Одним з найбільших сюрпризів для людства стало не те, що простір розширюється, а те, що розширюється все швидше і швидше. Чим далі галактики, тим швидше вони від нас віддаляються. У певний момент, як неважко здогадатися, ці галактики будуть віддалятися від нас швидше швидкості світла, а значить ви не тільки ніколи їх не досягнете, але навіть і не побачите. Чому? Наскільки багато галактик назавжди зникли з нашого поля зору? В залежності від того, що розуміти під «зникли», відповідь може бути: або все, або нічого. Давайте розбиратися.
Вся наша космічна історія, теоретично, добре зрозуміла, але тільки в якісному сенсі. Тобто за рахунок наглядового підтвердження і викриття різних стадій розвитку Всесвіту в минулому, які повинні були відбуватися, як то формування перших зірок і галактик. Ми думаємо, що розуміємо космос, і не безпідставно. Великий Вибух встановлює фундаментальну межу того, наскільки далеко ми можемо зайти в будь-якому напрямку.
Взагалі, ми бачимо галактики з наступних причин:
- вони формують зірки,
- які створюють світ,
- які подорожуть по Всесвіту,
- які розширюється,
- поки не досягнуть наших очей.
Начебто все досить просто. Так? Тому, коли ми дивимося на Всесвіт, ми очікуємо побачити галактики всюди і скрізь. Тільки не бачимо.
Перша причина доволі проста: у Всесвіті була обмежена кількість часу, щоб все це зробити. Великий Вибух породив Всесвіт приблизно 13,8 мільярда років тому, і перші зірки сформувалися через десятки або сотні мільйонів років. Прямо зараз це найперше світло доходить до очей людей і об’єктивів нашого складного обладнання. Поступово доходить світло з все більш далеких галактик.
Не всі галактики видно. Наш Всесвіт розширювався завдяки тому, що в ньому було: суміш випромінювання, нейтрино, звичайної матерії, темної матерії і темної енергії. Виходячи з історії Всесвіту, світло може прибути з відстані до 46 мільярдів світлових років.
[box type=”info” ]Але це не означає, що об’єкт, який сьогодні знаходиться в 46 мільярдів світлових років, буде випромінювати щось, що ми зможемо побачити. Це означає лише те, що якщо об’єкт випускав світло 13,8 мільярда років тому, ми отримаємо це світло зараз, через 13,8 мільярда років. І це означає, що об’єкт, який випускав його тоді, сьогодні буде в 46 мільярдів світлових років від нас. Це межа того, що ми можемо побачити в спостережуваної Всесвіту.[/box]Неважко підрахувати, що ми зможемо побачити всього не більше 2 трильйонів галактик. Це величезна кількість, і поступово всі вони будуть відкриватися нам. Всі галактики, які ми коли-небудь могли спостерігати, поки у них є зірки, нікуди не дінуться, плюс відкриються нові. Навіть той факт, що розширення Всесвіту прискорюється, не змінить цього. Як тільки світло прибуде від далекого об’єкта, поки цей об’єкт буде випускати фотони, розширення Всесвіту не зупинить їх прибуття. У цьому відношенні з нашого поля зору не зникло жодної галактики.
Але розширення Всесвіту, яке особливо прискорюється, зробить вплив на наступні дві речі:
- У майбутньому з’явиться межа того, наскільки далеко ми зможемо спостерігати віддалені об’єкти.
- Межа існує і сьогодні, і вона змінюється з часом, щодо того, наскільки далеко галактики можуть бути від нас і посилати нам нове світло.
Сьогодні ми можемо зазирнути в кращому випадку на 46 мільярдів світлових років. Це поточна межа видимості. Ми можемо розрахувати майбутні межі видимості і знайти, що на 33% більше поточного: 61 мільярд світлових років. Одного разу ми зможемо спостерігати близько 4,7 трильйона галактик, а за достатньої кількості часу прибуде і світло наддалеких галактик.
Але це здебільшого світло, яке, з нашої точки зору, було випромінено мільярди і мільярди років тому. Коли ми дивимося на далекі частини Всесвіту, ми не тільки дивимося назад в часі, але і бачимо галактики, яких вже давно немає. Отже, світло, що ці галактики випромінюють сьогодні, через 13,8 мільярда років після Великого Вибуху, ніколи до нас не дійде. Справа в тому, що Всесвіт розширюється і його розширення прискорюється. Далекі галактики не тільки віддаляються від нас у міру розтягування тканини простору, але і роблять це все швидше і швидше. Вже зараз галактики за межею 15-16 мільярдів світлових років віддаляються від нас швидше швидкості світла.
Тобто, навіть якщо б ми сьогодні вирушили на космічному кораблі, який рухається з навколосвітловою швидкістю, ми ніколи не добралися б до цих галактик. Світло, яке ми випромінюємо сьогодні, ніколи до них не дійде, як і їх світло — до нас. І значить:
- 96,7% галактик, які ми можемо спостерігати сьогодні, вже минули.
- 98,6% галактик, які ми будемо коли-небудь спостерігати, вже минули.
- Приблизно 66 мільярдів галактик все ще досяжні для нас сьогодні.
Іншими словами, в майбутньому у нас буде в цілому 4,7 трильйона галактик для огляду. І 4,634 трильйона з них вже назавжди недосяжні, навіть якщо рухатися до них на швидкості світла.
Це проблема, яка з часом стане тільки гіршою. Зараз, якщо припустити, що в кожній з цих 66 мільярдів галактик стільки зірок, скільки і в Чумацькому Шляху — 400 мільярдів, — це означає, що близько 60 000 зірок зникають з нашого поля зору кожну секунду. Це 300 000 зірок, що зникли, поки ви читали цю статтю. І ще 200 000, поки читали це. Ми все ще зможемо побачити їх старе світло, але будь-яке новие, створене ними світло вже ніколи не дійде до нас.
Звичайно, нам залишиться багато Всесвіту для досліджень. Ми все ще бачимо найдальші галактики, навіть ті, яких ніколи не досягнемо, просто дивлячись на їх старий світ. Але з кожним моментом все менше і менше Всесвіту залишається на відстані витягнутої руки. Більше 98% всіх галактик, які ми досліджуємо візуально, ніколи не будуть нам фізично доступні. З кожною миттю бездіяльності зникає шанс на контакт.