Hvorfor er det observerbare universet så mye større enn din alder?
Nylig fikk vi her på Mega Curious et spennende spørsmål fra Giovanni Bruno Jr., en av leserne våre. Etter å ha lest en historie her på siden vår - mer spesifikt, en med tittelen "Hvis det er 'zillioner' av planeter i universet, så hvor er romvesenene? '- Gionanni var interessert i litt informasjon vi nevnte, nemlig at Det observerbare universet er omtrent 90 milliarder lysår på tvers.
Imidlertid, som leseren vår påpekte, hvis vårt univers dukket opp for 13, 7 milliarder år siden - som et resultat av Big Bang - og har utvidet seg siden med lysets hastighet (dvs. i underkant av 300.000 kilometer pr. sekund i vakuum) med tanke på at ingenting kan reise raskere enn lys, hvordan i helvete vokste universet så mye?
I følge Giovanni, etter denne logikken, burde universet måle i underkant av 14 milliarder lysår i diameter i stedet for 90 milliarder - og dette er ikke en gang med tanke på størrelsen på det "uobserverbare" universet som, for så vidt angår spekulasjoner., kan strekke seg over uendelig og utover ... Så hvordan?
Før du begynner
Når vi går tilbake til det observerbare universet, for bedre å forstå hvorfor det er så mye større enn dets alder, må vi først ta opp en rekke spørsmål, for eksempel hvordan lys oppfører seg i et vakuum og til og med litt fargeteori, slik at alt kan være fornuftig til slutt.
Dette fordi vi for å forstå universets utvidelse, trenger å forstå flere konsepter, inkludert en såkalt "rødforskyvning" - som i utgangspunktet refererer til måten lysbølger oppfører seg i forhold til den relative hastigheten mellom en utsende kilde og en observatør. Skal vi dit?
Avklaring av noen poeng
Du husker kanskje fysikkursene dine - og Isaac Newton! - da du fikk vite at svart representerer fraværet av farger, mens hvitt tvert imot tilsvarer kombinasjonen av alle farger, ikke sant? Farger er ikke annet enn elektromagnetiske bølger som vibrerer ved visse lysfrekvenser, og den lengste vi mennesker kan se er rød og den korteste lilla.
For med denne kunnskapen i hånden, om hvordan lys forplanter seg og interagerer med materie, kan vi bestemme mange ting om gjenstander, for eksempel deres temperatur, deres sammensetning og til og med deres plassering i rommet. Og når du snakker om å finne kropper i rommet, kan du kanskje også huske å studere om Doppler-effekten.
Selv om det ofte er assosiert med måten lydbølger forplanter seg, kan den samme prosessen bidra til å avklare hvorfor lys som sendes ut fra visse kosmiske kilder, har en tendens til hver ende av det elektromagnetiske spekteret. Ro deg ned ... la oss forklare dette riktig! Vel, Doppler-effekten lar oss få vite hvordan banen til en bølgelengde endres basert på retningen et objekt beveger seg.
Når en gjenstand beveger seg i motsatt retning av vår, blir lysets bølgelengder "strukket" og ser ut til å være røde (lengre); mens et objekt beveger seg mot oss, blir bølgelengdene komprimert og vises derfor blåaktige (kortere). Det er her "rødskiftet" spiller inn.
Utvider universet
Da astronomer begynte å måle avstanden som skiller galakser fra oss - basert på lyset de sender ut - merket de at bølgelengdene deres hadde en tendens mot rødt, noe som indikerer at de beveger seg i motsatt retning av vår. Men forskerne la merke til noe annet.
I tillegg til at galaksene og andre stjerner i rommet beveger seg i motsatt retning fra oss, har astronomer observert at rødskiftet også øker, noe som indikerer at disse kroppene alle "flykter" fra oss raskere og raskere - noe som betyr at universet ekspanderer.
