Якщо ви коли-небудь мріяли про подорож у часі, просто подивіться на нічне небо; проблиски, які ви бачите, - це справді знімки далекого минулого. Це тому, що ті зірки, планети і галактики настільки далеко, що світло навіть у найближчих може зайняти десятки тисяч років, щоб дістатися до Землі.
Всесвіт, безперечно, велике місце. Але наскільки вона велика?
"Це може бути те, про що ми насправді ніколи не знаємо", - сказала Сара Галлахер, астрофізик із Західного університету в Онтаріо, Канада. Розмір Всесвіту - одне з фундаментальних питань астрофізики. Відповісти на це також може бути неможливо. Але це не заважає вченим намагатися.
Чим ближче предмет знаходиться у Всесвіті, тим легше його вимірювати відстань, сказав Галлахер. Сонце? Шматок торту. Місяць? Ще простіше. Все, що потрібно зробити вченим, - це просвітити промінь світла вгору і виміряти кількість часу, яке потрібно, щоб цей промінь відскочив від поверхні Місяця і повернувся вниз на Землю.
Але найвіддаленіші об'єкти нашої галактики складніші, сказав Галлахер. Зрештою, досягати їх знадобиться дуже сильний промінь світла. І навіть якщо б у нас були технологічні можливості, щоб світити так далеко, кому вже тисячі років чекати, щоб промінь відскочив від далеких екзопланет Всесвіту і повернувся назад до нас?
Вчені мають декілька хитрощів, щоб зав'язати рукави для боротьби з найдальшіми об'єктами у Всесвіті. Зірки змінюють колір у віці, і на основі цього кольору вчені можуть оцінити, скільки енергії та світла ці зірки виділяють. Дві зірки, які мають однакову енергію і яскравість, не будуть здаватися однаковими від Землі, якщо одна з цих зірок буде набагато далі. Надалі природний буде темніше. Вчені можуть порівняти фактичну яскравість зірки з тією, яку ми бачимо від Землі, і використовувати цю різницю, щоб обчислити, наскільки далеко від зірки, сказав Галлахер.
А як щодо абсолютного краю Всесвіту? Як вчені обчислюють відстані до об'єктів, які знаходяться далеко? Ось де справи стають справді складними.
Пам'ятайте: чим далі об'єкт знаходиться від Землі, тим довше світла від цього об’єкта потрібно, щоб дійти до нас. Уявіть, що деякі з цих об’єктів знаходяться настільки далеко, що для їх світла знадобилися мільйони чи навіть мільярди років. А тепер уявіть, що світло деяких предметів займає стільки часу, щоб здійснити цю подорож, що за всі мільярди років Всесвіту воно все ще не дійшло до Землі. Саме з тією проблемою, з якою стикаються астрономи, заявив Уїлл Кінні, фізик Державного університету Нью-Йорка в Буффало, Live Science.
"Ми можемо бачити лише крихітний маленький міхур. А що поза цим? Ми насправді не знаємо", - сказала Кінні.
Але, обчисливши розмір цього маленького бульбашки, вчені можуть оцінити, що знаходиться поза ним.
Вчені знають, що Всесвіту 13,8 мільярдів років, дають чи забирають кілька сотень мільйонів років. Це означає, що об’єкт, світло якого потребував 13,8 мільярдів років, щоб дістатися до нас, повинен бути самим далеким об’єктом, який ми можемо побачити. Ви можете спокуситись подумати, що дає нам просту відповідь щодо розміру Всесвіту: 13,8 мільярда світлових років. Але майте на увазі, що Всесвіт також постійно зростає зі зростаючими темпами. За час, який пройшло світло, щоб дістатися до нас, край міхура перемістився. На щастя, вчені знають, наскільки далеко він просунувся: на відстані 46,5 мільярда світлових років, виходячи з розрахунків розширення Всесвіту з моменту великого удару.
Деякі вчені використали це число, щоб спробувати обчислити, що лежить за межами того, що ми можемо бачити. Виходячи з припущення про те, що Всесвіт має вигнуту форму, астрономи можуть дивитися на зразки, які ми бачимо у спостережуваному Всесвіті, і використовувати моделі, щоб оцінити, наскільки далі поширюється решта Всесвіту. Одне дослідження показало, що фактичний Всесвіт може бути принаймні в 250 разів більший за 46,5 мільярда світлових років, які ми можемо реально бачити.
Але у Кінні є інші ідеї: "Немає жодних доказів того, що Всесвіт скінченний", - сказав він, - це, можливо, може продовжуватися назавжди ".
Немає жодної впевненості, чи Всесвіт кінцевий чи нескінченний, але вчені погоджуються, що його "справді величезна кількість", сказав Галлахер. На жаль, маленька частина, яку ми можемо побачити зараз, - це найбільше, що ми коли-небудь зможемо спостерігати. Оскільки Всесвіт розширюється зі швидкістю, зовнішні краї нашого спостережуваного Всесвіту насправді рухаються назовні швидше, ніж швидкість світла. Це означає, що краї нашого Всесвіту віддаляються від нас швидше, ніж їх світло може дійти до нас. Поступово ці краї (та будь-які ресторани там, як писав колись британський автор Дуглас Адамс) зникають з поля зору.
Розмір Всесвіту та його велика кількість, яку ми не можемо побачити - це принизливо, сказав Галлахер. Але це не заважає їй та іншим ученим продовжувати шукати відповіді.
"Можливо, ми не зможемо це зрозуміти. Це може сприйматись як розчарування", - сказав Галлахер. "Але це також робить насправді захоплюючим".
