Dacă ai visat vreodată să călătorești în timp, trebuie doar să te uiți la cerul nopții; sclipirile pe care le vezi sunt cu adevărat instantanee ale trecutului îndepărtat. Acest lucru se datorează faptului că acele stele, planete și galaxii sunt atât de departe încât lumina de chiar și cele mai apropiate poate dura zeci de mii de ani pentru a ajunge pe Pământ.
Universul este, fără îndoială, un loc mare. Dar cât de mare este?
"Este posibil să fie ceva ce nu știm niciodată", a spus Sarah Gallagher, astrofizicist la Western University din Ontario, Canada, pentru Science Live. Mărimea universului este una dintre întrebările fundamentale ale astrofizicii. De asemenea, poate fi imposibil să răspunzi. Dar asta nu împiedică oamenii de știință să încerce.
Cu cât este mai aproape un obiect în univers, cu atât este mai ușoară măsurarea distanței sale, a spus Gallagher. Soarele? Bucată de tort. Luna? Chiar și mai ușor. Toți oamenii de știință trebuie să facă este să strălucească un fascicul de lumină în sus și să măsoare timpul necesar pentru ca acest fascicul să sară de pe suprafața Lunii și să se întoarcă pe Pământ.
Dar cele mai îndepărtate obiecte din galaxia noastră sunt mai complicate, a spus Gallagher. La urma urmei, atingerea lor ar fi nevoie de un fascicul de lumină foarte puternic. Și chiar dacă am avea capabilitățile tehnologice de a străluci o lumină până acum, cine are mii de ani să aștepte în jurul valorii de care fasciculul să scape de exoplanetele îndepărtate ale universului și să se întoarcă înapoi la noi?
Oamenii de știință au câteva trucuri pe mânecă pentru a face față celor mai îndepărtate obiecte din univers. Stelele își schimbă culoarea pe măsură ce îmbătrânesc, iar pe baza acestei culori, oamenii de știință pot estima câtă energie și lumină dau aceste stele. Două stele care au aceeași energie și luminozitate nu vor apărea la fel de pe Pământ dacă una dintre aceste stele este mult mai departe. Cel mai îndepărtat va părea mai slab. Oamenii de știință pot compara luminozitatea efectivă a unei stele cu ceea ce vedem de pe Pământ și pot folosi această diferență pentru a calcula cât de departe este steaua, a spus Gallagher.
Dar despre marginea absolută a universului? Cum calculează oamenii de știință distanțele față de obiectele aflate atât de departe? Acolo lucrurile devin cu adevărat complicate.
Amintiți-vă: cu cât un obiect este mai îndepărtat de pe Pământ, cu atât mai mult timp durează lumina de la acel obiect pentru a ajunge la noi. Imaginați-vă că unele dintre acele obiecte sunt atât de departe încât lumina lor a luat milioane sau chiar miliarde de ani pentru a ajunge la noi. Acum, imaginați-vă că lumina unor obiecte durează atât de mult pentru a face această călătorie încât în toate miliardele de ani de univers, încă nu a ajuns pe Pământ. Aceasta este exact problema cu care se confruntă astronomii, Will Kinney, fizician la Universitatea de Stat din New York la Buffalo, a declarat la Live Science.
"Putem vedea doar o bulă minusculă. Și ce este în afara asta? Nu știm cu adevărat", a spus Kinney.
Dar, calculând dimensiunea acelei mici bule, oamenii de știință pot estima ce se află în afara ei.
Oamenii de știință știu că universul are 13,8 miliarde de ani, dă sau ia câteva sute de milioane de ani. Asta înseamnă că un obiect a cărui lumină a luat 13,8 miliarde de ani pentru a ajunge la noi ar trebui să fie cel mai îndepărtat obiect pe care îl putem vedea. S-ar putea să fiți tentat să credeți că asta ne oferă un răspuns ușor pentru dimensiunea universului: 13,8 miliarde de ani-lumină. Dar rețineți că universul se extinde continuu și într-un ritm în creștere. În cât timp a durat lumina pentru a ajunge la noi, marginea balonului s-a mișcat. Din fericire, oamenii de știință știu cât de departe este deplasat: 46,5 miliarde de ani-lumină distanță, bazate pe calculele extinderii universului de la big bang.
Unii oameni de știință au folosit acest număr pentru a încerca să calculeze ceea ce se află peste limita a ceea ce putem vedea. Pe baza presupunerii că universul are o formă curbă, astronomii pot privi tiparele pe care le vedem în universul observabil și pot folosi modele pentru a estima cât de mult se extinde restul universului. Un studiu a descoperit că universul propriu-zis ar putea fi de cel puțin 250 de ori mai mare decât 46,5 miliarde de ani-lumină pe care îi putem vedea de fapt.
Dar Kinney are alte idei: „Nu există dovezi că universul este finit”, a spus el, „s-ar putea să meargă foarte bine pentru totdeauna”.
Nu se spune cu siguranță dacă universul este finit sau infinit, dar oamenii de știință sunt de acord că „este într-adevăr sărăcit”, a spus Gallagher. Din păcate, mica parte pe care o putem vedea acum este cea mai mare pe care o vom putea observa vreodată. Deoarece universul se extinde într-un ritm în creștere, marginile exterioare ale universului nostru observabil se deplasează de fapt mai repede decât viteza luminii. Asta înseamnă că marginile universului nostru se îndepărtează mai repede de noi decât lumina lor poate ajunge la noi. Treptat, aceste margini (și orice restaurante de acolo, așa cum a scris autorul britanic Douglas Adams) dispar din vedere.
Mărimea universului și cantitatea pură pe care nu o putem vedea - asta este umilitor, a spus Gallagher. Dar asta nu îi împiedică pe ea și pe ceilalți oameni de știință să continue să sondeze pentru răspunsuri.
"Poate că nu vom reuși să ne dăm seama. S-ar putea vedea ca frustrant", a spus Gallagher. „Dar, de asemenea, îl face cu adevărat interesant.”
