صورة لجزء بعيد للغاية من الكون ، العديد من المجرات على بعد عشرات المليارات من السنين الضوئية منا.ترتبط العديد من الحقائق الأساسية بالكون - أصله وتاريخه وحالته الحالية - التي يصعب وضعها في الوعي. إحداها الانفجار الكبير ، فكرة أن الكون بدأ قبل عدد معين من السنين ، أي 13.8 مليارًا. ثم حدثت اللحظة الأولى ، التي يمكننا من خلالها وصف الكون كما نعرفه اليوم: مليء بالمادة والإشعاع والمكونات التي نمت في النهاية إلى نجوم ومجرات وكواكب وأشخاص. إلى أي مدى يمكننا أن ننظر؟ قد تعتقد أنه نظرًا لأن كل شيء في الكون محدود بسرعة الضوء ، فستكون فترة 13.8 مليار سنة. لكن الأمر ليس كذلك ، ويريد أحد القراء أن يعرف:
كيف يمكننا دراسة امتداد 92 مليار ميل من الفضاء [يعني على ما يبدو السنوات الضوئية - تقريبًا. العابرة.] متى جاء الضوء من الحواف إلينا فقط 13.7 مليار سنة؟ حتى لو افترضنا أن هذه النقاط تحركت بعيدًا عنا أثناء سفر الضوء ، وقمنا بحساب المكان الذي يجب أن تكون فيه ، وليس المكان الذي نراه فيها ، وبالنظر إلى أن المساحة في هذه المسافات تتسع بشكل أسرع من c ، فلا يزال يبدو أن هذا أعداد كبيرة جدًا.
يمكن معالجة هذه المشكلة من ثلاث جهات ، ولكن سيكون هناك جانب واحد فقط صحيحًا.
صورة لوغاريتمية للكون المرئي كما قدمها الفنان1) المادة في كل مكان ، ويتحرك الضوء بسرعة الضوء. بشكل افتراضي ، يمتلك الناس مثل هذه الصورة. يمكنك أن تتخيل الكون مليئ بالنجوم والمجرات أينما نظرت ، وحقيقة أن هذه النجوم والمجرات بدأت تتشكل فورًا بعد بداية كل شيء. لذلك ، كلما طال انتظارنا ، كلما استطعنا أن نرى أبعد ، حيث يتحرك الضوء في خط مستقيم بسرعة الضوء. لذلك ، بعد 13.8 مليار سنة ، يمكننا أن نتوقع أننا سنكون قادرين على النظر إلى ما يقرب من 13.8 مليار سنة ، وطرح الوقت الذي استغرقه تكوين النجوم والمجرات بعد الانفجار الكبير.
2) المادة في كل مكان ، يتحرك الضوء بسرعة c ، وكل شيء يمكن أن يتحرك في الفضاء. المشكلة لها مستوى آخر - ليس هناك فقط مجموعة من المواد التي ينبعث منها الضوء ، ولكن هذه الأشياء تتحرك أيضًا بالنسبة لبعضها البعض. نظرًا لأنها يمكن أيضًا أن تتحرك بسرعة الضوء تقريبًا وفقًا لقواعد SRT ، ويتحرك الضوء في اتجاهك بسرعة الضوء ، يمكننا أن نتوقع أننا سنكون قادرين على إلقاء نظرة على مسافة تبلغ تقريبًا ضعف ما في الفقرة الأولى. ربما يمكن الآن وضع الأجسام على مسافة 27.6 مليار سنة ضوئية منا ، إذا وصلنا الضوء المنبعث منها الآن فقط ، وهم أنفسهم يتحركون منا بسرعة الضوء تقريبًا.
3) المادة في كل مكان ، يتحرك الضوء بسرعة c ، كل شيء يمكن أن يتحرك في الفضاء ، ويتوسع الكون. هذا المستوى الأخير هو الأكثر حدسية ، ويسبب معظم المشاكل. نعم ، الفضاء مليء بالمادة التي تتراكم بسرعة في النجوم والمجرات والهياكل الأكبر. نعم ، يتحرك الضوء المنبعث منه بسرعة c ، سرعة الضوء في الفراغ. كل هذه المادة يمكن أن تتحرك في الفضاء ، في الغالب بسبب الجاذبية المتبادلة للأقسام المختلفة ذات الكثافة المتزايدة والمنخفضة. كل هذا هو نفسه كما كان في الخيار 2.
