Jak wielki jest Wszechświat?

Jak wielki jest Wszechświat?

Z punktu widzenia człowieka już nasza planeta wydaje się ogromna. Równik Ziemi wynosi ponad 40,000 kilometrów. Oznacza to, że idąc pieszo, okrążylibyśmy błękitną planetę w około 333 dni. Taki dystans robi wrażenie, jednak w skali kosmicznej jest niezauważalny. Jak wielki jest Wszechświat? Zacznijmy od naszego podwórka, czyli od Układu Słonecznego.

---

Układ Słoneczny

Mierząc odległość do naszej gwiazdy, nie mówimy już o tysiącach, a o milionach kilometrów. Słońce znajduje się bowiem niecałe 150,000,000 kilometrów od nas! Ziemia jest jednak dopiero trzecią w kolejności planetą okrążającą tę gwiazdę. Żeby zrozumieć rozmiary Układu Słonecznego, musimy posłużyć się jednostkami astronomicznymi. Jedna jednostka astronomiczna wynosi właśnie tyle, ile odległość od Ziemi do Słońca – 150 milionów kilometrów.

Jako umowną granicę Układu Słonecznego przyjmuje się granice Obłoku Oorta, hipotetycznego skupiska pyłu o średnicy do 50,000 jednostek astronomicznych. Zawiera w sobie on wszystkie poznane planety  wraz z wszystkimi księżycami, kometami i innymi ciałami niebieskimi krążącymi wokół Słońca. W jego centrum znajduje się oczywiście sama gwiazda, o średnicy 1,392,684 km. Mimo, że niecałe półtora miliona kilometrów to bardzo mało w porównaniu do wielkości całego Układu (jak widać na obrazku poniżej), Słońce stanowi ponad 99% znanej jego masy.

---

Rok świetlny i najbliższe gwiazdy

Światło porusza się  z prędkością 300,000 kilometrów na sekundę. Jest to maksymalna prędkość, z jaką cokolwiek może poruszać się we Wszechświecie. Wiedza ta jest nam potrzebna, żeby zrozumieć pojęcie roku świetlnego. Rok świetlny nie jest bowiem jednostką czasu, jak mogłaby sugerować nazwa. Jednostka ta określa odległość, a konkretniej: dystans, jaki światło pokonuje przez rok.

1 rok świetlny = 63241 jednostek astronomicznych = około 9,500,000,000,000 kilometrów (słownie: dziewięć i pół biliona kilometrów)

Po co nam tak ogromne liczby? Dystans do gwiazd innych niż Słońce liczy się właśnie w latach świetlnych. Najbliższa z nich, Proxima Centauri, znajduje się około 4.24 lat świetlnych od Ziemi.

Jak bardzo to daleko? Cóż, najszybszy obiekt stworzony przez człowieka, statek kosmiczny Juno osiągnął prędkość 365,000 kilometrów na godzinę. Zakładając, że mielibyśmy stałą prędkość, a statek byłby załogowy, dotarcie do Proximy Centauri zajęłoby człowiekowi 12.5 tysiąca lat!

---

Droga Mleczna

Droga Mleczna to galaktyka spiralna z poprzeczką, w której znajduje się nasz Układ Słoneczny. Galaktyka to skupisko miliardów gwiazd. Tak, miliardów. Nasza galaktyka zawiera od 100 do 400 miliardów gwiazd. Jak może być duża, skoro odległości między gwiazdami liczymy w latach świetlnych?

Z zewnątrz nasza galaktyka wygląda zapewne podobnie do przedstawionej powyżej NGC 6744, galaktyki spiralnej uwiecznionej przez teleskop w La Silla.

Rozmiar Drogi Mlecznej szacuje się na około 100,000 lat świetlnych średnicy i 1,000 lat świetlnych grubości. Po raz ostatni spróbujmy przełożyć te jednostki na kilometry: Średnica naszej galaktyki wynosi w przybliżeniu 950,000,000,000,000,000 kilometrów (950 biliardów). Podróż z jednego końca Drogi Mlecznej na drugi zajęłaby 297116407 lat (zakładając prędkości wspomnianego wcześniej statku). Prawie 300 milionów lat, czyli tysiące razy dłużej, niż człowiek istnieje na ziemi!

---

Gromady i supergromady galaktyk

Odległość do najbliższej nam galaktyki, Andromedy, to ponad 2,500,000 lat świetlnych. Pozwól, drogi czytelniku, że tym razem darujemy sobie przerabianie tej wartości na kilometry. Nie ma sensu również liczyć ile zajęłoby nam przy obecnej technologii dotarcie tam. Można jednak założyć, że nigdy nie pokonamy takich odległości, gdyż nawet osiągając największą możliwą prędkość,  czyli prędkość światła, podróż do Andromedy zajęłaby 2.5 miliona lat!

Widzimy już, jak ogromne odległości dzielą poszczególne galaktyki. Czym są gromady i supergromady galaktyk? Podobnie jak galaktyka jest skupiskiem gwiazd, gromady są skupiskami setek galaktyk. Grupa Lokalna Galaktyk, zawierająca w sobie m.in. naszą Drogę Mleczną to gromada kilkudziesięciu galaktyk o rozmiarze około 10,000,000 lat świetlnych. 

Supergromady galaktyk to skupiska gromad galaktyk. Nasza Supergromada Lokalna to zbiór około stu gromad galaktyk o średnicy około 200 milionów lat świetlnych. Szacowana masa tej supergromady szacowana jest na 20,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000 kilogramów. Chore liczby, prawda? Jednak cały Wszechświat jest o wiele, wiele większy, niż supergromady galaktyk.

---

Jak wielki jest Wszechświat?

Obserwowalny Wszechświat ma średnicę 93,000,000,000 lat świetlnych.
Dlaczego użyliśmy tu słowa „obserwowalny”? Wszechświat jest o wiele, wiele większy. Jak bardzo – tego nie wiemy. Wiemy jednak, że światło porusza się ze skończoną prędkością (299792458 m/s). Światło z najdalszych zakątków Wszechświata nie zdążyło jeszcze do nas dotrzeć – dlatego ich nie widzimy.

Wiek Wszechświata datuje się na około 13.8 miliarda lat. Przed tym okresem nie istniała przestrzeń, ani czas (więc nie było też żadnego „przed”). Każdy punkt we Wszechświecie ma swój własny, obserwowalny Wszechświat ze średnicą około 93 miliardów lat świetlnych. Dlaczego 93 miliardy, a nie niecałe czternaście? Cóż, odkąd światło najdalszych zakątków Wszechświata zostało wyemitowane, ten cały czas się rozszerzał. Ekspansja, „pęcznienie” przestrzeni nie zatrzymuje się i nie zwalnia. Wszechświat rozszerza się coraz szybciej. Dlaczego tak jest? O tym przeczytasz w następnych artykułach!

93 miliardy lat świetlnych
93,000,000,000 lat świetlnych
880,000,000,000,000,000,000,000 kilometrów. 

Poszukiwana przez nas odpowiedź brzmi: 880 tryliardów kilometrów.
A przynajmniej tyle jesteśmy w stanie zaobserwować. Poza tą granicą, Wszechświat może być nieskończony. Istnieje wiele hipotez dot. tego, co znajduje się za granicą widzialnego Wszechświata. Naukowcy są co do tego zgodni i pewni: znajdują się tam kolejne miliardy galaktyk, a w nich tryliardy gwiazd. Jak wielki jest Wszechświat w całej swojej okazałości – tego raczej nie dowiemy się nigdy. Pięknie jest jednak móc spojrzeć w niebo i się nad tym zastanowić!