Εάν έχετε ονειρευτεί ποτέ το χρόνο που ταξιδεύετε, απλά κοιτάξτε έξω στο νυχτερινό ουρανό. τα βλέμματα που βλέπετε είναι πραγματικά στιγμιότυπα του μακρινού παρελθόντος. Αυτό συμβαίνει επειδή αυτά τα αστέρια, οι πλανήτες και οι γαλαξίες είναι τόσο μακριά που το φως ακόμη και από τα πλησιέστερα μπορεί να πάρει δεκάδες χιλιάδες χρόνια για να φτάσει στη Γη.
Το σύμπαν είναι αναμφίβολα ένα μεγάλο μέρος. Αλλά πόσο μεγάλο είναι;
"Αυτό μπορεί να είναι κάτι που ποτέ δεν γνωρίζουμε ποτέ", δήλωσε ο Σάρα Γκάλαγκερ, αστροφυσικός στο δυτικό πανεπιστήμιο του Οντάριο του Καναδά. Το μέγεθος του σύμπαντος είναι ένα από τα θεμελιώδη ζητήματα της αστροφυσικής. Ίσως είναι αδύνατο να απαντήσετε. Αλλά αυτό δεν εμποδίζει τους επιστήμονες να δοκιμάσουν.
Όσο πιο κοντά βρίσκεται ένα αντικείμενο στο σύμπαν, τόσο πιο εύκολη είναι η μέτρησή του, είπε ο Gallagher. Ο ήλιος? Πανεύκολο. Το φεγγάρι? Ακόμα πιο εύκολη. Όλοι οι επιστήμονες πρέπει να κάνουν είναι να λάμψουν μια δέσμη φωτός προς τα πάνω και να μετρήσουν το χρόνο που χρειάζεται για να αναπηδήσει η ακτίνα από την επιφάνεια του φεγγαριού και πίσω στη Γη.
Αλλά τα πιο απομακρυσμένα αντικείμενα στον γαλαξία μας είναι πιο δύσκολα, είπε ο Gallagher. Μετά από όλα, η επίτευξη τους θα πάρει μια πολύ ισχυρή δέσμη φωτός. Και ακόμα κι αν είχαμε τις τεχνολογικές δυνατότητες να λάμψει ένα φως τόσο μακριά, που έχει χιλιάδες χρόνια να περιμένει για να αναβοσβήνει η ακτίνα από τις μακρινές εξωπλανήτες του σύμπαντος και να επιστρέψει πίσω σε μας;
Οι επιστήμονες έχουν μερικά κόλπα επάνω στα μανίκια τους για την αντιμετώπιση των πιο μακρινών αντικειμένων του σύμπαντος. Τα αστέρια αλλάζουν χρώμα καθώς μεγαλώνουν και με βάση το χρώμα αυτό, οι επιστήμονες μπορούν να εκτιμήσουν πόση ενέργεια και φως τα αστέρια αυτά αποδίδουν. Δύο αστέρια που έχουν την ίδια ενέργεια και φωτεινότητα δεν θα εμφανιστούν τα ίδια από τη Γη αν ένα από αυτά τα αστέρια είναι πολύ πιο μακριά. Η μακρύτερη θα φανεί φυσικά πιο ζοφερή. Οι επιστήμονες μπορούν να συγκρίνουν την πραγματική φωτεινότητα ενός αστεριού με αυτό που βλέπουμε από τη Γη και να χρησιμοποιήσουμε αυτή τη διαφορά για να υπολογίσουμε πόσο μακριά είναι το αστέρι, είπε ο Gallagher.
Αλλά τι γίνεται με την απόλυτη άκρη του σύμπαντος; Πώς οι επιστήμονες υπολογίζουν τις αποστάσεις σε αντικείμενα που βρίσκονται μακριά; Εκεί τα πράγματα γίνονται πολύ δύσκολα.
Θυμηθείτε: όσο πιο μακριά ένα αντικείμενο είναι από τη Γη, τόσο περισσότερο το φως από αυτό το αντικείμενο παίρνει για να φτάσει σε μας. Φανταστείτε ότι κάποια από αυτά τα αντικείμενα είναι τόσο μακριά που το φως τους έχει πάρει εκατομμύρια ή και δισεκατομμύρια χρόνια για να μας φτάσει. Τώρα, φανταστείτε ότι το φως ορισμένων αντικειμένων διαρκεί τόσο πολύ ώστε να κάνει αυτό το ταξίδι που σε όλα τα δισεκατομμύρια των ετών του σύμπαντος, ακόμα δεν έχει φτάσει στη Γη. Αυτό είναι ακριβώς το πρόβλημα που αντιμετωπίζουν οι αστρονόμοι, δήλωσε ο Will Kinney, φυσικός στο κρατικό πανεπιστήμιο της Νέας Υόρκης στο Μπάφαλο, στο Live Science.
