Расширяющаяся вселенная усложняет измерение расстояний, потому что пространство не остаётся фиксированным, пока свет путешествует через него. Галактики продолжают излучать свет, но этот свет может провести миллиарды лет, пересекая космос, прежде чем достигнет нас. Во время этого путешествия вселенная продолжает расширяться, увеличивая среднее расстояние между галактиками (да, мы знаем, что галактики могут сталкиваться, но в среднем, в больших масштабах, они удаляются друг от друга).

Это означает, что когда телескоп захватывает свет от далёкой галактики, изображение не показывает, где эта галактика находится сегодня. Оно показывает галактику такой, какой она была, когда свет начал свой путь. Чтобы оценить её текущее расстояние, астрономы должны использовать космологическую модель, которая учитывает, как вселенная расширялась со временем.

Ведущая модель, используемая сегодня, называется LCDM. Она включает тёмную материю (другой эпизод) и тёмную энергию (другой эпизод). Сильные и слабые стороны LCDM стоит обсудить отдельно (другой эпизод), но альтернативные модели не сильно меняют общую картину, описанную здесь.

Возраст вселенной составляет около 13,77 миллиарда лет, но самые отдалённые области, которые мы можем наблюдать, сейчас находятся примерно в 45 миллиардах световых лет. Пространство расширялось всё время, пока их свет путешествовал к нам.

Эта граница известна как горизонт частиц, космологический горизонт или сопутствующий горизонт, в зависимости от того, насколько стильно вы себя чувствуете в данный момент. Он определяет внешний край нашего наблюдаемого пузыря и отмечает наибольшее расстояние, которое мы можем видеть сегодня.

Сначала цифры кажутся противоречивыми. Как может наблюдаемая вселенная простираться на 45 миллиардов световых лет, если её возраст всего 13,77 миллиарда лет? Ответ в том, что вселенная может расширяться быстрее скорости света.

Почему расширение быстрее скорости света разрешено

Это не нарушает законы физики. Скорость света ограничивает, как быстро объекты могут двигаться через пространство в локальной области. Наблюдатель никогда не увидит, как рядом пролетает ракета быстрее скорости света.

Космическое расширение — другое дело. Далёкие галактики не обязательно мчатся через пространство в обычном смысле. Вместо этого пространство между нами и этими галактиками растёт. Специальная теория относительности не накладывает такого же ограничения на то, как быстро могут увеличиваться большие расстояния во вселенной.

Астрономы могут оценить, как быстро галактика удаляется, измеряя её красное смещение. Когда галактика удаляется, её свет растягивается в сторону более красных длин волн в электромагнитном спектре. Эдвин Хаббл использовал этот эффект, чтобы найти доказательства расширения вселенной.

В расширяющейся вселенной более далёкие галактики обычно удаляются быстрее, потому что между ними и нами находится больше пространства. Больше пространства означает больше расстояния, которое может расширяться.

Точка, на которой галактики начинают удаляться быстрее скорости света, называется расстоянием Хаббла. Она находится примерно в 13,77 миллиарда световых лет.

Почему мы всё ещё можем видеть более быстрые галактики

Мы можем наблюдать галактики за пределами расстояния Хаббла, потому что свет, достигающий нас сегодня, был испущен давно, когда эти галактики были гораздо ближе. Мы также можем в конечном итоге получить свет от некоторых галактик, расположенных ещё дальше, при условии, что свет начал путешествовать к нам, когда галактики были ближе.

Однако есть предельная граница, называемая космологическим горизонтом событий (который слегка отличается от горизонта событий чёрной дыры). В настоящее время он находится примерно в 17 миллиардах световых лет.

Любой свет, испущенный ПРЯМО СЕЙЧАС за этой границей, НИКОГДА не достигнет нас, никогда, сколько бы мы ни ждали. Расширение пространства помешает ему преодолеть растущее расстояние.

Ускоряющееся расширение, вызванное тёмной энергией, делает это разделение ещё более экстремальным. Космологический горизонт событий будет продолжать расширяться в будущем, но в конечном итоге достигнет максимального расстояния около 60 миллиардов световых лет.

Даже тогда наблюдатели не смогут увидеть всё в пределах этого расстояния. Свет от самых