ईथन से पूछें: हम इतने युवा ब्रह्मांड में इतनी दूर कैसे देख सकते हैं?

ब्रह्मांड के एक अत्यंत दूरस्थ भाग की छवि, कई आकाशगंगाएँ हमसे लाखों प्रकाश वर्ष की दूरी पर हैं।

ब्रह्मांड के साथ कई मौलिक तथ्य जुड़े हैं - इसकी उत्पत्ति, इसका इतिहास, इसकी वर्तमान स्थिति - जो कि चेतना में लाना बहुत मुश्किल है। उनमें से एक बिग बैंग है, यह विचार कि ब्रह्मांड एक निश्चित संख्या में 13 साल पहले शुरू हुआ था, अर्थात् 13.8 बिलियन। इसके बाद पहला क्षण हुआ, जिससे हम ब्रह्मांड का वर्णन कर सकते हैं जैसा कि हम आज जानते हैं: पदार्थ और विकिरण से भरा हुआ , और वे तत्व जो अंततः सितारों, आकाशगंगाओं, ग्रहों और लोगों में विकसित हुए। हम कितनी दूर देख सकते हैं? आप सोच सकते हैं कि चूंकि ब्रह्मांड में सब कुछ प्रकाश की गति से सीमित है, यह 13.8 बिलियन वर्षों की अवधि होगी। लेकिन ऐसा नहीं है, और पाठकों में से एक जानना चाहता है:

हम अंतरिक्ष के 92 बिलियन-मील के विस्तार का अध्ययन कैसे कर सकते हैं [जाहिर तौर पर प्रकाश वर्ष - लगभग। ट्रांस।] किनारों से प्रकाश हमारे पास केवल 13.7 बिलियन वर्ष कब आया? यहां तक ​​कि अगर हम मानते हैं कि ये बिंदु प्रकाश की यात्रा के दौरान हमसे दूर चले गए थे, और हम गणना करते हैं कि उन्हें कहां होना चाहिए, और न कि हम उन्हें कहां देखते हैं, और यह देखते हुए कि इतनी दूरी पर अंतरिक्ष सी की तुलना में तेजी से फैलता है, यह अभी भी लगता है कि यह बहुत बड़ी संख्या।

इस समस्या से तीन पक्षों से संपर्क किया जा सकता है, लेकिन केवल एक ही सच होगा।


कलाकार द्वारा प्रस्तुत के रूप में अवलोकनीय ब्रह्मांड की लघुगणकीय छवि

1) पदार्थ हर जगह है, और प्रकाश की गति से प्रकाश चलता है। डिफ़ॉल्ट रूप से, लोगों के पास ऐसी तस्वीर होती है। आप जहां भी देखते हैं, आप सितारों और आकाशगंगाओं से भरे एक ब्रह्मांड की कल्पना कर सकते हैं, और यह तथ्य कि इन सितारों और आकाशगंगाओं ने सब कुछ शुरू होने के तुरंत बाद बनना शुरू कर दिया था। इसलिए, हम जितनी देर प्रतीक्षा करेंगे, उतनी दूर हम देख सकते हैं, क्योंकि प्रकाश प्रकाश की गति के साथ एक सीधी रेखा में चलता है। इसलिए, 13.8 बिलियन वर्षों के बाद, हम उम्मीद कर सकते हैं कि हम बिग बैंग के बाद सितारों और आकाशगंगाओं के निर्माण में लगने वाले समय को घटाकर, लगभग 13.8 बिलियन वर्षों को वापस देख पाएंगे।



2) पदार्थ हर जगह है, गति सी के साथ प्रकाश चलता है, और सब कुछ अंतरिक्ष में स्थानांतरित हो सकता है। समस्या का एक और स्तर है - न केवल प्रकाश उत्सर्जक पदार्थों का एक गुच्छा है, बल्कि ये वस्तुएं एक दूसरे के सापेक्ष भी चलती हैं। चूंकि वे SRT के नियमों के अनुसार प्रकाश की गति पर लगभग गति से आगे बढ़ सकते हैं, और प्रकाश की गति से प्रकाश आपकी दिशा में गति करता है, हम उम्मीद कर सकते हैं कि हम पहले पैराग्राफ में लगभग दोगुने की दूरी पर नज़र रख पाएंगे। शायद वस्तुएं अब हमसे 27.6 बिलियन प्रकाश वर्ष की दूरी पर स्थित हो सकती हैं, यदि उनके द्वारा उत्सर्जित प्रकाश केवल अब हम तक पहुँचता है, और वे स्वयं हमसे लगभग प्रकाश की गति से आगे बढ़ते हैं।



