Έτσι, όταν βλέπουμε μια εικόνα ενός μακρινού γαλαξία, και αυτό το φως έχει ταξιδέψει για δισεκατομμύρια χρόνια για να καταλήξει τελικά στα τηλεσκόπιά μας, δεν γνωρίζουμε πόσο μακριά βρίσκεται αυτός ο γαλαξίας αυτή τη στιγμή, τη στιγμή που λαμβάνουμε το φως. Πρέπει να στραφούμε σε ένα κοσμολογικό μοντέλο που ενσωματώνει την ιστορία διαστολής του σύμπαντος, ώστε να γνωρίζουμε πόσο έχει αναπτυχθεί το σύμπαν σε ένα δεδομένο χρονικό διάστημα. Το καλύτερο τρέχον μοντέλο για το σύμπαν ονομάζεται LCDM, το οποίο περιλαμβάνει τόσο τη σκοτεινή ύλη όσο και τη σκοτεινή ενέργεια. Γίνονται πολλές συζητήσεις μεταξύ των επιστημόνων σχετικά με τα πλεονεκτήματα και τις αδυναμίες της LCDM, αλλά προς το παρόν όλοι το θεωρούν το καλύτερο μοντέλο που διαθέτουν.
Η μέγιστη απόσταση που μπορούμε να δούμε σχετίζεται με την λεγόμενη ηλικία του σύμπαντος (13,77 δισεκατομμύρια χρόνια). Όμως το σύμπαν διαστέλλεται όλο αυτό το διάστημα οπότε τελικά μπορούμε να δούμε περίπου 45 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά. Αυτή η απόσταση είναι γνωστή ως ορίζοντας σωματιδίων, κοσμολογικός ορίζοντας ή συν-κινούμενος ορίζοντας. Αυτή είναι η έκταση της παρατηρήσιμης φούσκας μας, η μέγιστη έκταση που μπορούμε να δούμε αυτή τη στιγμή, σήμερα.
Εδώ ακριβώς αρχίζει το μπέρδεμα. Δεν είναι το 45 μεγαλύτερο από το 13,77; Δεν υπονοεί αυτό ότι το σύμπαν διαστέλλεται γρηγορότερα από το φως;
Η αλήθεια είναι ότι ναι. Αυτό όμως τελικά δεν είναι απαγορευτικό. Τα αντικείμενα πράγματι σύμφωνα με την θεωρία της σχετικότητας δεν μπορεί να κινούνται με ταχύτητα μεγαλύτερη του φωτός. Όμως εδώ δεν πρόκειται για κίνηση αντικειμένων, αλλά για διαστολή του ίδιου του χώρου, όχι κίνηση μέσα στον χώρο. Οι γαλαξίες απομακρύνονται μεταξύ τους όχι γιατί κινούνται, αλλά γιατί ο χώρος μεταξύ τους αυξάνεται! Και σε ένα διαστελλόμενο σύμπαν, τα πιο μακρινά αντικείμενα απομακρύνονται όλο και πιο γρήγορα, επειδή υπάρχει περισσότερος χώρος μεταξύ αυτών και εμάς για να διασταλεί.
Μπορούμε να υπολογίσουμε την τρέχουσα ταχύτητα οποιουδήποτε αντικειμένου μέσω της μετατόπισης του εκπεμπόμενου φωτός προς το ερυθρό. Αν ένας γαλαξίας απομακρύνεται από εμάς, τότε το φως του θα μετατοπιστεί σε πιο κόκκινα μέρη του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος. Έτσι ανακάλυψε ο Edwin Hubble την διαστολή του σύμπαντος Και το σημείο καμπής, όπου τα αντικείμενα θα φαίνεται να απομακρύνονται από εμάς πιο γρήγορα από το φως, βρίσκεται ακριβώς στην απόσταση Hubble, τα 13,77 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά. Μπορούμε ακόμα να δούμε αυτούς τους γαλαξίες επειδή το φως τους εκπέμφθηκε πολύ, πολύ καιρό πριν, όταν ήταν πολύ πιο κοντά μας, άσχετα εάν πλέον βρίσκονται ακόμα και 45 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά.
Αν περιμένουμε αρκετά, μπορούμε να δούμε μερικούς γαλαξίες ακόμα πιο μακρυά, επειδή αυτοί οι γαλαξίες ήταν επίσης κάποτε πολύ πιο κοντά μας αλλά απλά το φως τους δεν έχει φτάσει ακόμα σε εμάς. Αλλά υπάρχει ένα όριο. Ονομάζεται κοσμολογικός ορίζοντας γεγονότων. Βρίσκεται περίπου 17 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά. Οποιοδήποτε φως εκπέμπεται αυτή τη στιγμή πέρα από αυτήν την απόσταση δεν θα μας φτάσει ποτέ, όσο καιρό κι αν περιμένουμε. Ο κοσμολογικός ορίζοντας γεγονότων θα συνεχίσει να αυξάνεται στο μέλλον, αλλά τελικά θα φτάσει σε ένα όριο περίπου 60 δισεκατομμυρίων ετών φωτός. Αλλά αυτό δεν σημαίνει ότι τότε θα μπορούμε να δούμε τα πάντα. Το φως από τους πιο μακρινούς γαλαξίες θα μετατοπιστεί προς το ερυθρό σε μήκη κύματος τόσο μεγάλα που ουσιαστικά θα είναι αόρατα. Σε περίπου 100 δισεκατομμύρια χρόνια, όλα έξω από την Τοπική Ομάδα γαλαξιών θα εξαφανιστούν από το οπτικό μας πεδίο, για πάντα. Εάν κάποιοι τότε αρχίζουν να έχουν αντίληψη για το σύμπαν, τότε θα το αντιλαμβάνονται ως πολύ πιο μικρό και «άδειο» από ότι πραγματικά θα είναι.
Πηγή: https://phys.org/news/2025-11-universe-faster.html
Εικόνα: Credit: Pixabay/CC0 Public Domain
Διαβάστε επίσης: Μια νέα πιθανή εξήγηση για τις διαφορές της ταχύτητας διαστολής του σύμπαντος!
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου