Вот сколько видимого света есть в известной вселенной.
Вселенная началась около 13,7 миллиардов лет назад, и первые несколько сотен миллионов лет была бесформенной и пустой, перефразируя одно популярное описание. Затем Вселенная сказала (метафорически): "Да будет свет", и появился свет в виде звезд.
С тех пор Вселенная стала машиной, создающей звезды, создавая триллион триллионов звёзд (это настоящее число), разбросанных по двум триллионам галактик. И теперь ученым удалось измерить еще более поразительное количество: общее количество всего видимого звездного света, который когда-либо создавала Вселенная.
Когда в июне 2008 года космический гамма-телескоп Ферми НАСА был выведен на орбиту, ученые надеялись, что он научит их больше узнавать об эволюции звезд за пределами галактики Земли, большинство из которых находятся вне досягаемости любого телескопа, доступного в настоящее время. Телескоп Ферми может дать подсказки об этих самых далеких звездах путем измерения излучаемого света.
Эти звезды лежат в так называемом "внегалактическом фоновом свете", который НАСА описывает как "космический туман" всего ультрафиолетового, видимого и инфракрасного света, излучаемого звездами Вселенной. Любой звездный свет, который выходит из исходящей галактики - включая наш собственный - в конечном счете становится частью этого фонового света. Когда гигантские черные дыры в далеких галактиках высвобождают струи энергичных частиц в направлении Земли, фотоны в этих струях оставляют заметные отпечатки в космическом тумане.
Как подробно описано в новой статье в журнале Science, астрофизики из Клемсоновского университета, используя данные прибора Большого территориального телескопа Ферми, смогли измерить, сколько света было в тумане с течением времени. Они вычислили количество видимого света выпущенного во вселенную звездами со времени начала вселенной: 4 фотонов x 10^84.
Или, если хотите, 4.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000 фотонов.
Люди никогда не видели и не увидят подавляющую часть этого света. Лишь крошечное количество звездного света, исходящего за пределами Млечного Пути, фактически достигает Земли: эквивалент, объяснил астрофизик Клемсона Марко Аджелло, одной 60-ваттной лампочки, которую можно увидеть в полной темноте с расстояния около 2,5 миль. Но это не значит, что это не имеет значения.
" Блазары присутствуют далее, но мы не можем их выявить, вследствие того собственно что высокоэнергетические гамма-лучи, которые они испускают, очень ослаблены ЭБЛ, когда они попадают к нам - так ослаблены, собственно что наши приборы мало чувствительны, дабы обнаружить их".
Таким образом, выяснив, сколько гамма-лучей с разной энергией останавливают фотоны, мы можем увидеть, сколько ЭБЛ-фотонов находится между нами и далекими блазарами.
Ученые только что объявили, что они могут видеть, как ЭБЛ изменяется с течением времени. Поглядывая дальше во Вселенную, как мы говорили ранее, мы получаем нечто вроде машины времени. Итак, чем дальше назад мы увидим, как гамма-лучи исчезают, тем лучше мы сможем отобразить изменения ЭБЛ в более ранних эпохах.
Чтобы получить техническую информацию, вот как это сделали астрономы:
- Сравнить результаты гамма-излучения космического гамма-телескопа Ферми с интенсивностью рентгеновских лучей, измеренной несколькими рентгеновскими обсерваториями, в том числе рентгеновской обсерваторией Чандры, экспедицией "Скоростной гамма-всплеск", рентгеновским хронометристом Росси и рентгеновским прибором Ньютон. Это позволило астрономам выяснить, какие яркости блестят при различных энергиях.
- Сравнивая эти измерения с измерениями, полученными с помощью специальных телескопов на земле, которые могут смотреть на реальный "гамма-поток", получаемый Землей от этих блазарей. (Гамма-лучи уничтожаются в нашей атмосфере и производят поток субатомных частиц, что-то вроде "звукового бума", называемого черенковским излучением).
Астрономы добавили, что измерения, которые мы имеем в данной работе, сделаны примерно так давно, как мы можем видеть сейчас.
"5 млрд лет обратно - это наибольшее расстояние, которое мы можем прощупать с поддержкой нашей прогрессивной технологии", - сказал основной создатель заметки Альберто Домингес.
Излучение, высвобожденное в то время, сначала было таким же горячим, как и его источник: высокоэнергетические гамма-лучи. Но вселенная старая, а вселенная холодная, и после всех этих эонов, расширение вселенной простирается вниз, в микроволновую полосу, где она находится сегодня.