Πόσο μεγάλο είναι το Σύμπαν;

Το σημερινό, παρατηρήσιμο σύμπαν έχει προσδιοριστεί ότι έχει πλάτος 156 δισεκατομμύρια έτη φωτός, με σφάλμα μικρότερο από 1%, από το τελευταίο τηλεσκόπιο βαθέων διαστήματος WMAP. Αρχικά, μπορεί να φαίνεται αδύνατο οι επιστήμονες να είναι τόσο σίγουροι για αυτήν την αστρονομική μέτρηση, αλλά αυτός ο αριθμός έχει περιοριστεί από χρόνια έρευνας και προσδιορίστηκε από πολλά μονοπάτια έρευνας. Επίσης, το μέγεθος του σύμπαντος εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το σχήμα, την ηλικία, την επιτάχυνση και τη συνολική του μάζα, επομένως είμαστε πολύ σίγουροι για αυτό το σχήμα.

Το 2003, ο ανιχνευτής ανισοτροπίας μικροκυμάτων Wilkinson έστειλε αρκετά δεδομένα ώστε οι επιστήμονες να δημοσιεύσουν εξαιρετικά αξιόπιστες μελέτες που αποκάλυψαν δύο προηγουμένως άγνωστα γεγονότα. Προσδιόρισαν ότι το σύμπαν είναι επίπεδο, πράγμα που σημαίνει ότι η τυπική ευκλείδεια γεωμετρία ισχύει στη μεγαλύτερη κλίμακα. Αυτό μπορεί να γίνει κατανοητό λέγοντας ότι μια ευθεία γραμμή λίγο πολύ παραμένει ευθεία για όσο καιρό εκτείνεται. Διαπίστωσαν επίσης ότι επιταχύνεται με ολοένα αυξανόμενο ρυθμό, πράγμα που σημαίνει ότι όλη η μάζα απομακρύνεται η μία από την άλλη με ολοένα και μεγαλύτερες ταχύτητες. Τα δεδομένα WMAP μέτρησαν τη θερμοκρασία, που ονομάζεται κοσμική ακτινοβολία υποβάθρου μικροκυμάτων, του παρατηρήσιμου σύμπαντος μας με πρωτοφανή ακρίβεια, με σφάλμα 5%. Από αυτά τα γεγονότα, μπορούμε να συμπεράνουμε στοιχεία όπως η ακτίνα του.

Να θυμάστε ότι το μέγεθος του σύμπαντος δεν είναι μια σταθερή τιμή, ούτε είναι το μέγεθος ενός αντικειμένου όπως το αντιλαμβανόμαστε παραδοσιακά. Είναι στην πραγματικότητα το μέγεθος του ίδιου του διαστήματος, και καθώς το διάστημα επεκτείνεται, το ίδιο συμβαίνει και με το διάστημα μεταξύ πλανητών, αστεριών και γαλαξιών. Στην αρχή του σύμπαντος, η Μεγάλη Έκρηξη δημιούργησε χώρο και χρόνο όπως τους ξέρουμε. Από εκείνη τη στιγμή, το διάστημα επεκτείνεται, επομένως βρίσκουμε το μέγεθός του μετρώντας πόσο μακριά θα μπορούσε να έχει διανύσει το φως από τη Μεγάλη Έκρηξη, μαζί με το πόσο εκτεινόταν το ίδιο το διάστημα.

Μπορούμε μόνο να κοιτάξουμε ή να επικοινωνήσουμε μέχρι την άκρη, ή τον «ορίζοντα», όπου το φως έχει ταξιδέψει από την αρχή του σύμπαντος. Το μέγεθος του σύμπαντος σημαίνει τον χώρο στον οποίο μπορούμε να αλληλεπιδράσουμε με οτιδήποτε. Ποτέ δεν θα μάθουμε τι είναι «πέρα» από αυτό το όριο, γιατί δεν υπάρχει τρόπος να μάθουμε τίποτα γι’ αυτό, επομένως είναι παράλογο να θεωρούμε το βασίλειο «έξω» του σύμπαντός μας ή να αναρωτιόμαστε σε τι επεκτείνουμε «μέσα».

Ένα ανεξάρτητο μέτρο του μεγέθους του σύμπαντός μας μπορεί να δοθεί μελετώντας τα παλαιότερα αστέρια. Τα παλαιότερα αστέρια που έχουμε βρει είναι πιθανώς κάπου μεταξύ 11 και 14 δισεκατομμυρίων ετών φωτός. Αν είχαμε αστέρια μεγαλύτερα από τη μεγαλύτερη απόσταση που θα μπορούσε να έχει διανύσει το φως, τότε θα ξέραμε ότι κάτι δεν πήγαινε καλά με τους υπολογισμούς μας. δεν θα υπήρχε αρκετός χρόνος για να εξελιχθούν.