Почему галактики на расстоянии более 14 миллиардов световых лет не противоречат возрасту Вселенной?
- 09.01.2025 06:31
Вселенная, по современным данным, существует около 13,7 миллиарда лет. Это число определено учеными на основе анализа реликтового излучения и скорости расширения. Однако одно открытие, сделанное с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба, поставило перед людьми вопрос: если возраст Вселенной ограничен этим числом, то как возможно, что мы наблюдаем галактику, удаленную от нас на 32 миллиарда световых лет? Чтобы понять это явление, нужно разобраться в особенностях устройства Вселенной и принципах ее расширения.
Для начала важно понять, что такое световой год. Это не мера времени, как может показаться из названия, а мера расстояния. Один световой год соответствует расстоянию, которое свет проходит за один земной год, двигаясь со скоростью около 300 000 километров в секунду. Таким образом, световой год — это примерно 9,46 триллиона километров. Использование этой единицы удобно, потому что расстояния во Вселенной невероятно велики.
Когда мы смотрим на звезды, галактики или квазары, мы видим их такими, какими они были в прошлом. Свет, достигший нас сегодня, мог путешествовать миллиарды лет, чтобы попасть в наши телескопы. Например, если мы наблюдаем объект на расстоянии миллиарда световых лет, это означает, что свет от него был испущен, когда Вселенной было на миллиард лет меньше, чем сейчас.
Ключ к пониманию парадокса галактики на расстоянии 32 миллиардов световых лет — в том, что Вселенная расширяется. Этот процесс был впервые описан в 1920-х годах астрономом Эдвином Хабблом. Он обнаружил, что чем дальше от нас находится галактика, тем быстрее она удаляется. Это открытие стало основой для модели расширяющейся Вселенной.
Расширение — не движение галактик через пространство, а растяжение самого пространства. Представьте себе воздушный шар с точками на его поверхности. Когда шар надувается, расстояния между точками увеличиваются. Точки — это галактики, а поверхность шара — пространство. Поэтому объекты могут отдаляться друг от друга быстрее скорости света без нарушения законов физики.
Когда свет путешествует через расширяющуюся Вселенную, его длина волны растягивается. Этот эффект называется космологическим красным смещением. Чем дальше объект, тем больше растяжение. Таким образом, свет от далеких галактик не только долго добирается до нас, но и меняет свой спектр. Именно этот феномен используется для определения расстояний до самых удаленных объектов.
Телескоп Джеймс Уэбб способен фиксировать инфракрасное излучение, что делает его идеальным инструментом для наблюдения древних галактик. Некоторые из них сформировались всего через несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва. Их свет, растянутый расширяющейся Вселенной, переместился в инфракрасную часть спектра, и это позволяет телескопу их увидеть.
Почему 32 миллиарда световых лет?
Если свету от галактики потребовалось 13 миллиардов лет, чтобы достичь нас, почему она находится на расстоянии 32 миллиардов световых лет? Дело в том, что пока свет путешествовал, пространство между нами и галактикой продолжало расширяться. Сегодня расстояние между нами и этим объектом значительно больше, чем было, когда свет только начал свой путь. Это и объясняет, почему удаленность некоторых объектов превышает возраст Вселенной в световых годах.
Пример: галактика GN-z11
Одним из самых ярких примеров является галактика GN-z11. Ее свет начал свое путешествие примерно 13,4 миллиарда лет назад, когда возраст Вселенной составлял около 400 миллионов лет. Сегодня эта галактика находится на расстоянии около 32 миллиардов световых лет из-за расширения пространства. Это открытие поможет ученым лучше понять ранние этапы эволюции космоса.
Открытие таких далеких объектов помогает уточнить модели происхождения и эволюции Вселенной. Оно подтверждает существование инфляционного этапа — периода сверхбыстрого расширения, который произошел сразу после Большого взрыва. Кроме того, данные телескопа Джеймса Уэбба предоставляют новые сведения о том, как формировались первые звезды и галактики.
Телескоп уже обнаружил десятки объектов, возраст которых близок к 13 миллиардам лет. Эти данные заставляют ученых пересматривать свои теории о звездообразовании, химическом составе первых галактик и влиянии тёмной материи.
Возраст Вселенной и расстояния до далеких объектов кажутся противоречивыми только на первый взгляд. На самом деле, расширение космоса объясняет, почему мы можем наблюдать галактики, удаленные на десятки миллиардов световых лет. Это открытие не только не опровергает современные научные представления, но и подтверждает их. Благодаря телескопу Джеймс Уэбб мы приближаемся к разгадке самых глубоких тайн космоса, делая шаги к пониманию того, как всё начиналось.
---------
Смотрите нас на youtube. Еще больше интересных постов на научные темы в нашем Telegram.
Заходите на наш сайт, там мы публикуем новости и лонгриды на научные темы. Следите за новостями из мира науки и технологий на странице издания в Google Новости
