Питам се, питам

ГДЕ ЈЕ НАЈДАЉА ГАЛАКСИЈА?

Прочитао сам из разних извора да је најудаљенија галаксија око 30 милијарди светлосних година далеко од нас. Како је то могуће, када је васиона стара само 13,7 милијарди година? Њена брзина била би већа од светлосне…

ВУК, Београд

Захваљујући васионском телескопу „Хабл” (HST), пре нешто више од годину дана откривена је до сада најдаља галаксија. Због свог рекордног црвеног помака од 11,1 названа је GN-z11 (z  је ознака за црвени помак), што такође значи да је од Земље удаљена око 32 милијарде светлосних година. Њено откриће је одушевило, али истовремено и збунило астрономе. GN-z11 је настала само око 400 милиона година после Великог праска и зачуђујуће је како је тако масивна галаксија могла да се образује само 200 до 300 милиона година после рађања првих звезда у васиони.
Нама најближа галаксија је Андромеда, с милијардама звезда и обликом који је сличан нашем Млечном путу. Све њене звезде удаљене су око 2,5 милиона светлосних година од Земље, што значи да је њихова светлост путовала 2,5 милиона година до нас и да их данас видимо какве су тада биле. У целој васиони има много галаксија попут Млечног пута и Андромеде, а користећи најмоћније телескопе астрономи успевају да ухвате и светлост галаксија старијих од 13 милијарди година. Светлост путује највећом брзином, па ако је васиона стара око 13,8 милијарди година, то онда значи да не можемо да видимо ништа што је даље од 13,8 милијарди светлосних година, зар не?
   Погрешно! Једна од необичних особина васионе јесте да се она шири, тачније, да се шири сам њен простор. Током времена, њене галаксије и звезде размицале су се једне од других све више, као мрље на површини неког балона који се стално надувава. Зато су најудаљенија васионска тела некада била много ближа једна другима, па и нама, него што су данас. Поготово што изгледа да је то ширење било врло нагло на самом почетку постојања васионе и што може да се одиграва на готово свим брзинама – укључујући и брзине веће од брзине светлости! Посматрања далеких галаксија управо на то указују – да се оне међусобно удаљавају брзином већом од брзине светлости. Могу ли галаксије то да раде, а да се не угрози важна тврдња Ајнштајнове теорије релативности да ништа не може да премаши брзину светлости у вакууму? Могу!
   Да бисмо то разумели, размотримо „границу” брзине светлости. Колико нам је познато, она не може да се премаши унутар неког „референтног система инерције” (тамо где важи Први Њутнов закон инерције). Међутим, ширење васионе је ширење самог њеног простора и није референтни систем инерције. Васионска тела се (убрзано) размичу, удаљавају, а за две галаксије на врло великим даљинама исход је кретање брже од брзине светлости. 

Узимајући све ово у обзир, астрономи су израчунали да се ивица „видљиве васионе” сада налази на око 46,5 милијарди светлосних година далеко од нас, што значи да је та раздаљина вишеструко повећана због ширења васионе. Удвостручавањем те вредности добија се сфера пречника 93 милијарде светлосних година. Тако, иако нисмо у средишту васионе, налазимо се у средишту те лопте која означава наш, видљиви део васионе. А њена запремина је најмање 420.000.000.000.000 кубних светлосних година!
   Ове вртоглаве бројке исход су више различитих поступака мерења и научних сазнања стицаних вековима. Ипак, оне су и даље под извесном сумњом. Тако, на пример, због велике сложености начина да се открију неке од најстаријих галаксија, астрономима није јасно како су те галаксије могле да настану тако брзо после Великог праска. Једна од могућности јесте да се негде у њиховим прорачунима поткрала нека грешка. А ако се једна „пречка” на „лествици космичких даљина” налази на погрешном месту, за рецимо 10 одсто, онда ће и све остало бити погрешно за 10 одсто јер је међусобно повезано.

Због тога, када говоре о великим свемирским даљинама, астрономи и астрофизичари избегавају да користе јединице за даљину, већ радије употребљавају временске, које их повезују са историјом васионе. На пример, после колико времена од Великог праска је настала нека галаксија (колико је стара) или колики јој је „црвени помак” (померање спектралних линија њене светлости према црвеном делу спектра, настало због велике даљине и њеног удаљавања од нас).
   Пошто је брзина светлости коначна, постоје делови васионе који су толико далеко да светлост није имала времена да стигне до нас током целе досадашње повести васионе. Тај део васионе не можемо да видимо, па ни да сазнамо какав је и колики је. О томе постоје само грубе претпоставке, у зависности од различитих теорија. Међу њима је и она да је „цела“ васиона око 250 пута већа од видљиве.