Wszechświat jest tak wielki, że pozwala zobaczyć przeszłość i przyszłość. Jak to możliwe?

Nie jest to owocem żadnego gdybania czy niepotwierdzonych teorii na temat tego co może się stać. To w istocie niepodważalne fakty, które można potwierdzić dowodami. Skąd jednak wiemy z pewnością, co wydarzy się w przyszłości? Jakie jest źródło wspomnianych dowodów i dlaczego są one niepodważalne? 

Odpowiedź jest zaskakująco prosta: z obserwacji wszechświata. Teleskop Kosmiczny Hubble’a i inne teleskopy na Ziemi od kilku dekad prowadzą obserwacje kosmosu i zbierają dane. To dzięki nim i ogromowi kosmosu możemy zaobserwować gwiazdy takie jak nasze Słońce w momencie powstawania, życia i ich końca. To samo dotyczy historii i przyszłości Ziemi i jakiegokolwiek innego obiektu. Innymi słowy, nasza przeszłość, jak i przyszłość dzieją się dokładnie teraz, tylko gdzie indziej.

Czytaj także:
- Eksperyment potwierdza, że źródłem życia na Ziemi jest energia słoneczna. Zapomnijcie, co czytaliście w podręcznikach
- 10 najważniejszych pytań dotyczących kosmosu, na które wciąż nie znamy odpowiedzi
- Naukowcy odkryli dziwne symetrie. Chronią Ziemię przed zderzeniem z innymi planetami

Wszechświat jest tak niewyobrażalnie wielki, że można powiedzieć bez przesady, że dzieje się w nim wszystko. I to w dodatku na raz. Dokładnie teraz, gdzieś w otchłani kosmosu rodzi się nowa gwiazda o bardzo podobnym składzie i masie do naszego Słońca. Gdzieś indziej, w tym samym czasie, inna gwiazda bliźniaczo podobna do naszej, jest otoczona przez dysk pyłu i materii. Możemy dzięki temu zaobserwować jak na skutek grawitacji w tym „kosmicznym gruzie” dochodzi do formowania się planet i ich księżyców.

Jeszcze gdzieś indziej możemy odnaleźć uformowane już planety, z wykształconymi atmosferami, które krążą po ustabilizowanych orbitach w swoich układach planetarnych. Gdy z kolei skierujemy nasze teleskopy w jeszcze inny rejon kosmosu, zobaczymy odległe słońca w końcowej fazie ich życia; to jak w tej chwili rozszerzają się i pochłaniają otaczające je planety.  

Wszechświat jest dla naukowców, jakkolwiek banalnie by to nie brzmiało, dosłownie nieskończonym polem do obserwacji i nauki. Istnieje w nim niezliczona ilość obiektów i zjawisk, co w połączeniu z naszą ciekawością i umiejętnościami technologicznymi pozwala nam nie tylko na zadawanie pytań, ale także na znajdowanie odpowiedzi. 

Innym kluczowym czynnikiem przy poznawaniu naszej przeszłości i przyszłości jest wynikające z ogromu wszechświata opóźnienie, z jakim dociera do nas światło. Dzięki temu nie tylko możemy obserwować nieograniczony repertuar ciał kosmicznych i wydarzeń z ich udziałem, ale także, zupełnie dosłownie obserwować przeszłość w…czasie rzeczywistym.

Światło porusza się z największą prędkością ze wszystkich rzeczy we wszechświecie. Wynosi ona dokładnie 299 792 458 metrów na sekundę. Pozwoliłaby ona na okrążenie Ziemi wokół równika ponad 7 razy w ciągu sekundy! Jednak nawet światło z jego prędkością wymaga czasu, by przebyć gigantyczne odległości, jakie dzielą Ziemię od innych zakątków wszechświata. By dotrzeć do nas choćby ze Słońca, potrzebuje ono całych ośmiu minut. To oznacza, że widzimy Słońce nie takim, jakim ono jest w danej chwili, ale takim, jakie było 8 minut wcześniej.

Przy okazji, z prędkością światła powiązana jest też miara odległości we wszechświecie, jaką jest właśnie dystans, jaki jest w stanie przebyć światło w ciągu ziemskiego roku, czyli rok świetlny. Jeśli np. jakaś gwiazda jest od nas odległa o sto lat świetlnych, oznacza to, że światło potrzebuje stu lat by przebyć drogę od niej do nas. Mając w pamięci czas, jakiego potrzebuje światło na dotarcie do nas ze Słońca, można powiedzieć, że nasza gwiazda znajduje się osiem minut świetlnych od Ziemi.

