Czy kosmos trwa wiecznie?
The Conversation prosi dzieci o nadsyłanie pytań, na które chcieliby, aby odpowiedział ekspert. Conrad z Sydney, lat 6, chce wiedzieć, czy kosmos trwa wiecznie. Poprosili astronoma o wyjaśnienie.
Kosmos prawdopodobnie trwa wiecznie, ale prawda jest taka, że nie wiemy. W każdym razie jeszcze nie teraz. To właśnie czyni to pytanie doskonałym, ponieważ nauka polega na znajdowaniu odpowiedzi na rzeczy, których jeszcze nie znamy.
Co więc wiemy o przestrzeni kosmicznej? Wiemy, że jest duża, naprawdę duża. Jest wystarczająco duży, aby pomieścić Ziemię i wszystkie inne planety. Jest wystarczająco duża, aby zawierać Słońce i wszystkie gwiazdy, które widzimy w nocy.
Nie tak dawno temu ludzie myśleli, że kiedy patrzą w nocne niebo, widzą cały kosmos. Tak było do czasu, gdy pojawił się Edwin Hubble. Był on amerykańskim astronomem i to, co odkrył, było tak niesamowite, że NASA nazwała jego imieniem słynny Kosmiczny Teleskop Hubble’a.
Gwiazdy daleko, daleko
Prawie 100 lat temu astronom Hubble przyglądał się małym, rozmytym plamom światła ukrytym wśród wszystkich gwiazd, które widzimy. Nikt nie był do końca pewien, czym one są, ale Hubble odkrył, że te plamy światła składają się z gwiazd i co ważniejsze, są bardzo odległe.
Galaktyka Andromedy jest wypełniona gwiazdami znajdującymi się poza naszą Drogą Mleczną. Adam Evans
Dzięki temu jednemu odkryciu nasze wyobrażenie o kosmosie eksplodowało.
Gwiazdy, które widzimy na nocnym niebie, są częścią Galaktyki Drogi Mlecznej. To galaktyka, do której należymy.
Plamy światła, które badał Hubble, to inne galaktyki – każda z nich wypełniona gwiazdami, planetami i wieloma innymi rzeczami. Niektóre galaktyki są mniejsze od naszej Drogi Mlecznej, a inne większe.
Kosmos był o wiele większy, niż ktokolwiek sobie wyobrażał.
Słońce jest jedną z miliardów gwiazd w Galaktyce Drogi Mlecznej. Caltech
Jak zobaczyć na zawsze?
Kosmos jest duży, ale czy trwa wiecznie? Problem w tym, że nie możemy widzieć wiecznie. Istnieje granica tego, ile przestrzeni możemy zobaczyć, tak jak nie możemy wyjść poza nasze drzwi frontowe i zobaczyć każdego miasta w Australii.
Część przestrzeni, którą możemy zobaczyć, nazywa się obserwowalnym wszechświatem. Zawiera on całe światło, jakie kiedykolwiek będziemy w stanie zobaczyć (ponieważ kiedy patrzymy w przestrzeń, szukamy głównie światła).
Obserwowalny wszechświat można nawet zmierzyć. Ma 93 miliardy lat świetlnych od jednej strony do drugiej. To odległość, o której nawet astronomom trudno jest myśleć. To tak, jakbyśmy zrobili około 300 000 okrążeń naszej Galaktyki Drogi Mlecznej, a przecież nasze Słońce w ciągu całego swojego życia zrobiło tylko 20 okrążeń. Albo czy możesz sobie wyobrazić okrążenie Ziemi 20 milionów trylionów razy?
Całe światło, które widzimy jest częścią naszego obserwowalnego wszechświata. Avi Solomon/flickr
Co więcej, obserwowalny wszechświat jest skupiony na nas, ponieważ jesteśmy w jego centrum, patrząc w przestrzeń kosmiczną. Obcy na innej planecie, w odległej galaktyce, miałby swój własny obserwowalny wszechświat. Można by pomyśleć, że każdy z nas znajduje się w swoim własnym bąbelkowym wszechświecie.
Jeśli nasze dwa bąbelki nałożyłyby się na siebie, wtedy obcy zobaczyłby niektóre z tych samych rzeczy, które my widzimy. Ale co z miejscami, które są poza naszą bańką? Czy obcy zobaczyłby pustkę na skraju przestrzeni?
Nie, prawdopodobnie nie. Bardziej prawdopodobne jest to, że zobaczyliby część przestrzeni, której my nigdy nie będziemy w stanie zobaczyć.
W teorii przestrzeń kosmiczna trwa i trwa…
Dlaczego więc naukowcy uważają, że przestrzeń kosmiczna trwa wiecznie? Dzieje się tak z powodu kształtu przestrzeni. Nasza część przestrzeni, czyli obserwowalny wszechświat, ma szczególny kształt: jest płaska.
To oznacza, że gdybyście ty i twój przyjaciel mieli swój własny statek rakietowy i obaj wystartowali i podróżowali w linii prostej, w nieskończoność, nigdy byście się nie spotkali. W rzeczywistości, zawsze pozostawalibyście w dokładnie takiej samej odległości od siebie, w ramach obserwowalnego wszechświata.
Jeśli kształt przestrzeni jest płaski, to dwie rakiety nigdy przenigdy się nie spotkają. NASA/Troy Cryder
Ale to naprawdę szczególny przypadek. Gdyby przestrzeń miała inny kształt, mogłoby się wydarzyć wiele rzeczy. Twoje dwie rakiety, podróżujące w linii prostej, mogłyby w końcu skrzyżować ścieżki, albo mogłyby się bardzo zbliżyć, ale nigdy nie spotkać, albo być może poszłyby w przeciwnym kierunku i dryfowałyby od siebie.
Ale tylko płaska przestrzeń utrzyma rakiety dokładnie od siebie.
Naukowcy mają pomysł, jak rozwiązać ten szczególny problem płaskości. I co ważne, ich pomysł rozwiązuje również kilka innych problemów, aby wyjaśnić, dlaczego przestrzeń wygląda dokładnie tak, jak ją widzimy.
Gdy jeden pomysł rozwiązuje wiele problemów, naukowcy nazywają go teorią. Oznacza to, że możemy być na dobrej drodze do znalezienia odpowiedzi.
Teoria mówi, że przestrzeń musi być naprawdę, naprawdę duża, ale możemy zobaczyć tylko jej małą część, a ta część wygląda wyjątkowo i płasko. To trochę tak, jak Ziemia wydaje się płaska, chyba że jesteś astronautą unoszącym się w przestrzeni. Tam w górze widać o wiele więcej Ziemi, co pozwala dostrzec, jak się ona zakrzywia.
Założę się, że przestrzeń kosmiczna trwa wiecznie. Może pewnego dnia nauka pomoże nam powiedzieć, czy to prawda.
Kiedy widzisz znacznie więcej Ziemi, przestaje ona być płaska. NASA/Reid Wiseman
Witajcie, ciekawskie dzieciaki! Jeśli masz pytanie, na które chciałbyś uzyskać odpowiedź od eksperta, poproś osobę dorosłą o wysłanie go na adres [email protected]. Upewnij się, że podasz swoje imię, wiek (i, jeśli chcesz, miasto, w którym mieszkasz). Wszystkie pytania są mile widziane – poważne, dziwne lub szalone!
Tanya Hill, Honorary Fellow of the University of Melbourne and Senior Curator (Astronomy), Museum Victoria. Ten artykuł został pierwotnie opublikowany w The Conversation. Przeczytaj oryginalny artykuł.