az univerzum szimulált nagyszabású szerkezete bonyolult klaszterezési mintákat mutat… soha ne ismételje meg. De a mi szemszögünkből csak a világegyetem véges térfogatát látjuk. Mi van ezen a határon túl?
V. Springel et al., MPA Garching, and the Millenium Simulation
13.8 milliárd évvel ezelőtt, az univerzum, mint tudjuk, a forró Nagy Bumm-val kezdődött. Az idő múlásával maga a tér kibővült, az anyag gravitációs vonzódáson ment keresztül, az eredmény pedig a világegyetem, amelyet ma látunk. De akármennyire is hatalmas, van egy határa annak, amit látunk. Egy bizonyos távolságon túl a galaxisok eltűnnek, a csillagok csillognak, a távoli univerzumból származó jelek nem láthatók. Mi van azon túl? Ez Dan Newman e heti kérdése, aki megkérdezi:
Ha az univerzum véges térfogatban, akkor van-e határ? Megközelíthető? És mi lehet A kilátás ebbe az irányba?
kezdjük azzal, hogy a jelenlegi helyünkön kezdjük, és amennyire csak tudunk, a távolba nézünk.
a közelben a csillagok és galaxisok, amiket látunk, nagyon hasonlítanak a miénkre. De ahogy messzebb nézünk, mi… lásd az univerzumot, ahogy a távoli múltban volt: kevésbé strukturált, melegebb, fiatalabb, kevésbé fejlett.
NASA, ESA és A. Feild (STScI)
saját kertünkben az univerzum tele van csillagokkal. De több mint 100.000 fényévnyire van, és maga hátrahagyta a Tejutat. Ezen túl van egy galaxisok tengere: összesen talán két billió található a megfigyelhető univerzumunkban. Jönnek a sokféle típusú, formák, méretek, tömegek. De ahogy visszatekintünk a távolabbiakra, elkezdünk valami szokatlant találni: minél távolabb van egy galaxis, annál valószínűbb, hogy kisebb, kisebb tömegű, és hogy csillagai belső színűek legyenek, mint a közelben.
hogyan jelennek meg a galaxisok az univerzum történetének különböző pontjain: kisebb, kékebb,… fiatalabb és kevésbé fejlett a korábbi időkben.
NASA, ESA, P. van Dokkum( Yale Egyetem), S. Patel (Leiden Egyetem), valamint a 3D-HST csapat
ennek van értelme egy olyan univerzum összefüggésében, amelynek kezdete volt: Születésnap. Ez volt az Ősrobbanás, az a nap, amikor az univerzum, mint tudjuk, megszületett. Egy olyan galaxis esetében, amely viszonylag közel van, nagyjából ugyanolyan korú, mint mi. De amikor egy galaxist nézünk, amely több milliárd fényévnyire van, annak a fénynek több milliárd évig kellett utaznia, hogy elérje a szemünket. Egy galaxis, amelynek fénye 13 milliárd évig tart, hogy elérjen minket, kevesebb, mint egymilliárd éves lehet, és így minél messzebb nézünk, alapvetően visszatekintünk az időben.
A Hubble eXtreme Deep Field teljes UV-látható-IR kompozitja; a valaha megjelent legnagyobb kép… a távoli univerzumból.
NASA, ESA, H. Teplitz és M. Rafelski (IPAC/Caltech), A. Koekemoer (STScI), R. Windhorst (Arizona State University) és Z. Levay (STScI)
a fenti kép a Hubble eXtreme Deep Field (XDF), a távoli univerzum valaha készült legmélyebb képe. Több ezer galaxis van ebben a képen, hatalmas távolságra egymástól. Amit azonban nem lehet egyszerű színben látni, az az, hogy minden galaxisnak van egy spektruma, amelyhez kapcsolódik, ahol a gázfelhők nagyon bizonyos hullámhosszon elnyelik a fényt, az atom egyszerű fizikája alapján. Ahogy az Univerzum tágul, ez a hullámhossz húzódik, így a távolabbi galaxisok vörösebbnek tűnnek,mint egyébként. Ez a fizika lehetővé teszi számunkra, hogy kikövetkeztessük a távolságukat, és íme, amikor a távolságokat hozzárendeljük hozzájuk, a legtávolabbi galaxisok a legfiatalabbak és a legkisebbek.
a galaxisokon túl arra számítunk, hogy lesznek az első csillagok, majd Semmi, csak semleges gáz, amikor az Univerzumnak még nem volt elég ideje ahhoz, hogy az anyagot elég sűrű állapotba hozza, hogy még csillagot képezzen. Visszatérve több millió évre, az univerzum sugárzása annyira forró volt, hogy semleges atomok nem tudtak kialakulni, ami azt jelenti, hogy a fotonok folyamatosan visszapattan a töltött részecskékről. Amikor semleges atomok alakultak ki, ennek a fénynek egyszerűen egyenes vonalban kell folynia örökre, amelyet az univerzum terjeszkedésén kívül semmi más nem befolyásol. Ennek a maradék fénynek — a kozmikus mikrohullámú háttérnek-a felfedezése több mint 50 évvel ezelőtt volt az Ősrobbanás végső megerősítése.
