Danas do nas svakodnevno stižu informacije o otkrićima nebeskih tijela koja su udaljena stotinama, ili čak milijardama svjetlosnih godina. U takvoj situaciji nameće se pitanje možemo li si i kako predočiti stvarne razmjere svemira, barem onog vidljivog.

Mliječna staza

Krenimo od naše galaksije. Ako zamislimo da je Sunce veliko poput novčića penija, dakle negdje između 20 i 50 lipa, najbliža zvijezda Alpha Centauri bila bi udaljena oko 563 kilometra, malo manje od dužine ceste od Zagreba do Dubrovnika.

Svaki pokušaj da si predočimo udaljenosti veće od ove ubrzo postaje problematičan. Primjerice, promjer Mliječne staze bio bi 12 milijuna kilometara, što je 30 puta više od razdaljine između Zemlje i Mjeseca. Takve nadljudske dimenzije vrlo je teško i zamisliti. No definiranje astronomskih mjernih jedinica poput svjetlosne godine, parseka ili crvenog pomaka pomaže nam da dobijemo barem neke predodžbe o njima.

U galeriji slika dolje predstavljamo vam neke od najudaljenijih objekata i pojava u svemiru.

Prije svega treba istaknuti da zapravo nitko ne zna točno koliko je svemir velik. Mogao bi biti beskonačan, no mogao bi i imati granice, što zapravo znači da bismo putujući pravocrtno u jednom smjeru konačno završili na mjestu s kojeg smo krenuli kao da smo putovali po površini kugle. Znanstvenici se još ne mogu složiti oko toga kakav oblik ima svemir, međutim jednu stvar možemo izračunati prilično precizno – koliko daleko možemo vidjeti. Svjetlost putuje ograničenom brzinom, a budući da je svemir star oko 13,7 milijardi godina, logično je zaključiti da su najudaljenija mjesta koja možemo vidjeti od nas udaljena 13,7 milijardi svjetlosnih godina. No to nije točno. Naime, svemir se stalno širi. Ova ekspanzija može se odvijati bilo kojom brzinom, čak i većom od brzine svjetlosti. To pak znači da su najudaljeniji objekti koje danas možemo vidjeti nekad bili mnogo bliže. Zahvaljujući ovoj ekspanziji mi zapravo možemo vidjeti objekte koji su danas od nas udaljeni više od 46 milijardi svjetlosnih godina. Mada se Zemlja ne nalazi u središtu svemira, ona je u centru njegova vidljivog dijela koji oblikuje kuglu promjera od oko 93 milijarde svjetlosnih godina.

Hubbleove snimke udaljenih galaksija

NASA-in teleskop Hubble snimio je najudaljenije dosad otkrivene galaksije u vidljivom svemiru. Astronomi su ovu fotografiju snimili tako što su Hubble okrenuli prema malenom dijelu neba na nekoliko mjeseci i hvatali svaki sićušan foton koji je stigao. Na snimci se vidi oko 10.000 galaksija. Budući da je svjetlost do nas putovala jako dugo, mi zapravo vidimo kako su izgledale prije nekih 13 milijardi godina, nedugo nakon Velikog praska. One su danas od nas udaljene oko 30 milijardi svjetlosnih godina.

Budući da se svemir stalno širi, znanstvenici su smislili bolji način za iskazivanje najvećih udaljenosti. Naime, što je neka galaksija udaljenija, to je njezina brzina udaljavanja veća (širenje svakog dijela svemira između nas i galaksije se zbraja). Kako se galaksija udaljava od nas, valne dužine njezine svjetlosti se izdužuju pa nastaje tzv. crveni pomak – kraće valne dužine plave boje postaju duže, odnosno pomiču se prema crvenom dijelu spektra. Slično se događa kada se kola hitne pomoći udaljavaju od nas – zvuk sirene postaje niži. Prema tom sustavu mjerenja za galaksije na Hubbleovoj slici možemo reći da imaju crveni pomak od 7,9.

Znanstvenici posljednjih godina sve češće koriste i jedinicu za udaljenost koja se zove parsek (pc), a koja u stručnim krugovima sve više istiskuje svjetlosnu godinu te postaje osnovna jedinica za mjerenje udaljenosti u svemiru. Jedan parsek iznosi 3,26 svjetlosnih godina. Definiran je kao udaljenost na kojoj bi zvijezda imala paralaksu od jedne lučne sekunde. To je, dakle, udaljenost s koje se polumjer Zemljine orbite vidi pod kutom od jedne sekunde.

Najdalja galaksija ikad viđena

U središtu slike desno vidi se galaksija koja se smatra najudaljenijim objektom u svemiru koji je ikada zabilježen. Snimio ju je Hubble, a ovako je izgledala samo 480 milijuna godina nakon velikog praska. Procjenjuje se da je njezin crveni pomak oko 10, što pak znači da je udaljena oko 31,5 milijardi svjetlosnih godina. Iz fotografije se može vidjeti da je u vrijeme mladog svemira bila prilično usamljena. Slika svemira starog 650 milijuna godina prilično je drugačija. U tom razdoblju znanstvenici su uspjeli snimiti više od 60 galaksija. To znači da su mnoge galaksije značajno narasle u 'samo' 200 milijuna godina, što je u kozmičkom vremenu tek tren oka.

Najveća udaljenost

Najudaljeniji izvor svjetlosti u svemiru koji smo do danas uspjeli registrirati je tzv. kozmičko pozadinsko mikrovalno zračenje. To su fotoni koji su do nas putovali gotovo od samog početka stvaranja. Nedugo nakon velikog praska svemir je bio premalen i prenapučen da bi svjetlost mogla otputovati daleko prije nego što će je čestice raspršiti ili apsorbirati. No negdje oko 380 milijuna godina nakon velikog praska postao je dovoljno velik da omogući slobodno putovanje svjetlosti – postao je proziran. Tako je nastalo zračenje koje je krajnji rub ili neproziran zid koji omeđuje ono što danas možemo vidjeti.

Kako se svemir kroz 13,7 milijardi godina širio, svjetlost u njemu se jako razvukla. Mada je pozadinsko zračenje nastalo u vrijeme kada je temperatura svemira bila viša od 3000°C, ono danas ima temperaturu od samo 2,73 K, odnosno -270,3°C. Ta je temperatura vrlo jednolika, a varijacije koje se vide na slici iznose tek 1 naprama 100.000.

Dalje od pozadinskog mikrovalnog zračenja danas ne možemo vidjeti. No naši horizonti mogli bi se proširiti kada bismo uspjeli izgraditi dovoljno osjetljive detektore neutrina. Naime, neutrini, za razliku od fotona svjetlosti, gotovo nesmetano prolaze kroz materiju pa ih čestice u ranom svemiru nisu mogle raspršiti niti apsorbirati.