Као научни комуникатор, мислим да не прође недеља а да ми не стигне саопштење за штампу које ме обавештава да су астрономи пронашли неки нови објекат који обара рекорд.
Понекад је то најмања планета до сада откривена или звезда са највећим недостатком гвожђа. Али врло честа тврдња је рекорд удаљености: најудаљенија галаксија од Земље икада виђена, на пример.
Када су у питању овакве врсте рекордера, имам компликована осећања, изграђена деценијама писања о њима. Такве најаве морају бити пажљиво рашчлањене јер понекад и нису толико битне—али понекад сигнализирају велику промену у ономе што можемо да урадимо или разумемо.
О подршци научном новинарству
Ако уживате у овом чланку, размислите о томе да подржите наше награђивано новинарство претплата. Куповином претплате помажете да се обезбеди будућност упечатљивих прича о открићима и идејама које данас обликују наш свет.
Рекорди удаљености су одличан заменик за стање технике у астрономији. Проналажење изузетно удаљених галаксија је тешко. Уопштено говорећи, објекти постају мањи и слабији са растојањем (иако се понекад примењују бизарни изузеци), па су огромни телескопи потребни да би се уопште уочили.
Затим долази до тешкоћа стварног одређивања њихове удаљености. Не можемо то да урадимо директно; није да можемо ускочити на брод Ентерприсе и држимо очи на километражи док се крећемо тамо. Дакле, ми меримо удаљености на друге начине.
Најпознатији метод је посматрање црвеног помака: Универзум се шири, а док то чини, свемир повлачи галаксије заједно са њим. Светлост која напушта далеку галаксију губи енергију док се бори против експанзије, тако да док стигне до нас, њена таласна дужина се растеже, што астрономи називају црвеним помаком. Из историјских (и математичких) разлога, кажемо да фотон чија је таласна дужина растегнута за фактор два има црвени помак од један; ако је таласна дужина три пута дужа, црвени помак је два и тако даље. Пошто је брзина којом се галаксија удаљава од нас повезана са њеном удаљености, проналажење црвеног помака галаксије може се користити за мерење те удаљености.
Ни то није лак задатак јер претварање црвеног помака у даљину укључује разумевање неких прилично тајанствених карактеристика универзума—као што је колико нормалне материје, тамне материје и тамне енергије садржи, да споменемо само неке. Али имамо довољно тачне бројеве за те параметре да бисмо добили пристојно разумевање удаљености.
И ту заиста долази до „обијања рекорда“. Понекад ћу видети папир или најаву о новој галаксији која обара претходни рекорд—али ће имати црвени помак од, рецимо, 7,34, када је претходни рекорд био 7,33. Та разлика је прилично мала! А у зависности од ваших преферираних вредности за космичке параметре, разлика би могла да износи само милион светлосних година. У нашем примеру објекта са црвеним помаком од 7,34, говоримо о удаљеностима од око 13 милијарди светлосних година, тако да рекордер не заобилази другу галаксију. Такође, не говори нам превише о природи космоса да једноставно пронађемо галаксију која побеђује другу галаксију носом (или, претпостављам, спиралним краком).
С друге стране, има времена и таквих записа учинити реци нам нешто важно.
Када сам радио на свемирском телескопу Хабл касних 1990-их, постајало је уобичајено пронаћи објекте са црвеним помаком од око 6,0 јер је опсерваторија делимично дизајнирана да може да види изузетно удаљене галаксије. Пронађени су неки објекти који би могли бити још удаљенији, али многе је било тешко потврдити. Временом су астрономи који су користили Хуббле и друге телескопе успели да виде галаксије још даље користећи паметне технике као што је случајно гравитационо сочиво.
Затим, 2021. године, наше могућности су направиле огроман скок лансирањем свемирског телескопа Јамес Вебб. Његово инфрацрвено око је осетљивије на екстремно црвене померене објекте, а његово огромно огледало од 6,5 метара надмашује Хаблову мању оптику за прикупљање фотона. Убрзо су објављени радови са тврдњама о галаксијама са црвеним помацима од 10, 11 и чак већим—и док су многа од тих прелиминарних мерења испала лажна, за неколико је на крају потврђено да имају црвени помаци већи од 14. Ово је један од оних тренутака када је рекордер важан: то нам говори да обично имамо нови начин астрономског посматрања космоса. откриће.
Колико вреди, у време писања овог текста, тренутни рекордер је веома светлећа црвена мрља галаксије под називом МоМ-з14 са црвеним помаком од 14,44. Али док ово прочитате, ко зна?
Ти записи имају и значајно научно значење. На пример, светлост путује веома брзо, али не бесконачно. Потребне су милијарде година да светлост из ових веома удаљених галаксија стигне до нас, што значи да што су оне даље, то их видимо раније у временској линији космоса. Сваки нови запис значи да смо додали информације о нашем знању о раном универзуму, а понекад чак значи да видимо универзум у другој фази његовог развоја.
На пример, када је космос био веома млад, био је непрозиран. Али онда, у неком тренутку, формирале су се звезде и супермасивне црне рупе које су избацивале енергију и чиниле је провидном. Док откривамо галаксије из тог периода, можемо научити о окружењу свемира у то време, само неколико стотина милиона година након формирања универзума.
Такође учимо о самим галаксијама. Зашто тако сијају у тим годинама? Имају супермасивне црне рупе које се невјероватно хране нападајућом материјом, али како су те црне рупе тако брзо расле тако огромне? Што удаљенију галаксију пронађемо, више података имамо да разоткријемо те мистерије.
Такође, та база података о удаљеним објектима се може користити за учење о њима уопште. Могли бисмо открити да већина удаљених галаксија има неку просечну осветљеност, при чему је неколико њих мало изнад тога и ниједна није светлија. То би нам говорило о физици како се галаксије формирају, како расту и како емитују светлост. Ако постоји једна најсјајнија далека галаксија, то би могло поставити чврсте границе њиховом понашању.
А постоји још један рекорд који ће бити тешко оборити или чак потврдити. Када погледамо довољно далеко, нећемо видети више галаксије. Зашто не? Зато што се још не би формирали! Било је потребно неколико стотина милиона година да се галаксије сакупе, а тамна материја служи као гравитациона скела, омогућавајући нормалној материји да се скупи и кондензује, скупљајући се у колосалним количинама које би на крају формирале маглине, звезде и планете. Ако можемо да видимо довољно далеко у далеки космос, довољно далеко у прошлост, завирићемо у прошлост пре него што су те структуре уопште постојале.
Да будемо поштени, ми смо то већ урадили; микроталасни телескопи су детектовали ватрену куглу великог праска, остатке светлости од првобитне експанзије универзума која испуњава небо као нежно блиставу дуготаласну позадину (како записи о удаљености иду, она је на црвеном помаку од око 1.000!). Али постоји размак од неколико стотина милиона година између тог тренутка и времена када су галаксије први пут почеле да се појављују, а о томе знамо врло мало. Сваки рекордер који нађемо стисне ту границу мало чвршће.
Универзум је диван, таман и дубок, али са нашим моћним телескопима и паметним мозговима, ми настављамо да гурамо даље у њега. Због тога поздрављам сваки нови рекорд који падне. У овом тренутку наше потраге, свака покварена је корак ка новој астрономској територији.
