Eðlisfræði
Lestími: 3 mínútur
Hve víður er alheimurinn?
Stjörnufræðingar giska á að vídd alheimsins sé 93 milljarðar ljósára, en telja skekkjumörkin um 10%. Þá ætti 84-102 milljarðar ljósára að vera nokkuð öruggt svar.
Vísindamenn hafa náð að greina þessi mörk þrátt fyrir að aldur alheimsins sé um 13,8 milljarðar ára og þrátt fyrir að ljóshraðinn sé mesti mögulegi hraði.
Skýringin felst í því að alheimurinn er stöðugt að þenjast út.
Hugsum okkur stjörnuþokuþyrpingu í 87 milljóna ljósára fjarlægð frá jörðu. Ljósið byrjar vegferð sína þaðan og í átt til jarðar, en þar eð alheimurinn þenst út, lengist leiðin og ljósið þarf því á endanum að fara lengri leið en vegalengdin var í upphafi.
Þar með þarf ljósið að fara lengra en 87 milljón ljósár.
Reyndar er fjarlægðin orðin 173 milljón ljósár þegar ljósið nær loksins alla leið til okkar.
Og hversu langt hefur ljósið þá ferðast? Svarið er: Einhvers staðar á bilinu 87-173 ljósár.
Við þurfum að beita sömu hugsun um afganginn af alheiminum og það ljós sem allra fyrstu stjörnuþokurnar gáfu frá sér.
Víkkun alheimsins og þar með lenging vegalengdarinnar ræðst af skiptingu efnis og orku.
Rautt ljós sýnir vídd alheimsins
Vídd alheimsins er mæld með svonefndri rauðhliðrun sem stafar af útvíkkum alheimsins.
Ljós leggur af stað
Ljós leggur af stað frá stjörnuþoku sem stödd er í útjaðri hins sýnilega alheims. Alheimurinn þenst út og vegalengdin, sem ljósið þarf að leggja að baki, lengist stöðugt.
Ljósið verður rautt
Þar eð stjörnuþokan hreyfist í áttina frá okkur, tognar á ljósinu á leiðinni til jarðar. Þegar ljósbylgjurnar lengjast verða þær rauðleitari og því kallast fyrirbrigðið rauðhliðrun.
Hliðrun sýnir vídd
Því lengri sem bylgjulengdir ljóssins verða, því rauðleitara verður ljósið sem við sjáum og þeim mun lengri leið hefur það farið. Þess vegna má reikna vídd alheimsins út frá rauðhliðruninni.
Ef öll orka í alheiminum væri í formi geislunar, þá væri það ljós sem nú berst til jarðar eftir 13,8 milljarða ljósára leið, komið frá himinhnöttum sem nú væru komnir í 27,6 milljarða ljósára fjarlægð.
Væri einungis efni í alheiminum, væri ljós sem nær til jarðar eftir 13,8 milljarða ljósára ferð, komið frá himinhnöttum sem nú eru 41,4 ljósár í burtu.
Geislun og efni ásamt svokallaðri myrkri orku gefur hina raunverulegu niðurstöðu – fjarlægð upp á 46,5 milljarða ljósára til fjarlægustu sýnilegra staða í alheiminum. Og það er um leið fjarlægð jarðar frá ytri mörkum hins sýnilega alheims.
Heildarvídd alheimsins fæst með því að margfalda þá tölu með tveimur, sem sagt 93 milljarðar ljósára.
29.03.2021