Observasjoner av rødskiftet påpekte også at jo fjernere galaksene er i verdensrommet, jo raskere beveger de seg mot kanten av det observerbare universet. Men denne informasjonen er bare en nysgjerrighet! Nå som vi har forklart hvordan vi fant ut at universet ekspanderer, hva med forvirringen mellom dets alder og dets størrelse?
En ting er en ting, en annen ting er en annen ting
Når vi snakker om en observerbar grense av universet, innebærer det at det også finnes et uobserverbart univers - som strekker seg langt utover hva tankene våre kan forstå. Bare for å gi deg en ide, er det i denne observerbare delen at du kan finne alle stjernene som eksisterer, det vil si 25 milliarder galaktiske klynger, 350 milliarder store galakser, 7 billioner dverggalakser og rundt 10 22 til 24 24 stjerner. !
Forestill deg alt dette som eksisterer i et rom på bare 13, 7 milliarder lysår i diameter. Det er her forvirringen mellom størrelsen på universet og dets alder begynner. Forutsatt at kosmos stammet fra Big Bang for nesten 14 milliarder år siden, faktisk, er det ikke alle som vet at i henhold til denne teorien begynte rom-rom i begynnelsen av å utvide seg raskere enn lysets hastighet.
Denne perioden er kjent som kosmisk inflasjon - og forklarer hvorfor universet blant annet er større enn dets alder. I følge Big Bang-teorien har Cosmos med et øyeblikk gått fra å være et ekstraordinært tett og hett sted til noe utrolig gigantisk og fullt av partikler som over tid begynte å danne alt som eksisterer.
For etter den opprinnelige inflasjonen avtok, utvidet universet seg med det, og i dag tror forskere at det fortsetter å skje takket være en mystisk (og fortsatt hypotetisk) styrke kjent som mørk energi. Men mest interessant, selv om vitenskapen fremdeles ikke kan forklare mekanismene bak utvidelse, ser det ut til at det skjer raskere enn lysets hastighet.
Og selv om vi har sagt helt i begynnelsen av saken at ingenting kan reise raskere enn lysets hastighet, bryter ikke universets ekspansjonstakt noen fysiske lover. Dette er fordi, ifølge Einsteins relativitetsteori, ingen kropp kan overskride lysets hastighet, men det betyr ikke at rom-tid ikke kan.
Så det som skjer er at faktisk galakser, stjerner, planeter og alt som eksisterer ikke reiser gjennom universet, men utvider seg sammen med det. Dette betyr at i stedet for at materien beveger seg gjennom verdensrommet, blir den "dratt" gjennom den, og som et resultat øker avstandene mellom galakser - alltid og når de ikke er nær nok til å bukke under for tyngdekraften mellom dem. (og de ender opp med å kollidere).
Hvordan er det?
For å forstå dette skikkelige skravlet, kan du tenke deg at du er på en enorm vei og ikke kan se verken begynnelsen eller slutten. Se for deg at det er mennesker nøyaktig en meter fra hverandre langs denne veien, og at du inntar "0" -stillingen. Foran deg er personen "1", etter ham, "2", "3" osv. og bak deg, "-1", "-2", "-3" og så videre - begge veier.
Men denne veien er elastisk og begynner å strekke seg gradvis i begge retninger - og du begynner å se hvordan menneskene foran og bak deg begynner å bevege deg frem og tilbake i samme takt uten å gå. . De er fremdeles på plass.
Når veien fortsetter å strekke seg, vil du legge merke til at menneskene som er lenger fra deg ser ut til å komme lenger og lenger og lenger bort - selv om de ikke har tatt et skritt. Tenk deg at en bil begynner å reise den samme veien. Når du kommer til slutten, er du enig i at ruten vil være mye lengre enn vanlig fordi veien utvides når bilen kjører langs den?
Selv om lyset har reist gjennom det i omtrent 14 milliarder år - og har reist nesten 14 milliarder lysår - er eksplosjonen som ga ut det samme lyset i løpet av den tiden. helhet. Så i stedet for at det observerbare universet er i samme størrelse som din alder, er det faktisk mye, mye større.
Anbefalt
