Një univers në zgjerim e bën matjen e distancave më të ndërlikuar, sepse hapësira nuk mbetet e pandryshuar ndërsa drita udhëton përmes saj. Galaktikat vazhdojnë të emetojnë dritë, por asaj drite mund t’i duhen miliarda vjet për të përshkuar kozmosin përpara se të arrijë tek ne. Gjatë atij udhëtimi, universi vazhdon të zgjerohet, duke rritur ndarjen mesatare midis galaktikave (po, e di që ndonjëherë galaktikat mund të përplasen, por këtu po flasim në kuptimin mesatar, në shkallë të mëdha).
Kjo do të thotë se, kur një teleskop kap dritën nga një galaktikë e largët, imazhi nuk tregon se ku ndodhet ajo galaktikë sot. Ai tregon galaktikën ashtu siç dukej kur drita filloi udhëtimin e saj. Për të vlerësuar distancën e saj të tanishme, astronomët duhet të përdorin një model kozmologjik që merr parasysh mënyrën se si universi është zgjeruar me kalimin e kohës.
Modeli kryesor që përdoret sot quhet ΛCDM (Lambda-CDM). Ai përfshin materien e errët (episod tjetër) dhe energjinë e errët (episod tjetër). Forcat dhe kufizimet e ΛCDM-së ia vlen të diskutohen veçmas (episod tjetër), por modelet alternative nuk e ndryshojnë ndjeshëm pamjen e përgjithshme të përshkruar këtu.
Skaji i Universit të Vëzhgueshëm
Universi është rreth 13,77 miliardë vjet i vjetër, por rajonet më të largëta që mund të vëzhgojmë tani janë afërsisht 45 miliardë vite-dritë larg. Hapësira u zgjerua gjatë gjithë kohës që drita e tyre po udhëtonte drejt nesh.
Ky kufi njihet si horizonti i grimcave, horizonti kozmologjik ose horizonti bashkëlëvizës (comoving horizon), në varësi të asaj se sa teknik dëshiron të dukesh në atë moment. Ai përcakton skajin e jashtëm të flluskës sonë të vëzhgueshme dhe shënon distancën më të madhe që mund të shohim sot.
Në fillim, shifrat duken kontradiktore. Si mund të shtrihet universi i vëzhgueshëm 45 miliardë vite-dritë larg, kur universi është vetëm 13,77 miliardë vjet i vjetër? Përgjigjja është se universi mund të zgjerohet më shpejt se drita.
Pse lejohet zgjerimi më i shpejtë se drita
Kjo nuk shkel ligjet e fizikës. Shpejtësia e dritës kufizon sa shpejt objektet mund të lëvizin përmes hapësirës në një rajon lokal. Një vëzhgues nuk do të shohë kurrë një anije kozmike aty pranë të kalojë më shpejt se drita.
Zgjerimi kozmik është ndryshe. Galaktikat e largëta nuk janë domosdoshmërisht duke lëvizur përmes hapësirës në kuptimin e zakonshëm. Në vend të kësaj, hapësira midis nesh dhe atyre galaktikave po zgjerohet. Relativiteti special nuk vendos të njëjtin kufizim mbi shpejtësinë me të cilën distanca të mëdha mund të rriten në të gjithë universin.
Astronomët mund të vlerësojnë se sa shpejt një galaktikë po largohet duke matur zhvendosjen drejt të kuqes (redshift). Ndërsa një galaktikë largohet, drita e saj shtrihet drejt gjatësive valore më të kuqe në spektrin elektromagnetik. Edwin Hubble përdori këtë efekt për të zbuluar prova se universi po zgjerohet.
Në një univers në zgjerim, galaktikat më të largëta përgjithësisht largohen më shpejt, sepse një sasi më e madhe hapësire ndodhet midis tyre dhe nesh. Më shumë hapësirë do të thotë më shumë distancë që mund të zgjerohet.
Pika në të cilën galaktikat fillojnë të largohen më shpejt se drita quhet distanca e Hubble-it. Ajo ndodhet rreth 13,77 miliardë vite-dritë larg.
Pse ende mund të shohim galaktika që lëvizin më shpejt
Ne mund të vëzhgojmë galaktika përtej distancës së Hubble-it sepse drita që arrin tek ne sot u emetua shumë kohë më parë, kur ato galaktika ishin shumë më afër. Mund të marrim gjithashtu përfundimisht dritë nga disa galaktika që ndodhen edhe më larg, me kusht që drita të ketë filluar të udhëtojë drejt nesh kur galaktikat ishin më pranë.
Megjithatë, ekziston një kufi përfundimtar i quajtur horizonti kozmologjik i ngjarjeve (i cili është paksa i ndryshëm nga horizonti i ngjarjeve të një vrime të zezë). Aktualisht ai ndodhet rreth 17 miliardë vite-dritë larg.
Çdo dritë e emetuar TANI nga përtej atij kufiri NUK do të arrijë KURRË tek ne, pavarësisht sa gjatë presim. Zgjerimi i hapësirës do ta pengojë atë të përshkojë distancën gjithnjë në rritje.
Energjia e errët dhe zhdukja e Universit
Zgjerimi përshpejtues i shkaktuar nga energjia e errët e bën këtë ndarje edhe më ekstreme. Horizonti kozmologjik i ngjarjeve do të vazhdojë të zgjerohet në të ardhmen, por përfundimisht do t’i afrohet një distance maksimale prej rreth 60 miliardë vite-dritë.
Edhe atëherë, vëzhguesit nuk do të jenë në gjendje të shohin gjithçka brenda asaj distance. Drita nga galaktikat më të largëta do të zgjatet deri në gjatësi valore kaq të mëdha, saqë praktikisht do të zhduket nga pamja.
Pas rreth 100 miliardë vjetësh, çdo galaktikë përtej Grupit Lokal të galaktikave do të zbehet nga shikimi, përgjithmonë. Vëzhguesit e së ardhmes do të jetojnë në një univers që do të duket shumë më i vogël dhe më bosh sesa ai që mund të shohim sot.
