Universet er enstor sted, og det er svært at forstå den enorme størrelse i betragtning af vores endelige ideer om afstand her på Jorden. På grund af dette er det svært at bestemme et svar på "hvor stort" nøjagtigt. Forsøg på at finde ud af universets enorme størrelse involverer dog et par nøglefaktorer. Man forstår et par nøglefakta om, hvordan rummet opfører sig, samtidig med at man indser, at det, vi ser, kun er det "observerbare univers." Vi kender måske ikke rigtig den rigtige størrelse affaktiskehelt ærligt, vi kan bare ikke se det.
Så hvad der ligger ud over det observerbare univers, forbliver et mysterium og åbner således helt nye spørgsmål om, hvad der ligger uden for vores synsfelt - hvilket også tilfældigvis er genstand for mange astrofysikers undersøgelser. Her vil vi prøve at nedbryde det i enkle vendinger for at forsøge at analysere, hvad der faktisk er et af videnskabens mest komplekse spørgsmål. Men først nogle grundlæggende om, hvordan vi måler afstand i rummet.
Brug lys til at finde ud af det
Den nemmeste måde at måle afstanden i rummet på er ved hjælp af lys. På grund af den måde, hvorpå lys bevæger sig, ved du måske ikke, at når du ser til himlen, er det, du ser, faktisk ikke, hvordan objektet faktisk ser ud lige nu i rummet. I stedet for er det bogstaveligt talt taget år, århundreder - endda evigheder - for lys fra den fjerne genstand at komme til Jorden.
Lys bevæger sig med en hastighed på 186.000 miles i sekundet, men for så store rumafstande er det andet ikke en god målemetode. Astronomer brugerlysår i stedet for at tale afstand. Et enkelt lysår svarer til cirka seks billioner miles, og det giver ikke kun en idé om afstand, men hvor lang tid det tager for lys fra objektet at nå dig.
NASA NASA I meget mindre målestok anvender vi dette på vores egen sol. I gennemsnit er solen omkring 93 millioner miles væk. Hvis du havde det rigtige teleskop (og briller) til at se vores sol, ser du faktisk den måde, den så ud for otte minutter siden. Proxima Centauri? Det lys er fra fire år siden. Og mens Betelgeuse forventes at gå supernova snart, hvis det gjorde det i dag, ville vi ikke vide det før midten af det 27. århundrede - ingen vittighed.
Lys og dets egenskaber har spillet en afgørende rolle i at lære, hvor stort vores univers er, og lige nu - ud fra hvad vi kan fortælle - er kanten af det observerbare univers ca. 46 milliarder lysår fra selve Jorden. Men hvordan kom vi derhen? Det er ved en proces, som astronomer og fysikere kalder "kosmisk afstandsstige".
Den kosmiske afstandsstige
Teleskoper er blot en del af at finde ud af den kosmiske afstand, og tingene bliver mere komplekse, når vi sigter mod at måle objekter længere og længere ud. Radioteleskoper klarer sig godt ved indledende observationer inde i vores solsystem for at måle afstanden og tilbyder ret ret præcise resultater, men når du først er flyttet ud af vores solsystem, er radioteleskoper bare ikke praktiske. På grund af dette henvender astronomerne sig nu til noget, der kaldes parallaks.
En nem måde at forstå parallax er ved at bruge dine egne øjne. Se på en genstand ved at dække det ene øje, og dæk derefter det modsatte øje. Så du objektet "bevæge sig?" Dette skift kaldes parallax, og det kan bruges til at beregne en afstand. Systemet fungerer godt for vores nærmeste himmelske naboer, men når du bevæger dig forbi ca. 100 lysår, er skiftet så umærkeligt, at der er behov for en anden metode.
Denne næste metode kaldes nogethovedsekvens montering og det er afhængig af vores viden om, hvordan stjerner af en bestemt størrelse ændrer sig over tid. Det ser på lysstyrken og farven på stjerner længere ude og sammenligner dem med tættere stjerner for at forsøge at måle dens afstand. Men igen har dette også grænser og fungerer kun for stjerner i vores egen galakse eller de omkring 100.000 lysår væk.
