אם אי פעם חלמתם לנסוע בזמן, פשוט תצפו בשמי הלילה; הניצנוצים שאתה רואה הם באמת תמונות של העבר הרחוק. הסיבה לכך היא שכוכבים, כוכבי לכת וגלקסיות אלה כל כך רחוקים, עד שאור אפילו מהקרובים ביותר יכול לקחת עשרות אלפי שנים להגיע לכדור הארץ.
היקום הוא ללא ספק מקום גדול. אבל כמה גדול הוא?
"זה אולי משהו שאנחנו בעצם אף פעם לא יודעים", אמרה שרה גלאגר, אסטרופיזיקאית מהאוניברסיטה המערבית באונטריו, קנדה, ל- Live Science. גודל היקום הוא אחת השאלות היסודיות של האסטרופיזיקה. יתכן וזה בלתי אפשרי לענות. אבל זה לא מונע מהמדענים לנסות.
ככל שאובייקט קרוב יותר ליקום, כך קל יותר למדוד את המרחק שלו, אמר גלאגר. השמש? קלי קלות. הירח? קל אפילו יותר. כל מה שעל המדענים לעשות הוא להאיר קרן אור כלפי מעלה ולמדוד את משך הזמן שלוקח לקורה זו להקפיץ מעל פני הירח ולחזור לכדור הארץ.
אבל החפצים הרחוקים ביותר בגלקסיה שלנו הם טריקיים יותר, אמר גלאגר. אחרי הכל, להגיע אליהם היה לוקח קרן אור חזקה מאוד. וגם אם היו לנו היכולות הטכנולוגיות להאיר אור עד כה, למי יש אלפי שנים לחכות עד שהקרן תקפוץ ממרחוקי השטח הרחוקים של היקום ותחזור אלינו?
למדענים יש כמה טריקים מעל שרווליהם להתמודדות עם האובייקטים הרחוקים ביקום. כוכבים משנים צבע ככל שהם מתבגרים, ועל סמך צבע זה, מדענים יכולים להעריך כמה אנרגיה, ואור, הכוכבים האלה מפטירים. שני כוכבים שיש להם אותה אנרגיה ובהירות לא יופיעו זהים מכדור הארץ אם אחד מאותם כוכבים נמצא הרבה יותר רחוק. הרחוק יותר באופן טבעי ייראה עמום יותר. מדענים יכולים להשוות בין בהירותו של הכוכב לבין מה שאנו רואים מכדור הארץ ולהשתמש בהבדל זה כדי לחשב כמה רחוק הכוכב נמצא, אמר גלאגר.
אבל מה עם הקצה המוחלט של היקום? כיצד מדענים מדענים מרחקים לחפצים המרוחקים? כאן הדברים מסתבכים ממש.
זכור: ככל שאובייקט רחוק יותר מכדור הארץ, אורו של אותו אובייקט לוקח יותר זמן להגיע אלינו. תאר לעצמך שחלק מאותם חפצים כל כך רחוקים עד שאורם לקח אלינו מיליונים ואפילו מיליארדי שנים. עכשיו, דמיין לעצמך שלאור של כמה חפצים לוקח כל כך הרבה זמן לבצע את המסע הזה שבכל מיליארדי שנות היקום הוא עדיין לא הגיע לכדור הארץ. זו בדיוק הבעיה שעמה מתמודדים האסטרונומים, אמר וויל קיני, פיזיקאי מאוניברסיטת מדינת ניו יורק בבאפלו, ל- Live Science.
"אנחנו יכולים לראות רק בועה קטנטנה וקטנה. ומה מחוץ לזה? אנחנו לא באמת יודעים," אמרה קיני.
אך על ידי חישוב גודל הבועה הקטנה ההיא, מדענים יכולים להעריך מה מחוצה לה.
מדענים יודעים שהיקום בן 13.8 מיליארד שנה, נותנים או לוקחים כמה מאות מיליוני שנים. זה אומר שחפץ שלאורו לקח 13.8 מיליארד שנה להגיע אלינו צריך להיות האובייקט הרחוק ביותר שאנחנו יכולים לראות. אתה עשוי להתפתות לחשוב שנותן לנו תשובה קלה לגודל היקום: 13.8 מיליארד שנות אור. אך קחו בחשבון שהיקום מתרחב גם הוא ברציפות בקצב הולך וגובר. בפרק הזמן שלקח לאור להגיע אלינו, קצה הבועה זזה. למרבה המזל, המדענים יודעים עד כמה רחוק זה רחוק: 46.5 מיליארד שנות אור משם, על בסיס חישובים של התפשטות היקום מאז המפץ הגדול.
יש מדענים שהשתמשו במספר זה כדי לנסות ולחשב מה נמצא מעבר לגבול של מה שאנחנו יכולים לראות. בהתבסס על ההנחה שליקום יש צורה מעוקלת, אסטרונומים יכולים להסתכל על התבניות שאנו רואים ביקום הנצפה ולהשתמש במודלים כדי להעריך עד כמה שאר היקום משתרע. מחקר אחד מצא כי היקום בפועל יכול להיות לפחות פי 250 מגודל 46.5 מיליארד שנות האור שאנחנו באמת יכולים לראות.
אבל לקיני יש רעיונות אחרים: "אין שום הוכחה לכך שהיקום הוא סופי", אמר, "יתכן מאוד שזה יימשך לנצח."
אין שום אמירה בוודאות אם היקום הוא סופי או אינסופי, אבל מדענים מסכימים ש"הוא באמת מפחיד ענק ", אמר גלאגר. למרבה הצער, החלק הקטן שאנחנו יכולים לראות עכשיו הוא החלק ביותר שנצליח לראות אי פעם. מכיוון שהיקום מתרחב בקצב הולך וגובר, הקצוות החיצוניים של היקום הנצפה שלנו למעשה נעים כלפי חוץ מהר יותר ממהירות האור. זה אומר ששולי היקום שלנו מתרחקים מאיתנו מהר יותר מכפי שאורם יכול להגיע אלינו. בהדרגה הקצוות הללו (וכל המסעדות שם, כפי שכתב פעם הסופר הבריטי דאגלס אדמס) נעלמים מהעין.
גודלו של היקום, והכמות העצומה שלו שאנחנו לא יכולים לראות - זה מצנוע, אמר גלאגר. אך זה לא מונע ממנה ומדענים אחרים להמשיך לחפש תשובות.
"אולי לא נוכל להבין את זה. זה יכול להיראות מתסכל," אמר גלאגר. "אבל זה גם עושה את זה ממש מרגש."