3) पदार्थ हर जगह है, गति सी के साथ प्रकाश चलता है, सब कुछ अंतरिक्ष में स्थानांतरित हो सकता है, और ब्रह्मांड का विस्तार होता है। यह अंतिम स्तर सबसे अचूक है, और सबसे अधिक समस्याओं का कारण बनता है। हां, अंतरिक्ष पदार्थ से भरा है, जो तारों, आकाशगंगाओं और बड़ी संरचनाओं में जल्दी से जमा होता है। हां, इसके द्वारा उत्सर्जित प्रकाश गति के साथ गति करता है c, निर्वात में प्रकाश की गति। यह सब मामला अंतरिक्ष में स्थानांतरित हो सकता है, सबसे अधिक बार बढ़े हुए और घने घनत्व वाले विभिन्न वर्गों के पारस्परिक गुरुत्वाकर्षण आकर्षण के कारण होता है। यह सब वैसा ही है जैसा कि विकल्प 2 में था।



यह जोड़ता है कि अंतरिक्ष खुद भी विस्तार कर रहा है। जब आप एक दूर की आकाशगंगा को देखते हैं और देखते हैं कि यह सामान्य से अधिक लाल है, तो आमतौर पर यह माना जाता है कि यह हमसे दूर जाने वाले संचलन के कारण लाल है, जिसके परिणामस्वरूप प्रकाश तरंग स्पेक्ट्रम के लाल भाग में स्थानांतरित हो जाता है। इसी तरह, आपसे दूर जाने वाले सायरन की आवाज लंबी तरंगों में शिफ्ट होती है और कम लगती है। लेकिन यह सब दूसरे विकल्प पर लागू होता है। जीआर एक और बिंदु जोड़ता है, अंतरिक्ष का विस्तार। और ब्रह्मांड के विस्तार के साथ, अंतरिक्ष के कपड़े को फैलाया जाता है, और अंतरिक्ष में व्यक्तिगत प्रकाश तरंगों के लिए, लंबाई भी बढ़ती है!



आप तय कर सकते हैं कि इन दो प्रभावों को प्रतिष्ठित नहीं किया जा सकता है। यदि वह सब मापा जा सकता है जो प्रकाश की तरंग दैर्ध्य आपकी आंख तक पहुंच रहा है, तो आप यह सुनिश्चित कैसे कर सकते हैं कि यह आंदोलन के कारण या अंतरिक्ष के कपड़े के कारण फैला हुआ है? यह पता चला है कि रेडशिफ्ट (और इसलिए तरंग दैर्ध्य) और आकाशगंगा की मनाया चमक के बीच एक संबंध है, जो दूरी पर निर्भर करता है। एक गैर-विस्तार वाले ब्रह्मांड में, जैसा कि हमने पहले बताया था, अधिकतम दूरी आप देख सकते हैं कि ब्रह्मांड के दो वर्ष प्रकाश वर्ष में होंगे: 27.6 बिलियन प्रकाश वर्ष। लेकिन हमारे आज के ब्रह्मांड में, हमने पहले से ही अधिक दूर आकाशगंगाओं को देखा है!


गुड्स-नॉर्थ का अवलोकन, फोटो में सबसे दूर की आकाशगंगाओं में से एक जो हमने देखी है। अधिकांश 30 बिलियन प्रकाश वर्ष से परे हैं।

तो हम कितनी दूर देख सकते हैं? यदि ब्रह्मांड में कोई अंधेरे ऊर्जा नहीं थी, तो सबसे दूर की वस्तुएं तारे, आकाशगंगाएं, बिग बैंग से अवशिष्ट चमक आदि हैं। - 41.4 बिलियन प्रकाश वर्ष तक सीमित होगा। लेकिन एक डार्क-एनर्जी ब्रह्माण्ड में, यह मान और भी बड़ा है, जो कि देखी गई डार्क एनर्जी के लिए लगभग 46 बिलियन प्रकाश वर्ष है।

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बिंदीदार रेखा एसटीआर की भविष्यवाणियां हैं, विस्तृत ब्रह्मांड में दूरी के लिए ठोस रेखा जीआर है। अवलोकन जीआर की भविष्यवाणियों के साथ मेल खाते हैं।

यह सब एक साथ रखने पर, हमें पता चलता है कि जिस दूरी पर हम ब्रह्मांड का एक छोर से दूसरे छोर तक अवलोकन करते हैं, वह 92 अरब प्रकाश वर्ष है। यह मत भूलो कि यह लगातार विस्तार कर रहा है। यदि हम आज प्रकाश की गति से सड़क पर चलते हैं, तो हम इसके आकार का केवल एक तिहाई हिस्सा भर पाएंगे, लगभग 3% मात्रा।



इसलिए, यद्यपि १३., बिलियन वर्ष की आयु के साथ ९ ६ बिलियन प्रकाश वर्ष ब्रह्मांड के लिए एक बड़ा मूल्य प्रतीत होता है, यह ब्रह्मांड के लिए सही मूल्य है, पदार्थ से भरा है, डार्क एनर्जी है और जीआर के नियमों का पालन करता है। इस विशाल आकार का कारण यह है कि अंतरिक्ष का विस्तार हो रहा है, और यह कि नई जगह लगातार जुड़े आकाशगंगाओं, समूहों और समूहों के बीच बनाई जा रही है। यदि आप उस सब कुछ को ध्यान में रखते हैं, जो इसे नियंत्रित करता है और यह कैसे दिखाई दिया, तो यह पता चलता है कि यह अन्यथा नहीं हो सकता है।