ОСТАННІЙ ПОДКАСТ
Підписуйся на найнауковішу розсилку!
І отримуй щотижневі новини науки і технологій

    Ми під'їдаємо крихти cookies за вами. Навіщо це нам?

    Читати

    Пардон за відволікалочку. Допоможи Куншт бути незалежним!

    Пардон за відволікалочку. Допоможи Куншт бути незалежним!

    Повідомлення успішно надіслано

    Для пошуку
    введіть назву запису
    Космос — 22.11.21
    ТЕКСТ: Кейті Мак
    Ілюстрації: Каталіна Маєвська
    Ми любимо тексти без помилок. Якщо ви все ж таки щось знайшли, виділіть фрагмент і натисніть
    Ctrl+Enter.
    Назад у минуле: чи можемо ми побачити Великий вибух?

    Часом так кортить повернути час назад. Астрофізикиня Кейті Мак, авторка нової книжки  «Повний кінець* на думку астрофізиків», перекладеної у видавництві «Лабораторія», пояснює, як вчені можуть повернутися в минуле завдяки світлу.

    Для космологів минуле — не втрачена царина, до якої вже ніяк не дістатись. Це реальне місце, ділянка космосу, за якою можна спостерігати. В минулому ми проводимо більшість робочого дня. Ми можемо, не виходячи з-за столу, подивитись, як розгортались астрономічні події мільйони чи навіть мільярди років тому. І річ не в тому, що космологія знає якийсь фокус — просто така властивість Всесвіту, в якому ми живемо.

     

    Все зводиться до факту, що світло проходить певну відстань за певний час. Швидкість його велика — десь 300 мільйонів метрів за секунду — але все ж воно не долає відстані в момент. Коли ви вмикаєте ліхтарик, світло, що йде від нього, проходить десь 30 сантиметрів за наносекунду, і відбиваючись від того, на що ви світите, летить до вас із приблизно такою самою швидкістю. По суті, коли ви на щось дивитесь, то зображення, яке ви бачите — тобто світло, яке відбиває об’єкт і яке доходить до ваших очей — вже трішки втрачає новизну. Людина, яка сидить в іншому куточку кафе, перебуває відносно вас на кілька наносекунд в минулому — це пояснює, чому у неї такий ностальгійний вираз обличчя й такий немодний одяг. Коли ви дивитесь на Місяць — ви бачите його версію трішки більш ніж секундної давності. А зірки на небі взагалі далеко в минулому, від кількох років до тисячоліть.

     

    Ви, мабуть, уже знали, що світло отак запізнюється. Але це відкриває неймовірні можливості. Це означає, що ми, астрономи, можемо подивитись на небо й побачити, як відбувалась еволюція Всесвіту, від ранніх років до сьогодні. Ми використовуємо в астрономії поняття «світловий рік» не тому, що це величезна відстань (десь 9,5 трильйона кілометрів) і тому це зручно, а й тому, що так ми розуміємо, скільки років світло йшло від об’єкта, на який дивимось. Зірка на відстані 10 світлових років для нас перебуває на 10 років у минулому. Галактика на віддалі 10 мільярдів світлових років — відповідно на 10 мільярдів років у минулому. Позаяк нашому Всесвіту всього 13,8 мільярда років, то в галактиці на відстані 10 мільярдів світлових років ми можемо побачити, яким він був у молодості. У певному сенсі, дивитися у космос рівнозначно тому, щоб заглядати у власне минуле.

     

    Тут є важливий нюанс, і з мого боку буде негарно про нього не згадати. Побачити наше минуле технічно неможливо. Оскільки світло ми бачимо з затримкою, то що на більшій відстані від нас перебуває об’єкт, то далі він у минулому. Це співвідношення дуже строге: ми не можемо побачити ані своє минуле, ані віддалені галактики в тому вигляді, в якому вони є сьогодні. Що на більшій відстані перебуває об’єкт — то далі він стоятиме на таймлайні космосу.

     

    То як взагалі ми можемо дізнатись щось корисне про власне минуле, якщо у змозі бачити тільки минуле якоїсь іншої галактики — події, які відбувались у давню давнину й у далекій далечині? Відповідь на це запитання зводиться до принципу, який для космології настільки ключовий що так і називається: «космологічний принцип». Простими словами він звучить так: по суті, Всесвіт усюди однаковий. Очевидно, що в масштабі людства це не працює — для нас усе-таки трішки важливо, де ми є: на поверхні Землі, у глибокому космосі чи в центрі Сонця. Але у величезних астрономічних масштабах, де цілісінькі галактики можуть вважатися окремими нецікавими крапочками, Всесвіт однаковий, куди не глянь, і весь зроблений з одного й того самого. Ця ідея міцно пов’язана з принципом Коперника — поняттям, яке Миколай Коперник сформулював у XVI столітті та яке спочатку сприймалося як єресь: ми — не «особлива» частина космосу, а просто звичайна крапка, на якій життя легко могло з’явитися випадково. Тож коли ми дивимось на галактику на відстані мільярда світлових років і бачимо її такою, якою  вона була мільярд років тому, у Всесвіті, що на мільярд років молодший від нашого зараз — ми можемо бути цілком впевнені, що тут мільярд років тому умови були приблизно такі самі. Насправді до певної міри це можна перевірити шляхом спостережень. Дослідження розташування галактик у космосі показали, що одноманітність, яка витікає з космологічного принципу, зберігається у всьому Всесвіті (принаймні, там, куди ми дивились).

