foglalja magában. Ezen tényezők egyike például a kozmosz viselkedésének megértése, valamint annak megértése, hogy amit csak látunk, az úgynevezett „megfigyelhető világegyetem”. Nem tudjuk megtudni az univerzum valódi dimenzióit, mert képességeink nem teszik lehetővé, hogy látjuk annak "szélét".
A látható univerzumon kívüli mindenki rejtély számunkra, és végtelen vita és vita tárgya minden csík asztrofizikusa között. Ma megpróbáljuk egyszerű szavakkal elmagyarázni, hogy a tudomány mire érkezett a pillanatra a Világegyetem dimenzióinak megértése szempontjából, és megpróbáljuk megválaszolni a természetének egyik legégetőbb és összetettebb kérdését. De először nézzük meg azokat az alapelveket, amelyek szerint a tudósok meghatározzák a távolságot az űrben.
Ragyog
A térbeli távolság meghatározásának legegyszerűbb módja a fény. Ha azonban figyelembe vesszük a fény mozgását az űrben, akkor meg kell érteni, hogy azok a tárgyak, amelyeket a Földről látunk az űrben, nem feltétlenül néznek ki azonosnak. Valójában ahhoz, hogy a távoli tárgyakból származó fény eljusson bolygónkba, tíz, száz, ezer vagy akár több tízezer évig is eltarthat.
A fény sebessége 300 000 kilométer másodpercenként, de a tér számára, egy ilyen hatalmas tér esetében a másodperc fogalma nem ideális érték méréshez. A csillagászatban szokás a könnyű év kifejezést használni a távolság meghatározására. Egy fényév nagyjából megegyezik a 9,460,730,472,580,800 méter távolsággal, és nemcsak képet ad nekünk a távolságról, hanem meg tudja mondani, meddig tart egy objektum fényének elérése.
Az idő és a távolság különbségeinek legegyszerűbb példája a Napfény. Az átlagos távolság tőlünk a Napig körülbelül 150 000 000 kilométer. Tegyük fel, hogy a megfelelő távcsővel és szemvédővel rendelkezik a Nap megfigyeléséhez. A lényeg az, hogy minden, amit egy távcsövön keresztül fog látni, valójában a Napval történt 8 perccel ezelőtt (ez az, hogy mennyi fény szükséges ahhoz, hogy a Földre eljutjon). A Proxima Centauri fénye? Csak négy év alatt érkezik hozzánk. Vagy legalább egy olyan nagy csillagot, mint Betelgeuse, amely hamarosan szupernóvá válik. Még ha ez az esemény most is megtörténne, a 27. század közepéig nem tudhatnánk róla!
Promóciós videó:
A fény és tulajdonságai kulcsszerepet játszottak abban, hogy megértsük, mennyire hatalmas az univerzum. Jelenleg képességeink lehetővé teszik számunkra, hogy körülbelül 46 milliárd fényévvel megfigyeljük a megfigyelhető világegyetemet. Hogyan? Mindezt a fizikusok és csillagászok által a csillagászatban alkalmazott távolsági skála miatt.
Távolság skála
A távcsövek csak a kozmikus távolságok mérésének egyik eszközét képezik, és nem mindig képesek megbirkózni ezzel a feladattal: minél távolabb van egy objektum, és milyen távolságot akarunk mérni, annál nehezebb megtenni. A rádiótávcsövek nagyszerűek távolságok mérésére és megfigyelések készítésére, csak a naprendszerünkben. Valóban képesek nagyon pontos adatokat szolgáltatni. De a pillantást csak a Naprendszeren kívül kell irányítani, mivel hatékonyságuk jelentősen csökken. Mindezekre a problémákra tekintettel a csillagászok úgy döntöttek, hogy a távolságmérés másik módszerét - a parallaxot - választják.
Mi a Parallax? Magyarázunk egy egyszerű példával. Először csukja be az egyik szemét, és nézzen meg valamilyen tárgyat, majd csukja be a másik szemét, és nézd meg újra ugyanazt a tárgyat. Ved észre az objektum enyhe "helyzetváltozását"? Ezt a "eltolódást" parallaxisnak nevezzük, ez a módszer a térbeli távolság meghatározására szolgál. A módszer nagyszerűen működik, ha a csillagokhoz viszonylag közel állunk - körülbelül 100 fényév sugarán belül. De amikor ez a módszer is hatástalanná válik, a tudósok másokhoz fordulnak.
