Tak, obserwując bardzo odległe galaktyki, naprawdę patrzymy w przeszłość, bo światło potrzebuje czasu, aby do nas dotrzeć. Teleskop nie „cofa czasu”, tylko rejestruje promieniowanie, które zostało wyemitowane dawno temu i dopiero teraz trafia do naszych detektorów.
Dlaczego światło z daleka dociera później?
Światło porusza się z największą możliwą prędkością w przyrodzie, ale nie jest nieskończenie szybkie. Gdy mówimy, że jakaś galaktyka leży miliardy lat świetlnych stąd, to znaczy, że jej światło leci do nas miliardy lat. Jeśli więc widzimy ją dziś, to widzimy ją taką, jaka była wtedy, gdy to światło wyruszyło w drogę. W astronomii „patrzenie w przeszłość” jest więc po prostu skutkiem ograniczonej prędkości światła.
Co tak naprawdę widzimy w obrazie odległej galaktyki?
Widzimy jej dawny stan, ale trzeba pamiętać, że obraz jest mieszanką informacji z różnych miejsc. Światło z dalszej strony galaktyki startowało odrobinę wcześniej niż światło z bliższej strony, bo miało nieco dłuższą drogę. W przypadku pojedynczych gwiazd ten efekt jest pomijalny, ale dla bardzo rozległych obiektów w skali kosmicznej staje się częścią interpretacji danych.
Jak rozszerzanie Wszechświata zmienia to „spojrzenie wstecz”?
Wszechświat się rozszerza, więc w czasie podróży fotonów rośnie też odległość między nami a źródłem. Z tego powodu samo „miliard lat świetlnych” nie zawsze intuicyjnie przekłada się na „miliard lat w przeszłość”. Astronomowie używają pojęcia przesunięcia ku czerwieni, czyli zmiany długości fali światła spowodowanej rozszerzaniem przestrzeni. Im większe przesunięcie ku czerwieni, tym dalej i tym wcześniej w historii Wszechświata obserwujemy dane zjawisko.
Gdzie kończy się pewność, a zaczynają modele?
Sam fakt, że widzimy przeszłość dzięki czasowi przelotu światła, jest twardą fizyką. Bardziej złożone jest przeliczenie obserwacji na „wiek” obiektu i epokę kosmiczną, bo wymaga modelu kosmologicznego i uwzględnienia tempa rozszerzania. Dlatego w opisach naukowych rozróżnia się proste „czas podróży światła” od bardziej modelozależnych miar odległości. W praktyce jednak sens jest jasny: im dalej patrzymy, tym bliżej początków historii kosmicznej sięgamy.
—
Materiał przygotowany dla magazynu NEXTOR.
Materiał ma charakter popularnonaukowy i wyjaśnia zagadnienie na podstawie aktualnej wiedzy naukowej.