"Μπορούμε να δούμε μόνο μια μικρή μικροσκοπική φούσκα και τι είναι έξω από αυτό; Δεν γνωρίζουμε πραγματικά", δήλωσε ο Kinney.
Αλλά υπολογίζοντας το μέγεθος αυτής της μικρής φυσαλίδας, οι επιστήμονες μπορούν να εκτιμήσουν τι είναι έξω από αυτό.
Οι επιστήμονες γνωρίζουν ότι το σύμπαν έχει ηλικία 13,8 δισεκατομμυρίων ετών, δίνουν ή χρειάζονται μερικές εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια. Αυτό σημαίνει ότι ένα αντικείμενο του οποίου το φως έχει πάρει 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια για να φτάσει σε μας πρέπει να είναι το πολύ μακρύτερο αντικείμενο που μπορούμε να δούμε. Ίσως μπείτε στον πειρασμό να σκεφτείτε ότι μας δίνει μια εύκολη απάντηση για το μέγεθος του σύμπαντος: 13,8 δισεκατομμύρια έτη φωτός. Αλλά να θυμάστε ότι το σύμπαν συνεχώς επεκτείνεται με αυξανόμενο ρυθμό. Στο διάστημα που το φως έχει πάρει για να φτάσει σε μας, η άκρη της φούσκα έχει μετακινηθεί. Ευτυχώς, οι επιστήμονες γνωρίζουν πόσο μακριά έχει μετακινηθεί: 46,5 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά, με βάση τους υπολογισμούς της επέκτασης του σύμπαντος από την μεγάλη έκρηξη.
Κάποιοι επιστήμονες έχουν χρησιμοποιήσει αυτόν τον αριθμό για να προσπαθήσουν να υπολογίσουν τι βρίσκεται πέρα από το όριο αυτού που μπορούμε να δούμε. Με βάση την υπόθεση ότι το σύμπαν έχει καμπύλη μορφή, οι αστρονόμοι μπορούν να δουν τα μοτίβα που βλέπουμε στο παρατηρούμενο σύμπαν και να χρησιμοποιήσουμε μοντέλα για να εκτιμήσουμε πόσο μακριά εκτείνεται το υπόλοιπο σύμπαν. Μια μελέτη διαπίστωσε ότι το πραγματικό σύμπαν θα μπορούσε να είναι τουλάχιστον 250 φορές το μέγεθος των 46,5 δισεκατομμυρίων ετών φωτός που πραγματικά μπορούμε να δούμε.
Αλλά ο Kinney έχει και άλλες ιδέες: «Δεν υπάρχουν αποδείξεις ότι το σύμπαν είναι πεπερασμένο», είπε, «θα μπορούσε να πάει πολύ καλά για πάντα».
Δεν υπάρχει λόγος να βεβαιωθεί κανείς ότι το σύμπαν είναι πεπερασμένο ή άπειρο, αλλά οι επιστήμονες συμφωνούν ότι το "πραγματικά γεμάτο τεράστια", είπε ο Gallagher. Δυστυχώς, το μικρό κομμάτι που μπορούμε να δούμε τώρα είναι το μεγαλύτερο που μπορούμε ποτέ να παρατηρήσουμε. Επειδή το σύμπαν επεκτείνεται με αυξανόμενο ρυθμό, οι εξωτερικές άκρες του παρατηρούμενου μας σύμπαντος κινούνται προς τα έξω γρηγορότερα από την ταχύτητα του φωτός. Αυτό σημαίνει ότι οι άκρες του σύμπαντος μας απομακρύνονται γρηγορότερα από ό, τι μπορεί να φτάσει το φως τους. Σταδιακά, αυτές οι άκρες (και τα τυχόν εστιατόρια εκεί, όπως έγραψε ο βρετανός συγγραφέας Ντάγκλας Άνταμς), εξαφανίζονται από την άποψη.
Το μέγεθος του σύμπαντος και το καθαρό ποσό που δεν μπορούμε να δούμε - είναι ταπεινωτικό, είπε ο Gallagher. Αλλά αυτό δεν εμποδίζει τη δική της και άλλους επιστήμονες να συνεχίσουν να διερευνούν απαντήσεις.
"Ίσως δεν θα μπορέσουμε να το καταλάβουμε, θα μπορούσε να θεωρηθεί απογοητευτικό", δήλωσε ο Gallagher. "Αλλά το κάνει πραγματικά συναρπαστικό."
