Cât de mare este Universul?
Dacă aţi visat vreodată să călătoriţi în timp, atunci priviţi cerul nopţii şi amintiţi-vă că sclipirile de lumină pe care le vedeţi pe bolta cerească sunt cu adevărat instantanee ale unui trecut îndepărtat.
Acest lucru este o consecinţă a faptului că acele stele, planete sau galaxii sunt atât de îndepărtate de noi încât lumina, chiar şi de la unele dintre cele mai apropiate obiecte cereşti, are nevoie de zeci de mii de ani pentru a ajunge pe Pământ.
Universul este, fără îndoială, uriaş. Dar cât este de mare?
„Răspunsul la această întrebare s-ar putea să nu-l aflăm niciodată”, a declarat Sarah Gallagher, astrofizician în cadrul Western University din Ontario, Canada, pentru Live Science.
Mărimea Universului este una din problemele fundamentale ale astrofizicii. Chiar dacă s-ar putea dovedi imposibil să aflăm cât este de mare Universul, aceasta nu-i împiedică pe oamenii de ştiinţă să încerce să afle un posibil răspuns.
Universul observat cu ajutorul telescopului spațial Hubble © NASA/ESA Hubble Space Telescope
Cu cât este mai aproape de noi un obiect cosmic cu atât este mai ușor să aflăm distanţa până la acesta, a declarat Gallagher. De exemplu, pentru a determina distanţa până la Lună, oamenii de știință trebuie doar să trimită un fascicul laser către Lună și să măsoare timpul necesar pentru ca acest fascicul să revină pe Pământ după ce s-a reflectat de suprafața Lunii.
Determinarea distanţei până la cele mai îndepărtate obiecte cereşti din galaxia noastră este însă mai complicată, afirmă Gallagher. Nu există posibilitatea să trimitem un puternic fascicul laser către ele şi chiar dacă am avea tehnologia necesară utilizării unui astfel de laser, nu putem aştepta mii de ani până ce acesta se va reflecta de una din exoplanetele îndepărtate ale Universului pentru a reveni la noi.
Din acest motiv, pentru a determina distanţa până la cele mai îndepărtate obiecte din Univers, oamenii de ştiinţă utilizează alte metode de măsurare.
Stelele își schimbă culoarea pe măsură ce îmbătrânesc, iar pe baza acestei culori oamenii de știință pot estima energia radiată și luminozitatea stelelor. Astfel, două stele care au aceeași energie și luminozitate nu vor arăta la fel atunci când sunt observate de pe Pământ, dacă una dintre aceste stele este mult mai îndepărtată de cealaltă. Steaua mai îndepărtată va fi mai estompată.
Oamenii de știință pot compara luminozitatea efectivă a unei stele de referinţă cu cea a unei stele pe care o observăm de pe Pământ și pot folosi această diferență pentru a calcula distanţa până la acea stea, a declarat Gallagher.
Cum calculează însă oamenii de știință distanțele până la cele mai îndepărtate obiecte cosmice de noi, aflate chiar la marginea Universului? În acest caz, lucrurile devin cu adevărat complicate.
Gândiţi-vă că unele obiecte cosmice sunt atât de îndepărtate de noi încât lumina (unda electromagnetică) de la acestea a avut nevoie de milioane sau chiar miliarde de ani pentru a ajunge la noi. Acum imaginaţi-vă că lumina de la unele dintre acest obiecte aflate la marginea Universului încă nu a ajuns pe Pământ.
Aceasta este exact problema cu care se confruntă astronomii, a declarat Will Kinney, fizician în cadrul State University of New York, pentru Live Science.
„Putem vedea doar o mică bulă din Univers. Ce se află în afara acesteia? Nu știm cu adevărat”, a spus Kinney.
Cu toate acestea, calculând dimensiunea acestei mici bule din Univers oamenii de știință pot estima ce se află în afara ei.
Oamenii de știință au stabilit că vârsta Universului este de 13,8 miliarde de ani, cu o precizie de câteva sute de milioane de ani. Aceasta înseamnă că un obiect a cărui lumină a ajuns la noi după 13,8 miliarde de ani ar trebui să fie cel mai îndepărtat pe care îl putem vedea.
Chiar dacă astfel ați putea fi tentaţi să credeți că dimensiunea Universului este de 13,8 miliarde de ani-lumină, rețineți că Universul se află într-o expansiune accelerată.
Cosmologii estimează că cei mai vechi fotoni pe care îi putem observa au parcurs o distanță de 45…47 miliarde de ani-lumină de la Big Bang, valoare calculată pe baza expansiunii Universului din momentul Big Bang.
Unii oameni de știință au folosit această estimare pentru a încerca să determine ce se află dincolo de limita a ceea ce putem vedea.
Pe baza presupunerii că Universul are o formă curbă, astronomii pot studia Universul observabil și pot utiliza modele pentru a estima cât de mult se extinde restul Universului. În urma unui astfel de studiu s-a descoperit că mărimea Universului propriu-zis ar putea să fie de cel puțin 250 de ori mai mare decât cei 46,5 miliarde de ani-lumină pe care îi putem observa de fapt.
„Nu există dovezi că Universul este finit. Acesta ar putea fi infinit”, a declarat Kinney.
„Chiar dacă nu putem afirma cu siguranță că Universul este finit sau infinit, oamenii de știință sunt de acord că acesta este într-adevăr uriaş”, a spus Gallagher.
Din păcate, mica bulă de Univers pe care o putem vedea în prezent este cea mai mare pe care o vom putea observa vreodată. Deoarece Universul se extinde într-un ritm accelerat, marginea exterioară a Universului nostru observabil se îndepărtează de noi mai repede decât viteza luminii şi, treptat, această margine nu va mai fi vizibilă.
„Poate că nu vom reuși niciodată să aflăm care este mărimea Universului şi acest lucru ar fi frustrant. Dar, pe de altă parte, tocmai acest lucru face ca studiul Universului să fie cu adevărat interesant”, a declarat Gallagher.
Sursă: LiveScience