ويضيف أن المساحة نفسها تتوسع أيضًا. عندما تنظر إلى مجرة بعيدة وترى أنها أكثر احمرارًا من المعتاد ، يُعتقد عمومًا أنها أكثر احمرارًا بسبب الحركة الموجهة بعيدًا عنا ، ونتيجة لذلك ينتقل الضوء إلى الجزء الأحمر من طيف الموجة. وبالمثل ، يتحول صوت صفارة الإنذار بعيدًا عنك إلى موجات أطول ويبدو أقل. لكن هذا كله ينطبق على الخيار الثاني. يضيف GR نقطة أخرى ، وهي توسيع الفضاء. ومع توسع الكون ، يتم تمديد نسيج الفضاء ، وبالنسبة لموجات الضوء الفردية في الفضاء ، تزداد الأطوال أيضًا!
قد تقرر أنه لا يمكن التمييز بين هذين التأثيرين. إذا كان كل ما يمكن قياسه هو طول الموجة الضوئية التي تصل إلى عينك ، فكيف يمكنك التأكد مما إذا كانت قد امتدت بسبب الحركة أو بسبب نسيج الفضاء؟ اتضح أن هناك علاقة بين الانزياح الأحمر (وبالتالي الطول الموجي) والسطوع المرصود للمجرة ، والذي يعتمد على المسافة. في الكون غير المتوسع ، كما وصفنا سابقًا ، فإن أقصى مسافة يمكنك النظر إليها ستكون عامين من الكون في السنوات الضوئية: 27.6 مليار سنة ضوئية. لكن في عالمنا اليوم ، رأينا بالفعل المزيد من المجرات البعيدة!
نظرة عامة على GOODS-North ، في الصورة واحدة من أبعد المجرات من بين كل ما رأيناه. معظمها يتجاوز 30 مليار سنة ضوئية.إلى أي مدى يمكننا أن ننظر؟ إذا لم تكن هناك طاقة مظلمة في الكون ، فإن أبعد الأشياء هي النجوم والمجرات والتوهج المتبقي من الانفجار الكبير ، إلخ. - ستقتصر على 41.4 مليار سنة ضوئية. ولكن في عالم الطاقة المظلمة ، فإن هذه القيمة أكبر ، حيث تصل إلى حوالي 46 مليار سنة ضوئية للطاقة المظلمة المرصودة.
blogs-images.forbes.com/startswithabang/files/2016/08/1-U1TKSOmpfiu_JRkSDzPquA.jpgالخط المنقط هو تنبؤات STR ، والخط الصلب هو GR ، للمسافات في الكون المتوسع. تتزامن الملاحظات مع تنبؤات الموارد الوراثية.
بوضع كل هذا معًا ، نحصل على أن المسافة التي نراقب بها الكون من طرف إلى آخر هي 92 مليار سنة ضوئية. لا تنس أنها تتوسع باستمرار. إذا صدمنا الطريق اليوم بسرعة الضوء ، فسنكون قادرين على تمرير ثلث حجمه فقط ، حوالي 3٪ من الحجم.
لذلك ، على الرغم من أن 92 مليار سنة ضوئية تبدو قيمة كبيرة للكون بعمر 13.8 مليار سنة ، إلا أنها القيمة الصحيحة للكون ، المليئة بالمادة والطاقة المظلمة والامتثال لقوانين الموارد الوراثية. سبب هذا الحجم الهائل هو أن الفضاء يتوسع ، وأن الفضاء الجديد يتم إنشاؤه باستمرار بين المجرات والمجموعات والمجموعات المتصلة. إذا أخذت في الاعتبار كل ما هو موجود فيها ، والذي يتحكم فيه وكيف ظهر ، فقد تبين أنه لا يمكن أن يكون الأمر خلاف ذلك.