Havaittavan maailmankaikkeuden koko

[rintape]

Uusimmassa T&A:ssa tätä kysymyspalstalla käsiteltiin ja foorumillakin asiasta on keskustelua, mutta ei aukene mulle ei. Mun on ihan pakko taas uusi keskustelu aiheesta aloittaa.

Eli siis tuossa uusimmassa lehdessä annettiin havaittavan maailmankaikkeuden halkaisijaksi n. 88 miljardia valovuotta, eli 44 "yhteensuuntaan". Maailmankaikkeus on n. 13.7 miljardia vuotta vanha. Tätä en häpeäkseni pysty ymmärtämään.

Miten voimme havaita valoa, tai minkäänlaista säteilyä, 44 miljardin valovuoden päästä, jos valolla on ollut aikaa tehdä matkaa vasta 13.7 miljardia vuotta?

Kun nuori maailmankaikkeus nykykäsityksen mukaan hetken laajeni valoa nopeammin, niin "venyikö" valonsäteet mukana? Kuvitellaan kaksi ajan alkuhämärän yksinäistä laserrevolverisankaria kaksintaisteluun. Molemmat laukaisevat aseensa juuri sellaisella hetkellä, että kun säde on matkalla kohti vastustajaa alkaa tuo kaikkeuden valoa nopeampi laajeneminen. Tavoittaako säde koskaan vastustaa, vai loitontaako laajeneva kosmos heitä toisistaan niin, että säde ei koskaan osu?

Petri

[mijuss]

Laajenemisnopeus riippu tarkasteltavasta välimatkasta. Mitä suurempi välimatka sitä nopeammin kohteet loittonevat toisistaan. Varhaisessa maailmankaikkeudessa tämä ylivalonnopeuden laajeneminen tapahtui jo pienillä etäisyyksillä. Sen jälkeen laajenemisvauhti on hidastunut ja meidän havaintohorisonttimme laajenee kokoajan ja varhaiset säteet saavat meidät kiinni. Eli näemme kosmisessa taustasäteilyssä 80 mijoonan valovuoden halkaisijan varhaisesta maailmankaikkeudesta. Nyt tämä sama alue on halkaisijaltaan se 88 miljardia valovuotta (laskelmien mukaan), sitä ei tietenkään voida suoraan havaita.

[mistral]

Tätä tilannetta voisi verrata venyvällä kumimatolla juoksijaan, joka vastaa taustasäteilyfotonia.

Kun juoksija lähtee 13,7 mrd vuotta sitten juoksemaan, sanotaan nyt vaikka että se on 13,7 tuntia, venyvällä kumimatolla. Lähdössä maalin eli meidän etäisyys on vaikka 40 miljoonaa millimetriä. Kun juoksija etenee, venyy kumimatto koko ajan ja näin hänen matkakseen tulee 13,7 miljardia millimetriä. Tämä juoksija/fotoni on kaukaisin horisontti, minkä voimme nähdä. Kuitenkin tiedämme varmasti että lähtöviiva on kumimaton venymisen takia siirtynyt juoksijan tullessa maaliin jopa 44 miljardin millimetrin päähän (vaikka emme voi nähdä sitä).

En ole laskenut juoksijan nopeutta, sehän ei vastaa todellisuutta

[Kaizu]

Eli siis tuossa uusimmassa lehdessä annettiin havaittavan maailmankaikkeuden halkaisijaksi n. 88 miljardia valovuotta, eli 44 "yhteensuuntaan". Maailmankaikkeus on n. 13.7 miljardia vuotta vanha. Tätä en häpeäkseni pysty ymmärtämään.

13,7 mrd vuoden aikana tuo osa avaruutta on laajentunut niin että ko. kohteiden etäisyys on nyt 44 mrd valovuotta.

Miten voimme havaita valoa, tai minkäänlaista säteilyä, 44 miljardin valovuoden päästä, jos valolla on ollut aikaa tehdä matkaa vasta 13.7 miljardia vuotta?

Emme voikaan. Ne kohteet joiden näemme nyt olevan 13,7 mrd valovuoden päässä ovat kerinneet liikkua meistä 44 mrd valovuoden päähän sillä aikaa kun valo tuli sieltä tänne. Tämän hetken tilannetta pääsisimme tutkimaan 44 mrd:n vuoden päästä jos välillä oleva avaruus lakkaisi laajenemasta. Jos välillä oleva avaruus laajenee valoa hitaammin, voimme nähdä tämän päivän tilanteen joskus pidemmän ajan kuluttua ja jos laajeneminen on valoa nopeampaa, emme saa koskaan tietää kuinka kävi.

Kun nuori maailmankaikkeus nykykäsityksen mukaan hetken laajeni valoa nopeammin, niin "venyikö" valonsäteet mukana? Kuvitellaan kaksi ajan alkuhämärän yksinäistä laserrevolverisankaria kaksintaisteluun. Molemmat laukaisevat aseensa juuri sellaisella hetkellä, että kun säde on matkalla kohti vastustajaa alkaa tuo kaikkeuden valoa nopeampi laajeneminen. Tavoittaako säde koskaan vastustaa, vai loitontaako laajeneva kosmos heitä toisistaan niin, että säde ei koskaan osu?

Niin pitkään kuin avaruuden laajeneminen on valoa nopeampaa lasersäteet loittonevat toisistaan. Jos väliin jäävän avaruuden laajeneminen hidastuu alle valon nopeuteen, alkavat säteet taas lähetä vastustajiaan.

Kaizu

[Jutte]

Petri otti tosiaan vanhemman uutisen esiin, josta on foorumilla kirjoitettu ja johon osallistuin tuolloin itsekin. Tuolloin minua jäi vaivaamaan samat kysykset, joihin tuli mielestäni "vääriä" vastauksia. Otsikko kun oli "havaittavan maailmankaikkeuden koko" ei siis arvioitu maailmankaikkeuden koko, joka olisi asiaan sopinut paremmin. Kaizun kanssa samaa mieltä: ei voi havaita kun ei voi saada tietoa yli 13,7 miljardin vv:n päästä.

[rintape]

Mun pitää taas ymmärtää tämä ihan omin sanoin. Eli siis.

Tällä hetkellä kaukaisin kohde joka on havaittu on muistaakseni hieman yli 13 miljardin valovuoden päässä. Tai siis kun siitä nyt havaitsemaamme säteilyä tutkimme ja katsomme, se oli tuolla etäisyydellä. Sinä aikana, kun valo on tuolta etäisyydeltä kulkenut tänne, on itse kohde liikkunut meistä jo yli 40 miljardin valovuoden päähän.

No olikohan tuossa nyt montaa omaa sanaa, tässä kirjoittaessa kun Kaizun viestiä luen niin omanihan on melkein suoraa kopiota. Mutta kirjoittaminen on hyvä tapa ajatella.

Petri

[Umbra]

Kun sanomme kaukaisimpien havaittujen kohteiden olevan 13 miljardin valovuoden päässä, tarkoitamme että havaitsemamme valo on matkannut avaruudessa 13 miljardin vuoden ajan. Silloin kun valo on lähtenyt liikeelle, kyseiset kohteet olivat huomattavasti lähempänä. Tänä päivänä ne ovat huomattavasti kauempana. Mistralin vertaus venyvällä kumimatolla juoksemisesta kuvaa hyvin asiaa.