Давным-давно люди считали, что Земля плоская и стоит на трех слонах. С развитием естественных наук не осталось сомнений, что Земля - это шар, который вращается вокруг Солнца с другими планетами. Солнце - это такая же звезда, что и те, которые мы видим на небосводе каждую ночь. Все они входят в огромную Галактику под названием Млечный путь.
Потом оказалось, что вся вселенная заполнено такими Галактика. Между ними колоссальные расстояния в миллиарды световых лет. Если на современном космическом корабле полететь на ближайшую к нам Галактику, Туманность Андромеды, это займёт всего каких-то 50 млрд лет.
И вот тут возникает вопрос: «Насколько далеко мы можем увидеть в этом галактическом пространстве? Есть ли предел астрономических наблюдений?»
Давайте посмотрим на снимок, который сделал орбитальный телескоп Хаббл.
Это фотография маленького кусочка неба, всего лишь несколько звезд и около 10.000 Галактик. Среди них есть маленькая красненькая. Это самая удаленная Галактика, обнаруженная на данный момент. Свет от неё летел до нас больше 13 млрд лет. Представьте, насколько это удивительно, насколько колоссальное расстояние преодолели этих фотоны, чтобы попасть к нам в телескоп и отобразится на ваших мониторах.
Существует еще более дальний объект, который можно увидеть в современные телескопы. Это реликтовое излучение.
Наша Вселенная не такая уж и старая - ей 13,8 млрд. По началу она была молодая и испускал море излучение, но через 400 млн лет она остыла, расширилась и свет стал очень долго распространяться из одной точки в другую.
Реликтовое излучение - это свет, который образовался в то время и только сейчас сумел дойти до нас из самых удаленных точек нашей Вселенной. Это излучение достаточно однородное и она приходит из каждой точки небесной сферы. Но почему мы не видим это яркое излучение? Дело в том, что, пока свет распространяется до нас, он испытывает очень сильное красное смещение и превращается в радиоволны, которые могут видеть радиотелескопы.
Давайте представим себе, что Вселенная - это воздушный шар, а Галактики - это пуговицы, которые приклеена к нему. Оказывается, пространство Вселенной расширяется и, таким образом, Галактики удаляются друг от друга.
Световая волна, испущенная далёким космическим объектом, пока доходят до нас, расширяется вместе с пространством, поэтому её длина волны увеличивается. А, как мы знаем, каждой длине волны соответствует определенный цвет. Вот и получается сдвиг в красную область. Именно поэтому самая далекая Галактика имеет красный цвет. Свет, дошедшей от неё до нас, увеличил свою длину волны в 12 раз, а у реликтового излучение длина волны увеличилась в тысячу раз. Поэтому это излучение перешло в область радиочастот.
Самое интересное это то, что существует теоретический предел, дальше которого мы никогда ничего не увидим. Дело в том, что Вселенная расширяется, и чем дальше объект находится от нас, тем быстрее он удаляется. И существует расстояние, на котором объекты удаляются от нас со скоростью света. Это расстояние определяет Сферу Хаббла, за которой объекты удаляется от нас быстрее, чем скорость света. Но это не противоречит теории относительности, потому что это происходит не из-за движения объектов, а из-за расширения пространства, в которые эти объекты вклеены, а пространства может расширяться так, как ему угодно. И если сверхсветовая Галактика испустит фотон в нашу сторону, вроде как получается, что он никогда нас не достигнет. К счастью, Сфера Хаббла расширяется, и поэтому фоны от световых галактик всё-таки попадут в неё.
Как видите, существует сверхсветовая область пространства, фотоны из которых всё-таки смогут достичь нас и мы сможем увидеть эти объекты. Она ограничивается Горизонтом частиц, и вот дальше него, уже действительно, ничего не видно, потому что объекта за ним удаляются слишком быстро. Горизонт частиц образуется сферу, радиусом более 46 млрд световых лет. Получается, что видимая Вселенной - это шар, диаметр которого 93 млрд световых лет. Так что, хотя Вселенная бесконечна, мы никогда не сможем заглянуть во все уголки, и видим только лишь её кусочек.
