Πώς γίνεται σε οποιοδήποτε γαλαξία κι αν είμαστε να βλέπουμε ότι είμαστε στο κέντρο του σύμπαντος; Το Big Bang έχει ηλικία 13,5 δισεκατομμύρια χρόνια και τώρα το ορατό είναι 93 δισεκατομμύρια χρόνια. Γιατί τόσο μεγάλη διαφορά στα νούμερα;

Εικόνα 1: Το Σύμπαν μας σε λογαριθμική κλίμακα. Στο κέντρο, βρίσκεται το Ηλιακό μας σύστημα και ο Γαλαξίας μας, ενώ σε μεγαλύτερες αποστάσεις παρατηρούμε τους άλλους γαλαξίες και τον “κοσμικό ιστό”. Image Credit: Wikipedia user Pablo Carlos Budassi

Η κεντρική ιδέα με την οποία σχετίζεται η ερώτησή σου ονομάζεται κοσμολογική αρχή. Σύμφωνα με την αρχή αυτή η κατανομή της ύλης στο σύμπαν μας είναι ομοιόμορφη, ενώ ταυτόχρονα το ίδιο το σύμπαν είναι ισοτροπικό, δηλαδή μοιάζει/συμπεριφέρεται το “ίδιο” προς όλες τις κατευθύνσεις. 

Η κοσμολογική αρχή φαίνεται πράγματι να ισχύει, αφού αν επιχειρήσει κανείς να μελετήσει τον ουρανό για αρκετά μεγάλες αποστάσεις από τη Γη και για αρκούντως μεγάλα βάθη, δηλαδή ένα κομμάτι με αρκετά μεγάλο όγκο, θα βρει τον ίδιο κατα μέσο όρο αριθμό γαλαξιών οποιαδήποτε περιοχή του ουρανού κι αν διαλέξει (ομοιομορφία). Ταυτόχρονα, ανεξάρτητα από την κατεύθυνση στην οποία θα στρέψει το τηλεσκόπιό του (ισοτροπία) θα παρατηρήσει πως οι υπό μελέτη γαλαξίες “τρέχουν” μακριά μας με ταχύτητα ανάλογη της απόστασής τους από εμάς. Ο τρόπος αυτός με τον οποίο απομακρύνονται οι γαλαξίες είναι που κάνει όλους τους υποψήφιους παρατηρητές να νομίζουν πως είναι στο κέντρο του σύμπαντος. 

Να σημειώσουμε ακόμα, πως τίποτα από τα παραπάνω δε θα ίσχυε εάν το Big Bang ήταν μια έκρηξη που συνέβη σε ένα συγκεκριμένο σημείο του χώρου (πχ κάπου κοντά στο Ηλιακό μας σύστημα). Ένας τρόπος για να εξηγήσουμε τη φαινόμενη ομοιογένεια και ισοτροπία του σύμπαντος είναι να υποθέσουμε πως το Big Bang ήταν μια διαδικασία που, αφενός συνέβη σε κάθε σημείο ταυτόχρονα και που αφετέρου έκανε τον χώρο γύρω από το εκάστοτε σημείο να “τεντώνει” σαν να ήταν ένα ελαστικό σεντόνι. Η εξήγηση αυτή είναι μέχρι τώρα η μόνη που μπορεί να συμβιβάσει όλα τα παρατηρησιακά δεδομένα.

Θα πρέπει ωστόσο να αναφέρουμε ότι “τοπικά”, δηλαδή όταν οι αποστάσεις που μελετάμε είναι μικρές, καθόλου στο κέντρο δε θα νιώθουμε, αφού οι περισσότεροι γαλαξίες είναι μέλη μεγαλύτερων συστημάτων και ως εκ τούτου σε σχετική κίνηση ως προς αυτά (όπως η Γη ανήκει σε ένα ηλιακό σύστημα και είναι σε σχετική κίνηση ως προς το κέντρο μάζας του που είναι ο Ήλιος). Με άλλα λόγια, “τοπικά”, οι κινήσεις των γαλαξιών επηρεάζονται κυρίως από τις γειτονικές βαρυτικές αλληλεπιδράσεις, παρά από τη γενικότερη διαστολή του Σύμπαντος. Τα συστήματα αυτά είναι οι περιβόητες ομάδες και τα σμήνη γαλαξιών. Για αυτά όμως, θα μιλήσουμε μια άλλη φορά.

Εικόνα 2: Στην απάντηση αναφερόμαστε σε δύο διαφορετικές αποστάσεις. Η πρώτη σχετίζεται με την απόσταση της Γης από το Big Bang (ή με βάση την εικόνα από τη Κοσμική Ακτινοβολία Υποβάθρου – η διαφορά είναι πολύ μικρή, σε σχέση με την ηλικία του Σύμπαντος) – δηλαδή με την ακτίνα του παραπάνω κύκλου. Η δεύτερη αναφέρεται στην απόσταση δύο αντιδιαμετρικών σημείων στο Σύμπαν – δηλαδή σχετίζεται με τη διάμετρο του παραπάνω κύκλου. Image Credit: Wikipedia


Σχετικά με τη δεύτερη ερώτηση πρέπει να πούμε πως στην πραγματικότητα δεν υπάρχει κάτι το αντιφατικό, με την έννοια ότι τα νούμερα αυτά αναφέρονται σε δύο διαφορετικά πράγματα. Το ένα (13,8 περίπου δισεκατομμύρια χρόνια) αναφέρεται στην ηλικία του σύμπαντος. Το άλλο (93 δισεκατομμύρια έτη φωτός και όχι χρόνια) αναφέρεται στην απόσταση (ένα έτος φωτός είναι η χωρική απόσταση που διανύει το φως σε ένα έτος) των δύο πιο μακρινών από εμάς αντιδιαμετρικών ορατών “σημείων” στο σύμπαν. Το φως αυτών των “σημείων”, το οποίο ονομάζεται κοσμική ακτινοβολία υποβάθρου, εκπέμφθηκε πριν από 13.8 περίπου δισεκατομμύρια χρόνια και μας πληροφορεί ότι, εάν βρίσκονταν ένας γαλαξίας στο κάθε ένα από αυτά, θα απομακρυνόταν από εμάς με τέτοιο ρυθμό (λόγω της διαστολής του χώρου) που σήμερα θα πρέπει να βρίσκονται 46,5 περίπου δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά μας. Έτσι η απόσταση μεταξύ τους είναι περίπου 93 δισεκατομμύρια έτη φωτός (46,5+46,5).