Az Univerzum történetének vázlatos diagramja, kiemelve a reionizációt. Csillagok vagy galaxisok előtt… kialakult, az univerzum tele volt fényzáró, semleges atomokkal. Míg az univerzum nagy része csak 550 millió évvel később válik újraionizálódni, néhány szerencsés régió többnyire a korábbi időkben újraionizálódik.
hitel: S. G. Djorgovski et al., Caltech Digital Media Center
tehát ahonnan ma vagyunk, bármilyen irányba nézhetünk, amit szeretünk, és ugyanazt a kozmikus történetet látjuk kibontakozni. Ma, 13,8 milliárd évvel az ősrobbanás után, megvannak a ma ismert csillagok és galaxisok. Korábban a galaxisok kisebbek voltak, kékebbek, fiatalabbak és kevésbé fejlődtek. Előtte voltak az első csillagok, előtte pedig csak semleges atomok. A semleges atomok előtt ionizált plazma volt, majd még korábban is voltak szabad protonok és neutronok, anyag-antianyag spontán létrehozása, szabad kvarkok és gluonok, a standard modell összes instabil részecskéje, végül maga a Nagy Bumm pillanata. A nagyobb és nagyobb távolságok keresése egyenértékű azzal, ha az időben visszanézünk.
a művész logaritmikus skála felfogása a megfigyelhető univerzumról. A galaxisok nagy léptékűek… az Ősrobbanás forró, sűrű plazmája a külvárosban. Ez az ” él ” egy határ csak időben. Wikipédia felhasználói Pablo Carlos Budassi
Bár ez meghatározza, hogy a megfigyelhető Univerzum — az elméleti határ a Big Bang található, 46,1 milliárd fényévre a jelenlegi helyzetben — ez nem egy igazi határ az űrben. Ehelyett egyszerűen egy határ időben; van egy határ, amit látunk, mert a fény sebessége lehetővé teszi, hogy az információt, hogy csak olyan messzire utazni a 13,8 milliárd éve, a szexi Big Bang. Ez a távolság távolabb van, mint a 13.8 milliárd fényév, mert az univerzum szövete kibővült (és tovább bővül), de még mindig korlátozott. De mi van az Ősrobbanás előtt? Mit látnál, ha valahogy csak egy másodperc töredéke alatt jutnál el az időhöz, mint amikor az univerzum a legmagasabb energiáiban volt, meleg és sűrű, és tele van anyaggal, antianyaggal és sugárzással?
Az infláció létrehozta a forró ősrobbanást, és megteremtette a megfigyelhető univerzumot, amelyhez hozzáférhetünk. A… az infláció ingadozása ültette a magokat, amelyek a mai struktúrába nőttek.
Bock et al. (2006, astro-ph / 0604101); E. Siegel módosításai
azt találnád, hogy létezik egy kozmikus infláció nevű állapot: ahol az univerzum rendkívül gyorsan terjeszkedett, és a tér maga által rejlő energia uralta. A tér kitágult exponenciálisan ez alatt az idő alatt, ahol kifeszített sík, ahol ugyanazok a tulajdonságok mindenhol, ahol a már meglévő részecskék voltak elnyomva, ahol ingadozások a kvantum-mező rejlő tér nyújtották át a Világegyetemben. Amikor az infláció véget ért, ahol vagyunk, a forró Ősrobbanás anyaggal és sugárzással töltötte meg az univerzumot, ami az univerzum azon részét — a megfigyelhető univerzumot — eredményezte, amelyet ma látunk. 13,8 milliárd évvel később itt vagyunk.
a megfigyelhető univerzum 46 milliárd fényév lehet minden irányban a mi szempontunkból,… de minden bizonnyal több, észrevétlen univerzum van, talán még egy végtelen mennyiség is, mint a miénk ezen túl.
Frédéric MICHEL és Andrew Z. Colvin, kommentár: E. Siegel
a helyzet az, hogy nincs semmi különös a helyünkben, sem térben, sem időben. Az a tény, hogy látjuk 46 milliárd fényévnyire van, nem teszi ezt a határt vagy azt a helyet különlegessé; egyszerűen jelzi annak határát, amit láthatunk. Ha lehet valahogy, egy “pillanatfelvétel” az egész Univerzum, megy túl a megfigyelhető része, mivel létezik 13,8 milliárd évvel az ősrobbanás után mindenhol, minden úgy tűnik, mintha a közelben Univerzum még ma. A galaxisok, a klaszterek, a szálak és a kozmikus üregek nagy kozmikus hálója lenne, amely messze túlmutat a viszonylag kis területen, amelyet látunk. Bármely megfigyelő, bármely helyen, olyan univerzumot látna, amely nagyon hasonlít a saját szemszögünkből látottakhoz.
Az univerzum egyik legtávolabbi kilátása a közeli csillagokat és galaxisokat mutatja be… módon, de a külső régiókhoz közelebb lévő galaxisokat egyszerűen az evolúció fiatalabb, korábbi szakaszában látják. Nézőpontjukból a 13.8 milliárd éves (és fejlettebb), és úgy tűnik, mint több milliárd évvel ezelőtt.
NASA, ESA, the GOODS Team and M. Giavalisco (Stsci/University of Massachusetts)
az egyes részletek eltérőek lennének, csakúgy, mint a saját Naprendszerünk, a galaxis, a helyi csoport stb.részletei, különböznek bármely más megfigyelő nézőpontjától. De maga az univerzum nem véges a térfogatban; csak a megfigyelhető rész, amely véges. Ennek oka az, hogy van egy határ az időben — az Ősrobbanás -, amely elválaszt minket a többitől. Ezt a határt csak teleszkópokkal (amelyek az univerzum korábbi időszakaira néznek) és elméletekkel tudjuk megközelíteni. Amíg ki nem találjuk, hogyan lehet megkerülni az idő előrehaladását, ez lesz az egyetlen megközelítésünk, hogy jobban megértsük az univerzum “szélét”. De az űrben? Egyáltalán nincs él. A legjobb, hogy meg tudjuk mondani, valaki a szélén, amit látunk egyszerűen látni minket, mint a szélén helyett!
küldje el kérdéseit a Startswithabanghoz a gmail dot com-on!