Pokud jste někdy snili o cestování časem, stačí se podívat na noční oblohu; záblesky, které vidíte, jsou skutečně snímky vzdálené minulosti. Je to proto, že tyto hvězdy, planety a galaxie jsou tak daleko, že světlo i těch nejbližších může trvat desítky tisíc let, než dosáhne Země.
Vesmír je nepochybně velkým místem. Ale jak velké to je?
„To může být něco, co ve skutečnosti nikdy nevíme,“ řekla Sarah Gallagherová, astrofyzikka na Western University v Ontariu v Kanadě, Live Science. Velikost vesmíru je jednou ze základních otázek astrofyziky. Může být také nemožné odpovědět. Ale to nezabrání vědcům v pokusu.
Čím blíže je objekt ve vesmíru, tím snazší je jeho vzdálenost měřit, řekl Gallagher. Slunce? Kus dortu. Měsíc? Ještě jednodušší. Všichni vědci musí udělat, aby zazářili paprsek světla nahoru a změřili dobu, po kterou se tento paprsek odrazí od povrchu měsíce a zpět dolů na Zemi.
Ale nejvzdálenější objekty v naší galaxii jsou složitější, řekl Gallagher. Koneckonců, jejich dosažení by vyžadovalo velmi silný paprsek světla. A i když jsme dosud měli technologické schopnosti, aby zářily světlo, kdo má tisíce let čekat, až se paprsek odrazí od vzdálených exoplanet a vrátí se k nám?
Vědci mají několik triků na rukávech, protože se zabývají nejvzdálenějšími předměty ve vesmíru. Hvězdy mění barvu, jak stárnou, a na základě této barvy mohou vědci odhadnout, kolik energie a světla se tyto hvězdy uvolní. Dvě hvězdy, které mají stejnou energii a jas, se ze Země neobjeví, pokud je jedna z těchto hvězd daleko. Další bude přirozeně vypadat stmívač. Vědci mohou porovnat skutečný jas hvězdy s tím, co vidíme ze Země, a použít tento rozdíl k výpočtu vzdálenosti od hvězdy, řekl Gallagher.
Ale co absolutní hrana vesmíru? Jak vědci vypočítávají vzdálenosti od objektů, které jsou tak daleko? To je místo, kde se věci opravdu složitější.
Pamatujte: čím dál je objekt ze Země, tím déle se k němu dostane světlo z tohoto objektu. Představte si, že některé z těchto objektů jsou tak daleko, že jejich světlo trvalo miliony nebo dokonce miliardy let, než se k nám dostali. Nyní si představte, že světlo některých objektů trvá tak dlouho, než se vydáme na cestu, která za všech miliard let vesmíru ještě nedosáhla Země. To je přesně ten problém, kterému astronomové čelí, řekl Will Kinney, fyzik na Státní univerzitě v New Yorku v Buffalu, Live Science.
„Vidíme jen malou, malou bublinu. A co je mimo to? Opravdu nevíme,“ řekla Kinney.
Ale výpočtem velikosti této malé bubliny mohou vědci odhadnout, co je mimo ni.
Vědci vědí, že vesmír je starý 13,8 miliardy let, dej nebo vezměte několik stovek milionů let. To znamená, že objekt, jehož světlo trvalo 13,8 miliard let, než se k nám dostal, by měl být tím nejvzdálenějším objektem, který můžeme vidět. Možná byste byli v pokušení myslet si, že nám to poskytne jednoduchou odpověď na velikost vesmíru: 13,8 miliard světelných let. Ale mějte na paměti, že vesmír se také neustále zvyšuje s rostoucí rychlostí. V době, po kterou se k nám světlo dostalo, se okraj bubliny posunul. Naštěstí vědci vědí, jak daleko je to: 46,5 miliardy světelných let daleko, na základě výpočtů expanze vesmíru od velkého třesku.
Někteří vědci použili toto číslo, aby se pokusili vypočítat, co leží za hranicí toho, co můžeme vidět. Na základě předpokladu, že vesmír má zakřivený tvar, astronomové se mohou dívat na vzorce, které vidíme v pozorovatelném vesmíru, a pomocí modelů odhadnout, o kolik dále se rozšiřuje zbytek vesmíru. Jedna studie zjistila, že skutečný vesmír by mohl být nejméně 250krát větší než 46,5 miliard světelných let, které můžeme skutečně vidět.
Ale Kinney má jiné myšlenky: „Neexistují důkazy o tom, že vesmír je konečný,“ řekl, „mohlo by to velmi dobře pokračovat navždy.“
Není jisté, zda je vesmír konečný nebo nekonečný, ale vědci souhlasí s tím, že jeho „opravdu šílený obrovský“, řekl Gallagher. Bohužel, ta malá část, kterou nyní vidíme, je ta, kterou můžeme kdy pozorovat. Protože se vesmír rozšiřuje stále rychleji, vnější okraje našeho pozorovatelného vesmíru se ve skutečnosti pohybují ven rychleji než rychlost světla. To znamená, že okraje našeho vesmíru se od nás pohybují rychleji, než se k nám může dostat jejich světlo. Postupně tyto hrany (a všechny restaurace, jak napsal britský autor Douglas Adams), z dohledu mizí.
Velikost vesmíru a jeho pouhé množství, které nevidíme - to je ponižující, řekl Gallagher. Ale to jí a ostatním vědcům nebrání pokračovat v hledání odpovědí.
"Možná to nebudeme schopni zjistit. Bylo to vidět jako frustrující," řekl Gallagher. "Ale je to opravdu vzrušující."