     

    Висновок тут такий: якщо ми хочемо більше дізнатися про Всесвіт і умови, в яких сформувалася наша рідна галактика Чумацький шлях, все, що треба зробити — подивитись на щось, розташоване дуже далеко.

     

    Це означає також, що у космології немає чіткої концепції поняття «зараз». Точніше, ваше «зараз» прив’язане безпосередньо до вас, до того, де ви знаходитесь і що робите. Яке значення буде у фрази «ота наднова зараз вибухає», якщо світло ми бачимо зараз, і споглядати за вибухом зірки можемо у цю мить, але те світло йшло до нас мільйони років? По суті, процес, який ми спостерігаємо — вже далеко в минулому, але що відбувається з тією зіркою, яка вибухнула, в нашому «зараз», ми побачити не можемо, і не зможемо ще мільйони років. Тобто для нас її «зараз» — не теперішнє, а майбутнє.

     

    Коли ми розглядаємо Всесвіт у просторі-часі — це така собі комплексна універсальна система, у якій простір має три вісі, до яких додається четверта, тобто час — минуле й майбутнє перетворюються для нас на точки, розкидані по одній і тій самій тканині, що тягнеться від народження космосу до самого його кінця. Подія, яка для нас — у майбутньому, для людини в іншій точці цієї тканини може бути далеко в минулому. А світло (чи будь-яка інша інформація) від події, яку ми не побачимо ще тисячу років, уже «зараз» летить до нас крізь простір-час. Коли відбулася ця подія — в минулому, майбутньому, чи там і там одночасно? Все залежить від того, як на це подивитись.

     

    Якщо ви звикли мислити категоріями тривимірного світу — у вас зараз, мабуть, ламається мозок. Але для астрономів обмеженість швидкості світла — фантастично корисний інструмент. Так ми можемо дізнатись, що відбувалося в космосі в далекому минулому, не за самими лише натяками — слідами й залишками тих подій — а безпосередньо зазирнути в минуле й поспостерігати, як із часом змінювався стан справ. Ми можемо подивитись на Всесвіт, коли йому було всього три мільярдики рочків — побачити період ренесансу формування зірок, коли галактики аж розпирало від світла (а може, й філософії та мистецтва), і поспостерігати, як це світло блякло у міру того, як минали ери. Ми можемо зазирнути навіть ще далі й побачити, як вирує матерія в надмасивних чорних дірах у Всесвіті, якому менш як 500 мільйонів років — у час, коли світло зірок тільки починало пронизувати морок між галактиками.

     

    З новими космічними телескопами ми скоро зможемо побачити одні з перших галактик, що утворилися в космосі — ті, що з’явилися, коли Всесвіту було всього кілька сотень мільйонів років. Але якщо ті галактики були першими — то що буде, якщо зазирнути ще далі?

     

    Чи можемо ми побачити таке далеке минуле, де ще не було галактик? Такі плани у нас є. Сьогодні створюються радіотелескопи, з якими ми, можливо, угледимо матеріал, з якого утворилися перші галактики — тут нам  допоможе на диво ефективна взаємодія світла й водню. Якщо ми зможемо напряму подивитись на водень — матеріал, який одного дня перетвориться на зірки й галактики — ми станемо свідками формування найперших у Всесвіті структур.

     

    Але що, як ми зазирнемо ще далі? Що, як ми побачимо часи до появи зірок, галактик, водню? Ми можемо побачити сам Великий вибух?

     

    Так. Можемо.

    ТЕКСТ: Кейті Мак
    Ілюстрації: Каталіна Маєвська
    Статті
    Медицина
    Невидимий ворог на нашій землі: чому варто зробити щеплення від правця

    За останні декілька місяців українці навчились остерігатись багатьох речей: ракет, мін, російської музики та ютубу, але ми все ще забуваємо про невидимого ворога у нашій землі. Неприємно познайомитись – Clostridium tetani, збудник правця.

    Промо
    Проєкт інтелект. Воєнний сезон. Епізод 5: NFT та Україна

    Чи можна написати «Проєкт інтелект» на гривні й продати за мільйони доларів як NFT?

    Людина
    Від батька до сина: що таке генеалогія і як досліджувати свій рід

    Що таке ДНК-генеалогія і як далеко кожний з нас може просунутися у вивченні свого роду?

    Наука
    Екологічно чиста отрута: уривок з книжки «Зоологічна екскурсія супермаркетом»

    Чому краще утриматися від «дикого» промислу морепродуктів, особливо у водоймах, де цвіте вода?

    Наука
    Передумови приходу диктаторів до влади: Італія, Німеччина, РФ

    Що стало передумовами приходу диктаторів до влади на прикладі фашистської Італії, нацистської Німеччини та путінської росії? Розповідає співавтор і ведучий каналу «Історія Без Міфів» Владлен Мараєв.

    Людина
    Як кожен з нас може подякувати військовим і допомогти їм з адаптацією

    Як змінюється світосприйняття військових і що ми можемо зробити, аби висловити їм вдячність і допомогти в адаптації до мирного життя?

    Повідомити про помилку

    Текст, який буде надіслано нашим редакторам: