Administrația Națională pentru Aeronautică și Spațiu
Despre imagine
Observațiile actuale sugerează că Universul are o vechime de aproximativ 13,7 miliarde de ani. Știm că lumina are nevoie de timp pentru a călători, astfel încât, dacă observăm un obiect care se află la 13 miliarde de ani lumină distanță, atunci acea lumină călătorește spre noi de 13 miliarde de ani. În esență, vedem acel obiect așa cum a apărut în urmă cu 13 miliarde de ani.
Cu fiecare an care trece, cea mai nouă tehnologie ne permite să vedem din ce în ce mai departe în trecut.
Imaginea folosită pentru această oprire din călătoria noastră este Hubble Ultra Deep Field (UDF). UDF este una dintre cele mai adânci vederi ale universului vizibil de până acum; cu siguranță a fost cea mai adâncă atunci când a fost creată inițial, în 2003-2004. Există aproximativ 10.000 de galaxii în această vizualizare, care reprezintă un fel de „eșantion de bază” al unei porțiuni foarte înguste de cer în apropierea constelației Fornax. Cele mai mici și mai roșii galaxii din imagine, dintre care există aproximativ 100, sunt printre cele mai îndepărtate obiecte cunoscute!
UDF privește înapoi cu aproximativ 13 miliarde de ani (aproximativ între 400 și 800 de milioane de ani după Big Bang). Galaxiile care au existat în acea perioadă de timp ar fi fost foarte tinere și foarte diferite ca structură și aspect față de marile spirale pe care le vedem astăzi în apropiere.
Ce este cel mai îndepărtat obiect cunoscut de pe Pământ?
Update 02/03/16: Iată cei mai noi candidați (din septembrie și, respectiv, mai 2015) pentru cea mai îndepărtată galaxie detectată până acum. EGS8p7 la peste 13,2 miliarde de ani-lumină și EGS-zs8-1 la 13,1 miliarde de ani-lumină.
În decembrie 2012, astronomii au anunțat descoperirea de către Telescopul Spațial Hubble a șapte galaxii primitive situate la peste 13 miliarde de ani-lumină distanță de noi. Rezultatele provin din studierea aceleiași porțiuni de cer cunoscute sub numele de Ultra Deep Field (UDF). Acest studiu, numit UDF12, a folosit Camera 3 Wide Field a lui Hubble pentru a privi mai adânc în spațiu în lumina infraroșie apropiată decât orice altă observație anterioară a lui Hubble.
De ce în infraroșu? Pentru că Universul este în expansiune; prin urmare, cu cât privim mai departe în urmă, cu atât obiectele se îndepărtează mai repede de noi, ceea ce le deplasează lumina spre roșu. Deplasarea spre roșu înseamnă că lumina care este emisă ca lumină ultravioletă sau vizibilă este deplasată din ce în ce mai mult spre lungimi de undă mai roșii.
Distanța extremă a acestor galaxii nou descoperite înseamnă că lumina lor călătorește spre noi de peste 13 miliarde de ani, dintr-un moment în care Universul avea mai puțin de 4% din vârsta sa actuală.
Descoperirea lor, despre care puteți citi mai multe în reportajul NASA, este interesantă deoarece ne-ar putea da o idee despre cât de abundente erau galaxiile în apropierea epocii în care astronomii cred că galaxiile au început să se formeze. (Phil Plait are un articol bun și despre această descoperire.)
În momentul în care scriu aceste rânduri se pare că una dintre galaxiile din această descoperire recentă a lui Hubble ar putea fi cea care bate recordul de distanță – a fost observată la 380 de milioane de ani după Big Bang, cu o deplasare spre roșu de 11,9. Acest lucru înseamnă că lumina acestei galaxii (în imaginea de mai jos) a plecat acum 13,3+ miliarde de ani lumină.
Cu puțin mai puțin de o lună în urmă, candidatul actual era acest obiect: o galaxie tânără numită MACS0647-JD. Este doar o fracțiune minusculă din dimensiunea Căii noastre Lactee – și a fost observată la 420 de milioane de ani după Big Bang, când universul avea 3 la sută din vârsta sa actuală de 13,7 miliarde de ani. Pentru a repera această galaxie, astronomii au folosit gravitația puternică a masivului roi de galaxii MACS J0647+7015 pentru a amplifica lumina galaxiei îndepărtate; acest efect se numește lentilă gravitațională.
La începutul anului 2012, cu puterea combinată a telescoapelor spațiale Spitzer și Hubble ale NASA, precum și cu ajutorul lentilelor gravitaționale, o echipă de astronomi a detectat ceea ce ar fi putut fi atunci cea mai îndepărtată galaxie văzută vreodată. Lumina din această galaxie tânără, MACS1149-JD, a fost emisă atunci când universul nostru de 13,7 miliarde de ani avea doar 500 de milioane de ani.
În 2010, un candidat pentru cea mai îndepărtată galaxie a fost găsit în Hubble Ultra Deep Field. Se crede că UDFy-38135539 se află la o distanță de 13,1 miliarde de ani lumină. Există mai multe informații în acest articol de pe blogul lui Phil Plait. Am folosit imaginile etichetate de el:
Obiectele din Hubble Ultra Deep Field ar putea fi cele mai îndepărtate obiecte cunoscute, dar există și alți candidați.
Aceștia includ o galaxie numită Abell 1835 IR1916, care a fost descoperită în 2004, de către astronomii de la Observatorul European de Sud, folosind un instrument în infraroșu apropiat de pe Very Large Telescope. Obiectul este vizibil pentru noi din cauza lentilei gravitaționale a roiului de galaxii Abell 1835, care se află între acest obiect și noi. Se crede că această galaxie se află la o distanță de aproximativ 13,2 miliarde de ani lumină, ceea ce înseamnă că datează de la aproximativ 500 de milioane de ani după Big Bang. Rețineți însă că această descoperire nu a fost verificată de alte instrumente – Telescopul spațial Spitzer a încercat în 2006, fără succes.
De asemenea, în 2004, o echipă care a folosit atât Telescopul Spațial Hubble, cât și Observatorul Keck a descoperit o galaxie despre care se crede că se află la aproximativ 13 miliarde de ani distanță de noi. Aceasta a fost găsită cu ocazia observării roiului de galaxii Abell 2218. Lumina de la galaxia îndepărtată a fost vizibilă datorită lentilei gravitaționale. Obiectul foarte îndepărtat este cel încercuit. Pentru mai multe informații, consultați acest comunicat de presă.
Apoi mai este Telescopul spațial James Webb în infraroșu. Dacă vă amintiți, Hubble are capacitate în infraroșu apropiat, dar nu și în infraroșu mediu, iar pentru obiectele cu deplasări spre roșu foarte mari, pentru a vedea aceste obiecte foarte îndepărtate ar fi nevoie de un telescop puternic cu capacitate în infraroșu mediu. JWST va fi capabil să vadă până la primele obiecte luminoase care s-au născut după Big Bang.
De fapt, unul dintre obiectivele JWST este să privească și mai mult în urmă, la doar 200 de milioane de ani după Big Bang. Conform unui model de evoluție a galaxiilor, primele galaxii s-au format atunci și avem nevoie de JWST pentru a testa această predicție teoretică!
(Notă: JWST va fi capabil să vadă aceste prime galaxii fără ajutorul lentilelor gravitaționale; lentilele gravitaționale ne-ar putea permite să le vedem mai bine, dar nu ne-ar permite neapărat să vedem mai departe în timp).
Informații privind distanța
Câteva dintre cele mai recent detectate obiecte ar putea fi la o distanță de peste 13 miliarde de ani lumină, așa cum rezultă dintr-un model standard al Universului. Cu toate acestea, va fi nevoie de o nouă generație puternică de telescoape, cum ar fi telescopul spațial James Webb, pentru a confirma distanțele suspectate ale acestor obiecte.
Când 13 miliarde de ani-lumină sunt traduși în kilometri, există un număr uluitor de zerouri – se ajunge la aproximativ 123.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000 km.
Pe măsură ce timpul avansează, la fel se va întâmpla și cu capacitatea noastră de a vedea din ce în ce mai departe – ceea ce ne oferă o perspectivă asupra începuturilor existenței Universului!
Cum calculăm distanțe de această magnitudine?
La aceste distanțe, se folosesc deplasările spre roșu ale obiectelor, cu și extinderea Legii lui Hubble la Universul îndepărtat. Aici, trebuie să cunoaștem istoricul vitezei de expansiune a Universului la fiecare moment în timp. Acest lucru poate fi calculat din cantitatea de materie normală și întunecată și de energie întunecată. Încercați calculatorul de cosmologie Javascript al profesorului Wright la:
http://www.astro.ucla.edu/~wright/CosmoCalc.html
Pentru mai multe informații despre Legea lui Hubble, vă rugăm să citiți secțiunea privind aflarea distanțelor până la cele mai apropiate superclustere.
De ce sunt importante aceste distanțe pentru astronomi?
Științii au estimat că vârsta Universului este de 13,73 miliarde de ani (cu o incertitudine de aproximativ 120 de milioane de ani). Atunci când observăm un obiect aflat la 13 miliarde de ani-lumină distanță, îl observăm, în esență, așa cum era acum 13 miliarde de ani, când Universul era tânăr. Faptul de a putea vedea și, astfel, să sperăm că vom înțelege Universul timpuriu este important pentru a înțelege modul în care acesta s-a format. Dacă privim suficient de departe în timp, poate că vom vedea primele galaxii în timp ce se formau. Poate că într-o bună zi vom putea vedea primele începuturi de formare. Am putea vedea chiar mai mult decât atât? Doar timpul (și tehnologia) ne vor spune!
Timp de călătorie
La o viteză de 17,3 km/sec (viteza cu care Voyager se îndepărtează de Soare), ar fi nevoie de aproximativ 225.000.000.000.000.000 de ani pentru a ajunge la această distanță. La viteza luminii, ar fi nevoie de 13 miliarde de ani!
Înapoi
.