Ako ste ikada sanjali o putovanju vremenom, pogledajte samo noćno nebo; svjetlucavi koje vidite stvarno su snimci iz daleke prošlosti. To je zato što su te zvijezde, planeti i galaksije toliko daleko da svjetlost čak i najbližih može potrajati desetinama tisuća godina da dođu do Zemlje.
Svemir je nesumnjivo veliko mjesto. Ali koliko je velika?
"To je možda nešto što zapravo nikada ne znamo", rekla je Sarah Gallagher, astrofizičarka sa zapadnog sveučilišta u Ontariju u Kanadi za Live Science. Veličina svemira jedno je od temeljnih pitanja astrofizike. Također bi moglo biti nemoguće odgovoriti. Ali to ne sprečava znanstvenike da pokušavaju.
Što se bliži predmet nalazi u svemiru, to se lakše mjeri njegova udaljenost, rekao je Gallagher. Sunce? Mačji kašalj. Mjesec? Još lakše. Sve što znanstvenici trebaju učiniti je usmjeriti snop svjetlosti prema gore i odmjeriti koliko je vremena potrebno da se snop odbije s mjesečeve površine i vrati na Zemlju.
No, najudaljeniji su objekti u našoj galaksiji zamršeniji, rekao je Gallagher. Napokon, do njih bi trebao jako jak svjetlosni snop. Čak i ako bismo imali tehnološke mogućnosti da zasvijetli svjetlost tako daleko, tko ima tisuće godina da čekamo okolo da se greda odbije od dalekih egzoplaneta svemira i vrati se natrag k nama?
Znanstvenici imaju nekoliko trikova u rukavu za suočavanje s najudaljenijim predmetima u svemiru. Zvijezde mijenjaju boju kako stare, a na temelju te boje znanstvenici mogu procijeniti koliko energije i svjetlosti te zvijezde odaju. Dvije zvijezde koje imaju istu energiju i svjetlinu neće se pojaviti iste na Zemlji ako je jedna od tih zvijezda mnogo dalje. Dalje će se prirodno pojaviti zatamnjeniji. Znanstvenici mogu usporediti stvarnu svjetlinu zvijezde s onom što vidimo sa Zemlje i pomoću te razlike izračunati koliko je zvijezda udaljena, rekao je Gallagher.
Ali što je s apsolutnim rubom svemira? Kako znanstvenici izračunavaju udaljenosti do udaljenih objekata? Tu stvari postaju zbilja zamršene.
Zapamtite: što je jedan objekt udaljeniji od Zemlje, duže nam treba svjetlost da doñe do nas. Zamislite da su neki od tih objekata toliko udaljeni da im je svjetlost oduzela milijune ili čak milijarde godina da dođu do nas. Zamislite da svjetlost nekih predmeta traje toliko dugo da putuje kroz sve milijarde godina svemira, još uvijek nije stigla na Zemlju. To je točno problem s kojim se astronomi suočavaju, rekao je Will Kinney, fizičar sa Državnog sveučilišta u New Yorku u Buffalou.
"Možemo vidjeti samo mali, mali mjehurić. A što je izvan toga? Mi u stvari ne znamo", rekla je Kinney.
Ali izračunavši veličinu tog malog mjehurića, znanstvenici mogu procijeniti što je izvan njega.
Znanstvenici znaju da je svemir star 13,8 milijardi godina, dati ili uzeti nekoliko stotina milijuna godina. To znači da bi objekt čija je svjetlost trajala 13,8 milijardi godina do nas trebao biti najudaljeniji objekt koji možemo vidjeti. Možda ćete biti u iskušenju da pomislimo na to koji nam daje jednostavan odgovor na veličinu svemira: 13,8 milijardi svjetlosnih godina. Ali imajte na umu da se svemir također neprekidno širi sve većom brzinom. U vremenu koje je svjetlost oduzela do nas, rub mjehurića se pomaknuo. Srećom, znanstvenici znaju koliko je daleko prešao: udaljen 46,5 milijardi svjetlosnih godina, na osnovu izračuna svemira od velikog praska.
Neki su znanstvenici iskoristili taj broj da bi pokušali izračunati ono što stoji izvan granice onoga što možemo vidjeti. Na temelju pretpostavke da svemir ima zakrivljeni oblik, astronomi mogu pogledati obrasce koje vidimo u promatranom svemiru i pomoću modela procijeniti koliko se dalje proteže ostatak svemira. Jedno je istraživanje pokazalo da stvarni svemir može biti barem 250 puta veći od 46,5 milijardi svjetlosnih godina koje stvarno možemo vidjeti.
Ali Kinney ima i druge ideje: "Nema dokaza da je svemir konačan", rekao je, "to bi moglo vrlo dobro trajati zauvijek."
Ne postoji sigurno da li je svemir konačan ili beskonačan, ali znanstvenici se slažu da je njegov "stvarno freak ogroman", rekao je Gallagher. Nažalost, onaj mali dio koji sada možemo vidjeti je najviše što ćemo ikada moći promatrati. Budući da se svemir širi sve većom brzinom, vanjski rubovi našeg promatranog svemira zapravo se kreću prema van brže od brzine svjetlosti. To znači da se rubovi našeg svemira udaljavaju od nas brže nego što njihova svjetlost može do nas. Postupno ti rubovi (i svi tamošnji restorani, kako je jednom napisao britanski autor Douglas Adams) nestaju iz vida.
Veličina svemira i njegova čista količina koju ne možemo vidjeti - to je ponizno, rekao je Gallagher. No, to ne zaustavlja nju i druge znanstvenike da nastave sa istraživanjem odgovora.
"Možda to nećemo uspjeti shvatiti. To bi moglo biti frustrirajuće", rekao je Gallagher. "Ali to također čini stvarno uzbudljivim."