For at gå endnu længere ud stoler astronomer på en metode kendt somCepheid-variabler. Baseret på Henrietta Swan Leavitt's opdagelse fra 1908, der dikterer, at en bestemt type stjerne varierer dens lysstyrke over tid. Disse variationer - enten hurtige eller langsomme - vedrører, hvor lyse de er. Med dette i tankerne har astronomer været i stand til at bruge hovedsekvenstilpasningskonceptet til at estimere afstande - nogle så langt som endda 10 millioner lysår væk.
Men vi er stadig ikke i nærheden af, hvor vi skal være for at finde ud af de store afstande i vores univers. For det vender vi os endelig til et koncept kendt somrødskiftsom giver os det nødvendige interval til at måle størrelsen på vores univers. Redshift ligner meget den måde, Doppler-effekten fungerer på. Forestil dig, at du sidder ved en jernbaneovergang. Har du nogensinde bemærket, hvordan et togs horn ser ud til at ændre sig i tonehøjde, øges når det kommer tættere og falder, når det kommer længere væk?
Space Exploratorium Space Exploratorium Lys fungerer på en lignende måde. Se på en spektrograf og læg mærke til dens mørke linjer. Dette skyldes, at farver absorberes af elementer i og omkring lyskilden. Jo mere disse linjer skiftes til de røde dele af spektret - således udtrykket - jo længere væk er objektet. Det er også en indikation af, hvor hurtigt objektet bevæger sig væk fra os.
Det er her, hvor vi endelig får vores svar. Det mest rødskiftede lys kommer fra galakser, der er cirka 13,8 milliarder år gamle.
Alder er ikke alt
Selvom det måske er let at tænke, at kanten af vores observerbare univers kun er 13,8 milliarder lysår i radius fra Jorden, mangler du en vigtig del af historien. I løbet af disse 13,8 milliarder år har universet fortsat ekspanderet efter Big Bang. Hvad dette betyder er, at den faktiske størrelse af vores univers er meget, meget større end vores indledende måling.
At finde ud af dette tager anden forskning i betragtning, herunder hvad vi ved om, hvor hurtigt universet har ekspanderet siden Big Bang. Fysikere har netop gjort dette og mener nu, at radiusen af det observerbare univers nu er omkring 46,5 milliarder lysår væk.
Det er dog også værd at nævne, at vores beregninger er baseret på, hvad der faktisk er synligt og set. De fjerneste galakser i vores univers er for velformede til, at de lige er dukket op direkte efter Big Bang, hvilket skaber en helt ny gåde.
Så hvad nu?
Måske ser vi ikke det hele
Dette endnu uforklarlige problem åbner op for et helt nyt sæt problemer. Nogle har forsøgt at ekstrapolere, hvor lang tid det tog for de alt for velformede fjerne galakser at udvikle sig, såsom forskere ved Oxford University i Det Forenede Kongerige, der vurderede, at hele universet kunne være så stort som 250 gange størrelsen af vores observerbare univers. Prøv at pakke dit hoved rundt om det.
Imidlertid tror nogle på en endnu skørere teori, der antyder, at vores univers kan være et af et uendeligt antal andre universer - dette er kendt som et multivers. Dette emne i sig selv ville kræve en helt anden artikel, hvis vi endda ville prøve at ridse overfladen omkring de grundlæggende principper, der hører til teorien. Så mens vi kan måle grænserne for det observerbare univers, har vi ingen idé om, hvad der er ud over det.
Selvfølgelig betyder det ikke, at forskere ikke prøver at finde ud af det. Med andre ord? Det kan vi kun gætte hvor stort universet er, og forskere har måske aldrig et nøjagtigt svar på grund af alle de mulige faktorer, der spiller.
