Svima nam je teško zamislit veličine u Svemiru, kao i veličine koje se pominju u fizici, astrofizici i astronomiji. Mi najbolje možemo zamisliti ono šta znamo iz iskustva.
Npr. svi se susrećemo svakodnevno sa veličinom lopti, automobila, kuća, zgrada, brda i planina, međutim možemo li zamisliti koliko je velika Zemlja? Najbolji način da si to zamislimo jest da zamislimo nevidljivu bakteriju na površini jabuke. To smo mi u usporedbi sa Zemljom!
Sad koliko je Zemlja velika u odnosu na Sunce? Zamislimo si fudbalsku loptu na sredini stadiona, razlika u veličini između lopte i stadiona bi odgovarala odnosu veličine Zemlje i Sunca. Sad bi mogli ići i puno dalje, ali samo naglasimo da je Sunce jedna od manjih zvijezda u Svemiru, postoje mnogo, mnogo veće zvijezde od Sunca, a Sunce je kao što smo rekli veće od Zemlje koliko je stadion veći od fudbalske lopte.
Isto tako imamo ogromne razlike ne samo u zapremini u Svemiru, nego i u udaljenosti, masi, gustoći, temperaturi itd.
tportal.hr je objavio solidan opis:
“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 oko 9 460 800 000 000 kilometara, udaljenost između Zemlje i Mjeseca je oko 384 400 km. 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.
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.
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.
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.” (1)
Dodatno, da biste dobili osjećaj koje su zapremine i udaljenosti u Svemiru u pitanju, pogledajte sljedeći video:
Reference:
(1) https://www.tportal.hr/tehno/clanak/kako-si-predociti-stvarne-dimenzije-svemira-20111207