A távolság meghatározásának következő módszerét "fő sorrend módszerének" nevezzük. Ez azon tudásunkon alapul, hogy egy bizonyos méretű csillag hogyan változik az idő múlásával. A tudósok először meghatározzák egy csillag fényerejét és színét, majd összehasonlítják a mutatókat a hasonló tulajdonságokkal rendelkező közeli csillagokkal, ezen adatok alapján hozzávetőleges távolságot eredményezve. Ez a módszer ismét nagyon korlátozott, és csak a galaxisunkba tartozó csillagokra, vagy a 100 000 fényév körzetében lévő csillagokra működik.
Az csillagászok a Cepheid mérési módszerére támaszkodnak, hogy tovább nézzenek. Ez az amerikai csillagász, Henrietta Swan Leavitt felfedezésén alapul, aki felfedezte a fényerő-változás időszaka és a csillag fényessége közötti kapcsolatot. Ennek a módszernek köszönhetően sok csillagász képes volt kiszámítani a csillagoktól való távolságot nemcsak galaxisunk belsejében, hanem azon kívül is. Egyes esetekben 10 millió fényév távolságról van szó.
És mégis még nem közelítettük meg a világegyetem méretének kérdését. Ezért a végső mérési eszközhöz fordulunk, amely az vöröseltolódás (vagy vöröseltolódás) elvén alapul. A vöröseltolódás lényege hasonló a Doppler-hatás elvéhez. Gondolj egy vasúti átjáróra. Valaha észreveszi, hogyan változik a vonat sípoló hangja a távolsággal, egyre erősebbé válik a közeledéskor, és csendesebbé válik, ha távozik?
A fény ugyanúgy működik. Nézze meg a fenti spektrogramot, lássa a fekete vonalakat? Jelzik a színnek a fényforrásban és annak körüli kémiai elemek általi abszorpciójának határát. Minél inkább a vonalak eltolódnak a spektrum piros részéhez, annál távolabb van a tárgy tőlünk. A tudósok ezeket a spektrogramot is felhasználják annak meghatározására, hogy egy tárgy milyen gyorsan távolodik tőlünk.
Tehát zökkenőmentesen és megkaptuk a választ. A vörösre váltott fény nagy része galaxisokból származik, amelyek körülbelül 13,8 milliárd évesek.
Az élet nem a legfontosabb
Ha elolvasása után arra a következtetésre jutott, hogy a megfigyelt világegyetem sugara mindössze 13,8 milliárd fényév, akkor kihagyott egy fontos részletet. A helyzet az, hogy a nagy robbanás utáni 13,8 milliárd év alatt az univerzum tovább terjeszkedett. Más szavakkal ez azt jelenti, hogy univerzumunk valódi mérete sokkal nagyobb, mint az eredeti méréseinkben jeleztük.
Ezért annak érdekében, hogy megtudja az univerzum valódi méretét, figyelembe kell venni egy másik mutatót is, nevezetesen azt, hogy az Univerzum milyen gyorsan bontakozott ki a Nagyrobbanás óta. A fizikusok azt mondják, hogy végre képesek voltak kiszámítani a szükséges számokat, és biztosak abban, hogy a látható világegyetem sugara jelenleg 46,5 milliárd fényév.
Igaz, érdemes megjegyezni, hogy ezek a számítások csak azon alapulnak, amit mi látunk. Pontosabban, ők képesek a tér mélyén kitalálni. Ezek a számítások nem válaszolnak a világegyetem valódi méretének kérdésére. Ezenkívül a tudósok némi eltérés miatt csoda, hogy az Univerzum távolabbi galaxisai túlságosan jól kialakultak ahhoz, hogy azt úgy lehessen tekinteni, hogy közvetlenül a Nagyroham után jelentkeztek. Sokkal hosszabb ideig tartott ez a fejlettségi szint.
Talán csak nem látunk mindent?
A fent említett megmagyarázhatatlan tény új problémák egész sorát nyitja meg. Egyes tudósok megpróbálták kiszámítani, hogy mennyi időbe telik ezeknek a teljesen kialakult galaxisoknak a fejlődése. Például az oxfordi tudósok arra a következtetésre jutottak, hogy az egész világegyetem mérete 250-szerese lehet a megfigyelt méretének.
Valóban képesek vagyunk megmérni a megfigyelhető univerzumban lévő tárgyak távolságát, de mi nem felel meg ennek a határnak, nem tudjuk. Természetesen senki sem mondja, hogy a tudósok nem próbálják kitalálni, de amint fentebb említettük, képességeinket a technológiai fejlődés szintje korlátozza. Ezenkívül nem szabad azonnal elvetni azt a feltételezést, miszerint a tudósok soha nem tudhatják az egész világegyetem valódi méretét, figyelembe véve az összes olyan tényezőt, amely akadályozza a kérdés megoldását.
NIKOLAY KHIZHNYAK