Kaikkeuden leveys

Kuinka leveä kaikkeus on?

Miksi sanotaan, että universumi on paljon 13,8:aa miljardia valovuotta leveämpi, jos se on ollut olemassa 13,8 miljardia vuotta. Ja voidaanko noin kauas nähdä, kun valonnopeus on vakio?

Miksi sanotaan, että universumi on paljon 13,8:aa miljardia valovuotta leveämpi, jos se on ollut olemassa 13,8 miljardia vuotta. Ja voidaanko noin kauas nähdä, kun valonnopeus on vakio?

Pablo Carlos Budassi/Wikimedia Commons

Kuinka leveä kaikkeus on?

Parhaana tähtitieteellisenä arviona kaikkeuden leveydestä pidetään 93:a miljardia valovuotta noin kymmenen prosentin virhemarginaalilla. Toisin sanoen leveys sijoittuu 84:n ja 102 miljardin valovuoden haarukkaan.

Leveydestä on tehty havaintoja, vaikka universumi on 13,8 miljardia vuotta vanha ja valonnopeus on vakio.

Selitys piilee siinä, että kaikkeus laajenee.

Ajatellaanpa galaksiryhmää 87 miljoonan valovuoden päässä. Kun valo lähtee sieltä kohti Maata, valon matka pitenee jatkuvasti universumin laajentumisen takia.

Siksi valo liikkuu kauemmin kuin 87 miljoonaa valovuotta.

Tosiasiassa galaksiryhmän ja Maan välinen etäisyys on 173 miljoonaa valovuotta valon saapumishetkellä.

Kuinka kauan valo on siis kulkenut? Vastaus on 87–173 miljoonaa valovuotta.

Sama periaate pätee koko maailmankaikkeuteen ja ensimmäisistä galakseista lähteneeseen valoon.

Universumin laajeneminen, ja siten myös valolle syntyvä lisämatka, riippuu aineen ja energian jakautumisesta.

Kaikkeuden leveys on mitattu jatkuvasta laajenemisesta johtuvan niin sanotun punasiirtymän avulla.

Valo lähtee liikkeelle.
© Lotte Fredslund

Valo lähtee liikkeelle

Valo lähtee galaksista, joka sijaitsee näkyvän kaikkeuden laidalla. Universumin laajenemisen vuoksi matka, joka valon pitää kulkea, pitenee jatkuvasti.

Valo punertuu.
© Lotte Fredslund

Valo punertuu

Kun galaksi loittonee meistä, valo venyy matkallaan kohti Maata. Aallonpituuden pidentyessä valo muuttuu punaisemmaksi, ja siksi ilmiötä kutsutaan punasiirtymäksi.

Siirtymä näyttää leveyden.
© Lotte Fredslund

Siirtymä näyttää leveyden

Valo muuttuu sitä punaisemmaksi, mitä pidempiä aallonpituudet ovat. Havaittu väri kertoo siis, kuinka pitkään valo on kulkenut. Tämän tiedon pohjalta voidaan määrittää kaikkeuden leveys.

Jos kaikkeudessa olisi energiaa vain säteilynä, se valo, joka saapuu tänään Maahan kuljettuaan 13,8 miljardia vuotta, olisi peräisin kohteesta, joka sijaitsee nyt 27,6 miljardin valovuoden päässä.

Jos kaikkeudessa olisi vain ainetta, se valo, joka saapuu tänään Maahan kuljettuaan 13,8 miljardia vuotta, olisi peräisin kohteesta, joka sijaitsee nyt 41,4 miljardin valovuoden päässä.

Säteily ja aine yhdistettynä pimeään energiaan antaa totuudenmukaisen tuloksen: 46,5 miljardia valovuotta kaukaisimpiin näkyviin kohteisiin. Se on samalla matka Maasta näkyvän kaikkeuden rajalle.

Universumin leveys saadaan kertomalla luku kahdella: 93 miljardia valovuotta.