Obsah:
Jak se technologie vyvíjela, astronomové jsou schopni ohlédnout se v čase do okamžiků těsně po velkém třesku. Mohlo by se zdát, že to znamená, že celý vesmír leží v našem pohledu. Ale velikost vesmíru závisí na řadě věcí, včetně jeho tvaru a rozpínání. Jak velký je vesmír? Pravda je, že vědci na to nemohou dát číslo.
Pozorovatelný vesmír
V roce 2013 vydala vesmírná mise Planck Evropské vesmírné agentury dosud nejpřesnější a nejpodrobnější mapu nejstaršího světla vesmíru. Mapa odhalila, že vesmír je starý 13,8 miliardy let. Planck vypočítal věk studiem kosmického mikrovlnného pozadí.
"Kosmické mikrovlnné světlo na pozadí je cestovatelem z daleké a dávné minulosti," uvedl v prohlášení Charles Lawrence, americký projektový vědec mise v laboratoři Jet Propulsion Laboratory NASA v Pasadeně v Kalifornii. "Když dorazí, vypráví nám o celé historii našeho vesmíru."
Kvůli spojení mezi vzdáleností a rychlostí světla to znamená, že vědci se mohou podívat na oblast vesmíru, která leží 13,8 miliardy světelných let daleko. Jako loď v prázdném oceánu mohou astronomové na Zemi otočit své teleskopy na 13,8 miliardy světelných let v každém směru, což staví Zemi do pozorovatelné koule o poloměru 13,8 miliardy světelných let. Slovo „pozorovatelný“je klíčové; koule omezuje to, co vědci mohou vidět, ale ne to, co tam je.
Ale ačkoli se zdá, že koule má průměr téměř 28 miliard světelných let, je mnohem větší. Vědci vědí, že vesmír se rozpíná. Zatímco tedy vědci mohli vidět skvrnu, která ležela 13,8 miliardy světelných let od Země v době velkého třesku, vesmír se během svého života dále rozpínal. Pokud by k inflaci docházelo během života vesmíru konstantní rychlostí, ta samá skvrna je dnes vzdálená 46 miliard světelných let, takže průměr pozorovatelného vesmíru je koule asi 92 miliard světelných let.
Vycentrování koule na polohu Země ve vesmíru by mohlo zdát, že lidstvo se dostává do středu vesmíru. Nicméně, stejně jako ta samá loď v oceánu, nemůžeme říct, kde ležíme v obrovském rozpětí vesmíru. To, že nevidíme zemi, neznamená, že jsme uprostřed oceánu; to, že nevidíme okraj vesmíru, neznamená, že ležíme ve středu vesmíru.
Ještě větší?
Vědci měří velikost vesmíru nesčetnými různými způsoby. Mohou měřit vlny z raného vesmíru, známé jako baryonické akustické oscilace, které vyplňují kosmické mikrovlnné pozadí. K měření vzdáleností mohou také použít standardní svíčky, jako jsou supernovy typu 1A. Tyto různé metody měření vzdáleností však mohou poskytnout odpovědi.
Jak se mění inflace, je také záhadou. Zatímco odhad 92 miliard světelných let vychází z myšlenky konstantní míry inflace, mnoho vědců si myslí, že se míra zpomaluje. Pokud se vesmír během inflace rozpíná rychlostí světla, mělo by to být 10^23 neboli 100 sextilionů.
Místo jedné metody měření provedl tým vědců pod vedením Mihrana Vardanyana z Oxfordské univerzity statistickou analýzu všech výsledků. Pomocí bayesovského modelování průměrování, které se zaměřuje na to, jak je pravděpodobné, že model bude správný vzhledem k datům, spíše než se ptát, jak dobře samotný model odpovídá datům. Zjistili, že vesmír je nejméně 250krát větší než pozorovatelný vesmír, neboli má v průměru nejméně 7 bilionů světelných let.
"To je velké, ale ve skutečnosti přísněji omezeno než mnoho jiných modelů," podle MIT Technology Review, který jako první informoval o příběhu z roku 2011.
Tvar vesmíru
Velikost vesmíru závisí do značné míry na jeho tvaru. Vědci předpověděli možnost, že vesmír může být uzavřený jako koule, nekonečný a negativně zakřivený jako sedlo, nebo plochý a nekonečný.
Konečný vesmír má konečnou velikost, kterou lze měřit; tak by tomu bylo v uzavřeném sférickém vesmíru. Ale nekonečný vesmír z definice nemá žádnou velikost.
Podle NASA vědci vědí, že vesmír je plochý s chybou pouze asi 0,4 procenta (stav z roku 2013). A to by mohlo změnit naše chápání toho, jak velký je vesmír.
"To naznačuje, že vesmír je co do rozsahu nekonečný, ale protože vesmír má konečné stáří, můžeme pozorovat pouze konečný objem vesmíru," uvádí NASA na svých webových stránkách. "Vše, co můžeme skutečně uzavřít, je, že vesmír je mnohem větší než objem, který můžeme přímo pozorovat."
