Астрономы обнаружили галактику, которая старше Вселенной: как это может быть

На самом деле никакие законы физики не нарушены, просто Вселенная — это не такое простое место, как может показаться.

За два года своей работы в космосе телескоп Уэбб смог сделать немало революционных открытий. Но одним из важнейших является то, что обсерватории удалось обнаружить галактику на расстоянии 33,8 млрд световых лет от нас. Но возраст Вселенной составляет 13,8 млрд лет. Так каким образом телескоп увидел свет, который прошел большее расстояние, чем за все существование Вселенной? От этом пишет Live Science.

Поскольку свет не распространяется мгновенно, а движется со скоростью 300 тысяч км/с, астрономы видят самые далекие галактики такими, какими они были миллиарды лет назад, а не как они выглядят сейчас.

Галактика, которая старше Вселенной?

Возраст Вселенной оценивается в 13,8 млрд лет. Получается, что нельзя увидеть галактику, которая находится дальше, чем 13,8 млрд световых лет. Один световой год — это расстояние, которое проходит свет за один земной год или примерно 9,5 трлн км. Именно на расстоянии 13,8 млрд световых лет должен находится космологический горизонт, дальше которого заглянуть невозможно. Значит, не должно существовать и галактик, которые находятся дальше. Но это не так.

Ранее в этом году астрономы сообщили, что космический телескоп Уэбб обнаружил самую далекую среди всех известных галактик, получившую название JADES-GS-z14-0. Как бы парадоксально это не звучало, но она находится на расстоянии 33,8 млрд световых лет от нас.

Получается, что астрономы увидели галактику такой, какой она была 33,8 млрд лет назад, ведь свет все это время летел к Солнечной системе. Это значит, что возраст Вселенной должен быть другим. Но снова все не так.

Расширение Вселенной и темная энергия

Причина такого положения вещей состоит в том, что Вселенная не является статичной и постоянно расширяется. Об этом астрономы узнали еще в 20-х годах прошлого века. То есть все галактики удаляются от нас и друг от друга с определенной скоростью. Чем дальше находятся галактики, тем быстрее они удаляются. В самом конце ХХ века астрономы выяснили, что Вселенная не просто расширяется, но и это делает это с ускорением. Сила, придающая ускорение, получила название темная энергия, о которой до сих пор мало что известно.

За всю долгую историю существования Вселенной у нее было два основных периода расширения: космическая инфляция сразу после Большого взрыва и дальнейшее расширение, которое произошло через миллиарды лет.

В первые несколько десятков тысяч лет во Вселенной доминировала энергия, а потому этот период называется эпохой доминирования энергии. В эту эпоху объем космоса увеличился в 10 в 26 степени раз (это 10 с 25 нулями).

Примерно через 47 тысяч лет после Большого взрыва началась эпоха доминирования материи. К этому времени горячая Вселенная остыла и из из кварков и глюонов образовались протоны, а затем протоны соединились с электронами, образовав первые атомы водорода, которые сформировали первые звезды и галактики. В этот период расширение Вселенной замедлилось почти до полной остановки.

Эпоха доминирования материи завершилась, когда Вселенной было чуть меньше 10 млрд лет. В это время Вселенная внезапно снова начала быстро расширяться. Этот период называется эпохой доминирования темной материи, и он продолжается и сейчас. При этом расширение Вселенной происходит все быстрее и быстрее.

Поэтому свет от галактики JADES-GS-z14-0 на самом деле путешествовал к телескопу Уэбб всего 13,5 млрд лет лет, несмотря на то, что галактика сейчас находится намного дальше. То есть астрономы увидели эту галактику такой, какой она была через 300 млн лет после Большого взрыва. Если бы космос не расширялся, то галактика находилась на расстоянии 13,5 млрд световых лет.

В будущем невозможно будет увидеть самые далекие галактики Вселенной

Сейчас ученые считают, что космологический горизонт, за пределами которого нельзя увидеть свет никаких объектов, находится на расстоянии примерно 46,1 млрд световых лет в любую сторону.

По словам ученых, самые далекие галактик не всегда смогут увидеть люди. Такие галактики, как JADES-GS-z14-0 и другие галактики сейчас настолько далеки и удаляются от нас так быстро, что ни один световой сигнал от них, посланный сегодня, никогда не сможет достичь Земли. Это потому, что космологический горизонт удаляется от нас со скоростью света, но для действительно далеких объектов пространство между Млечным Путем и этими галактиками расширяется быстрее, чем скорость света. Это может показаться неправдоподобным, поскольку теория относительности Эйнштейна устанавливает скорость света как универсальный предел скорости. Но это правило для объектов с массой, движущихся в пространстве, а не правило для самой ткани пространства.

Примерно через 2 трлн лет человечество или какой-то другой разумный вид, не сможет увидеть галактики, существующие за пределами Местной группы галактик, диаметр которой составляет примерно 10 млн световых лет.

focus.ua

Опубликовано на сайте: 2024-07-28