Космічна машина часу: як телескоп JWST никат у минулӯсть

Минулый тыждень быв читаво інтересным у світі наукы, маймало спозад того, ож дӯстали сьме перві читаві образчикы уд телескопа JWST (James Webb Space Telescope). Сякі образчикы, гикой закрїпленый высше, давут нам шансу кукнути на ґалактикы, як они вызирали бӯлш як 13 міліардӯв рокӯв назад.

Тяжко у копоню си укласти накӯлко важными сут исї фотоґрафії, бо они удкрывут нам преповно інформації за тото, як наш універзум ся розшыряв, тай ци добрі мы рахуєме космічні дістанції.

Путуєме у минулӯсть, днись

«Позирати назад у минулӯсть» – звучит гикой чудный концепт, айбо ипен сим ся занимавут изглядачі космоса каждый динь.

Зачнеме май издалека: універзум фунґує по даякым законам фізикы, спомежи котрых у сьому трафункови нам буде майінтересным єден «закон» за быстроту світла. У сьому припадї «світло» вто буде хоть-яка габа у космосови, што летит на скорости 300,000 кілометрӯв за секунду.

Скорӯсть світла, у нашых из вами бытовых реаліях, много значіня не має, бо про нас ото ся удбыват моментално. Но кой говориме за космічні маштабы, та даже на такӯв фантастічнӯв скорости будете потребовати даякый час, обы ся даґде дӯстати помежи космічныма обєктами.

Кидь си станеме уночи та побзераєме на Місяць, та направду будеме видїти став Місяця 1,3 секунды назад, бо ипен тӯлко треба часу, обы выдбитоє світло уд Сонця долетїло ид нам. Айно, исе дрӯбля, айбо исе ужек «минулӯсть». Из Сонцьом ситуація подобна, но часу вже треба бӯлше: світло уд нашої дзвізды летит ид нам пиля восьми минут.

Наша ґалактика (Молочна Дорога) простїгат ся на бӯлше як 100,000 світловых рокӯв. А дзвізды, што ся «уродили» у туманности Небулы, котрї видиме на образчикови JWST пониже, сут за 7,500 світловых рокӯв выд нас. Значит тоты дзвізды родили ся на 2,000 рокӯв скорше, як люди в Месопотамії зачали мирьковати над сотворїньом письма.

Туманнӯсть «Небула», NASA

Рахувучи сякі веліканські дістанції помежи космічныма обєктами, треба розуміти, ож каждый раз, як кукаме даґде убока уд Земли, та никаєме не на типирїшньый час, а на тото, як тото всьо вызирало у минулости. Астрономам тото лиш на руку, бо дякувучи такому «старому» світлови, мы можеме помирьковати як ся тото вшытко стало, як сись Універзум ся дӯстав сюды.

Чом JWST такый выдїльный?

За первоє треба розуміти, ож телескопы, котрі фізічно сут у космосови, можут видїти многым бӯлше, як мы туй; про них доступні довготы світла, які не можут прӯйти крӯзі атмосферу Земли. Телескоп Габла (Hubble) быв нацїленый на ултрафіаловый тай видимый спект світла. В тот час, як JWST буде «видїти» многым май шырокый спект, а головноє — інфрачерленый спектр, што є причинов чом вӯн видит май далеко у минулӯсть, гикой телескоп Габла.

Поруняня видимости спектра помежи телескопами Hubble тай JWST

Ґалактикы умітувут вон цїлый шор рӯзної зарї, на всякых довготах: уд ґамма-зарї до радіо, но тай повно всього помежи нима. Сись спектр дає нам преповно важної інформації за фізічні процесы, што ся удбывавут у тӯв ґалактици.

Кой бисїда иде за доста недалекі ґалактикы, йихньоє світло не было щи силно деформовано, змінено, та мы можеме не трудно аналізовати тоты дані, обы порозуміти што ся удбыват у тых ґалактікох. Но сяк не выйде из читаво далекыми ґалактиками, світло уд котрых вже было силно изсунуто в інфра-черленый спектр спозад розшыріня самого Універзуму.

Значит світло из єдного спектра, котрый бы нам было видко, из часом изсунув ся у черленый спектр, утратив енерґію, спозад розшыреня самого космоса. Тото світло перейшло у гет другу катеґорію електромаґнітної зарї. Сякый феномен ся кличе «космолоґічный черленый изсув».

Ипен завто телескоп JWST дає нам читаву выгоду, бо може видїти многым май шырокый спектр зарї, видїти цїлї ґалактикы, котрі ниґда бы не увидїв Габловый телескоп. Кроме сього, JWST має веліканськоє зирькало тай модерну технічну направу, спозад чого можеме го кликати кым май читавов «машинов часу» в Універзумі.

Вік не є рӯвным дістанції

Телескоп JWST поволят нам видїти ґалактікы у тому ставови, у якому они были за 100 міліонӯв рокӯв пӯсля великого розпукнутя світа, што ся удбыв приближно 13.8 міліардӯв рокӯв назад.

А значит мы можеме видїти світло, из 13.7 міліардӯв рокӯв у минулӯсть. Но туй важный момент: тоты ґалактікы, котрі выпустити тото світло, не сут выд нас на дістанції у 13.8 міліадрӯв рокӯв. Фактічна дістанція до них буде приближно 46 міліардӯв світловых рокӯв.

Исе вшытко спозад того, ож сам простор, сам Універзум, розшырює ся, спозад чого пораз доста тяжко дашто раховати на такых веліканськых дістанційох. Інтерфийса уже писала за исе май давно.

Універзум ся розшырює спозад «темної енерґії», яку раз добрі пояснити ай самі не можеме. Раз ся бере так, ож тото є універзална константа, котра фунґує усягды тай фурт помежи часо-простором. Тай чим ся Універзум май розшырює, тым май чути влив тої темної енерґії на быстроту розшыріня. Спозад сього єсьме у чуднӯв ситуації, кой вік Універзуму є лиш 13.8 міліардӯв рокӯв, айбо його протяжнӯсть, уд краю до краю, досїгат аж 93 міліарды рокӯв.

Што ся кыват конкретно темної енерґії, та нам раз тяжко запримітити їв даякый влив у маштабох ґалактикы (гикой удну нашої ґалактикы Молочної Дорогы), но тот ефект добрі видко на май веліканськых дістанційох помежи ґалактиками.

Удкрывайте вино, а удпочивайте

Моментално мы жиєме у прекрасный час технолоґічного розвоя, кой каждый динь дӯстаєме нові зналостї за міста а рїчи, за які многі учені не могли ся ай догадати щи дуже недавно. Щи такой 100 рокӯв назад не могли сьме ани подумати, ож сут щи даякі ґалактикы, кроме нашої. А ужек дниська наличили сьме йих тріліоны.

У ближайші місяцї тай годы телескоп JWST узьме нас из собов попутьовати Універзумом, тай попозерати на міста тай чудеса, котрі щи нитко ай ниґда не видїв у історії людської цивілізації. Обы дӯставати кым майсвіжі новинкы за исе, можете слїдовати напряму NASA.

A cosmic time machine: how the James Webb Space Telescope lets us see the first galaxies in the universe
Why is the universe 13.8 billion years old, but 93 billion light-years across? It’s all about how light travels through the cosmos.