Существует понятие наблюдаемой вселенной, линия водорода в наблюдаемых спектрах не везде находится на своём месте, а где-то оказывается смещённой к более длинным волнам. Эта величина для стандартных спектральных линий называется красным смещением
Наблюдаемое распределение красного смещения сходится с пространственно-временным расстоянием
где ds3 - расстояние в псевдоевклидовом пространстве, c - релятивистская постоянная, a - коэффициент масштаба, являющийся возрастающей функцией от времени, и определяемый по красному смещению. Наблюдение красного смещения заканчивается на расстоянии, оцениваемом примерно в 13,7 млрд световых лет, сменяясь тепловым излучением абсолютно чёрного тела с температурой около 2K, именуемым реликтовым излучением.
Экстраполяция наблюдаемого расширения вселенной приводит к условиям плазмы до названного выше момента, которые называют периодом нуклеосинтеза, и расчёты для него имеют хорошее сходство с наблюдаемым количеством водорода и гелия. Но непрозрачность плазмы для электромагнитного излучения исключает возможность его использования для наблюдения предшествующего периода эволюции вселенной, с чем и связано понятие наблюдаемой вселенной.
В настоящее время о ненаблюдаемой вселенной неизвестно почти ничего. Более того, гипотетический космический корабль даже с неограниченным количеством топлива не смог б оказаться в ненаблюдаемой вселенной. Согласно СТО импульс равен
соответственно, для достижения скорости света потребуется сообщить бесконечный импульс, что невозможно. Разумеется, речь идёт именно о скорости в инерциальной системе отсчёта, которой приблизительно является пространство наблюдаемой вселенной. С точки зрения времени на самом космическом корабле его скорость может быть сколь угодно большой, но это время будет отличаться от времени инерциальной системы отсчёта на величину знаменателя импульса, и именно по этому времени край наблюдаемой вселенной будет отдаляться со скоростью света. Т. е. получается, что сколько не ускорялся б космический корабль, а край наблюдаемой вселенной всё равно будет отдаляться быстрее.
Но методы наблюдения остальной вселенной всё ж теоретически возможны, если использовать другие носители информации, чем электромагнитные волны. Например, нейтрино могут без затруднений проходить сквозь плазму. В настоящее время методы обнаружения нейтрино основаны либо на превращении определённых изотопов в другие элементы за счёт превращения нейтронов в протоны, либо на сопутствующем электромагнитном излучении при сверхсветовой скорости нейтрино в некоторой среде. Второй метод позволяет регистрировать лишь нейтрино релятивистских скоростей, но зато позволяет точнее определять их траектории. Но даже в этом случае точность направления траектории в десятые доли градуса пока что находится на грани достижимого, в то время как оптические телескопы уже выходят на угловые миллисекунды.
Но не только в этом сложность наблюдений на основе нейтрино. Низкая точность относится и к определению исходной скорости, и к соотношению типов нейтрино. Кроме того, даже эта информация позволяет сделать весьма немногие выводы. В настоящее время нет никаких надёжных способов установить происхождение нейтрино, нет полноценного аналога красного смещения. Возможно, дальнейшее увеличение угловой точности позволит выявлять закономерности в зависимости от источников.
И добавляется достижение последнего десятилетия - обнаружение гравитационных волн. Наблюдение гравитационных волн от слияния нейтронных звёзд под обозначением GW170817 было заодно зафиксировано телескопом, работающем в рентгеновском диапазоне электромагнитных волн. При расстоянии до источника около 130 млн световых лет разница между моментами наблюдения яркой вспышки рентгеновских лучей и обнаружением гравитационных волн составила несколько секунд, что позволяет делать вывод, что скорость распространения гравитационных и электромагнитных волн совпадает. Современные детекторы не могут обнаружить реликтовые гравитационные волны, но с течением времени это, скорее всего, станет возможным. Распространение гравитационных волн согласно ОТО не ограничивается существовавшими в ранней вселенной условиями, например, кварк-глюонной плазмой. Возможно, наблюдения реликтовых гравитационных волн позволят выявить границы применимости ОТО и узнать новые факты об устройстве вселенной.