Jeśli spojrzymy na rozgwieżdżone niebo nocą, w związku z tym, tak naprawdę ujrzymy gwiazdy w miejscu i stanie, w jakim istniały miliony, a nawet miliardy lat temu. Innymi słowy, zobaczymy przeszłość. O tym, jak wyglądają one obecnie, będą mogli przekonać się ludzie za kilka milionów lat, kiedy światło, które owe gwiazdy emitują dzisiaj, dotrze do naszej planety. 

Poniżej filmik, który doskonale obrazuje to, ile czasu zajmuje światłu podróż pomiędzy różnymi miejscami w kosmosie:

Można to sobie wyobrazić jako nić łączącą nasze oczy z określoną gwiazdą. Obiekt naszej obserwacji jest kłębkiem, z którego rozwijana jest nić. Nasze oczy można potraktować jako szpulkę, na którą owa nić jest nawijana. Docierające do nas światło jest taką nieustannie „nawijaną” przez nas nicią. To ciągła smuga, generowana przez gwiazdę, i która pokonuje bezkresne przestrzenie kosmosu, by w końcu trafić do naszych źrenic. Fragment nici, który właśnie nawijamy na szpulkę, został rozwinięty z gwiezdnego „kłębka” dawno temu.

Jeśli dana gwiazda skończyła swój cykl życia i dziś w jej miejscu znajduje się na przykład obiekt określany mianem „brązowego karła” - niemal niewidoczna kula materii generująca minimalne ilości światła, my wciąż widzimy ją jeszcze jako normalną, świecącą gwiazdę. O tym, że jej stan się zmienił dowiemy się dopiero wtedy gdy światło wygenerowane przez nią w momencie jej „śmierci” dotrze na Ziemię. 

Ten fakt decyduje o tym, że mamy niezwykłą możliwość obserwowania wszechświata z całym jego inwentarzem takim, jakim był nawet miliardy lat temu. Wszystko zależy od odległości, jaka dzieli nas od źródła światła i wynikającego z niej czasu, jakiego potrzebowało ono, by do nas dotrzeć. To stąd wiemy, jak wyglądał kosmos np. 10 miliardów lat temu. Do dziś bowiem dociera do nas światło, które zostało wtedy wygenerowane.

Z jednej więc strony, dzięki rozmiarom kosmosu możemy zobaczyć, jak zachodzą najróżniejsze procesy i zjawiska w jednej chwili - wystarczy skierować teleskop w odpowiednią stronę. Z drugiej natomiast, również dzięki jego skali, możemy zobaczyć kosmos w pełnym przekroju czasowym. Obszary bliżej nas widzimy takimi, jakie były stosunkowo niedawno. Miejsca, od których dzielą nas większe dystanse, obserwujemy z odpowiednim opóźnieniem. 

Świadomość ogromu kosmosu i wynikających z niej realiów pozwala na zrozumienie, jak bogaty jest zasób informacji, jaki możemy czerpać z obserwacji wszechświata. Teleskop Kosmiczny Hubble’a czy jego nowszy partner Teleskop Kosmiczny Jamesa Webba to nie tylko wyrafinowane urządzenia zdolne do obserwacji wszechświata w różnym spektrum światła od podczerwieni przez światło widzialne do ultrafioletu. Razem z innymi obserwatoriami na Ziemi i na orbicie zdolnymi rejestrować rzeczywistość np. przy pomocy promieni gamma stanowią nie tylko autentyczne wehikuły czasu. Są także jednymi z najbardziej niezwykłych narzędzi do poznawania wszechświata w całej jego złożoności i całym niemal, wynoszącym ponad 13 miliardów lat czasie jego istnienia. 

Bez względu na to, czy oglądamy wszechświat przy ich pomocy, czy patrzymy na niego własnymi oczami, podziwiając gwiazdy na niebie, obserwujemy niewyobrażalnie zamierzchłą przeszłość. Jednocześnie doświadczamy też ogromu kosmosu, który sprawia, że nawet światło potrzebuje wielu milionów lub miliardów lat, by do nas dotrzeć. Pamiętajcie o tym, gdy następny raz spojrzycie w niebo.