Radius of Observable Universe

На сьогодні найточнішою датою
Великого вибуху -

повторюся, мені не до вподоби цей термін,
оскільки він передбачає

якийсь вибух, але насправді це було таке
собі розширення космосу -

коли космос почав розширюватися
з сингулярності,

але наша найточніша дата цієї події -

13,7 млрд років тому, і хоча ми звикли

до мільярдних чисел, особливо
коли мова йде про

великі грошові суми і т.д., це неймовірний
проміжок часу.

Здається, це число легко засвоїти, хоча

це не так. У наступних відео
я збираюся розповісти

про часовий масштаб, тож ви
зможете оцінити

або почати розуміти,

що ми НЕ можемо усвідомити, як це довго -
13,7 млрд років.

Також підкреслю, що це - найточніша

дата на даний момент.
Навіть за мого життя,

з того часу, як я дізнався про
Великий вибух

і звертав увагу на найновіші підрахунки,

це число змінювалося, тож я підозрюю,

що у майбутньому воно стане ще точнішим

або буде невизначеним.

Але, поки що, це - найкраще, що ми маємо.
Далі я хочу

замислитися про те, що це нам
говорить про розмір

видимого Всесвіту.

Якщо розширення почалося
13,7 млрд років тому

і весь відомий нам тривимірний Всесвіт

був єдиною точкою,

найдовшою відстанню, яку міг би подолати
будь-який фотон світла,

який досягає до нас

(тож, наше око ось...

скажімо, це моє око ось тут,

а це мої вії, саме так),

тож, якийсь фотон світла

дістається до мого ока або, можливо,

дістається до лінзи телескопа -

найдовшою відстанню,
яку він міг би подолати,

буде 13,7 млрд років.

Тож, коли ми дивилися на зображення

(думаю, 2-3 відео тому)

видимого Всесвіту,

я намалював його як коло.

Це було таке коло.

І коли ми бачимо, як світло надходить від

цих віддалених об'єктів,
це світло дістається до нас,

а ми ось тут. Гадаю, саме тут

на малюнку був віддалений об'єкт,

але зараз світло від цього об'єкту
дістається до нас.

І цьому світлу знадобилося для цього
13,7 млрд років.

Тепер я, з деяким ваганням,

(бо ми говоримо про такі великі відстані

і такі великі проміжки часу, на яких

розширюється Всесвіт) покажу вам,

що можна стверджувати,
що ось цей об'єкт ось тут

не обов'язково

він НЕ

(великими буквами)

він НЕ за 13,7 млрд світлових
років від нас!

Говорячи про менші проміжки часу

або, думаю, меші відстані,

можна приблизно так сказати.

Розширення самого Всесвіту

мало що змінило б.

Скажу ще ясніше:

я веду мову про об'єкт ось там,

але можна говорити навіть
про координату у просторі.

І ця координата (насправді я маю сказати

"ця координата у просторі-часі",

адже ми також розглядаємо її
як певну мить),

ця координата не за
13,7 млрд світлових років

від нашої поточної координати.

Є кілька причин замислитися над цим.

По-перше, подумайте:

це світло було випромінене
13,7 млрд років тому.

На той момент, ми знаходилися значно
ближче до тієї координати.

Ця координата була ближче до тієї.

Наше положення у Всесвіті

було значно ближче до тієї точки Всесвіту.

Ще варто подумати про,
давайте, я намалюю.

Скажімо, ми опинимося
на 300 тисяч років

пізніше початкового розширення
тієї сингулярності.

Тож зараз історія Всесвіту

триває всього 300 тисяч років.

Це, грубо кажучи, 300 тисяч років...

життя Всесвіту, думаю,
можна і так сказати.

Скажімо, на той момент - перш за все,

на той момент все ще не розмежувалося

належним чином.

Ми більше поговоримо про це,
коли мова йтиме

про радіацію від
реліктового випромінювання,

але на той момент Всесвіт

існував у вигляді майже однорідної

розпеченої водневої плазми.

Вона випускала мікрохвильове

випромінювання, про це ми поговоримо

більше в наступному відео.

Але просто уявімо дві точки у цьому
ранньому Всесвіті.

Уявімо, що у вас є точка
у ранньому Всесвіті,

також уявімо, що у вас є

координата нашого місцезнаходження.

Я не поміщу її у центрі,

бо я гадаю, її легше візуалізувати,

якщо вона не в центрі.

Скажімо, якби на ранній стадії
розвитку Всесвіту

ви могли просто взяти лінійку

й одразу виміряти цю відстань,

у вас вийшло б

30 мільйонів світлових років.

Скажімо, у тій точці

ось цей об'єкт
(позначу його пурпуровим)

випромінює фотон, можливо,
у мікрохвильовому

діапазоні частот, і ми побачимо,

що випромінювання відбувалося саме
в такому діапазоні.

Проте він випромінює фотон.

І цей фотон рухається зі швидкістю світла!

Це і є світло!

Отже, фотон каже: "Ой, знаєте...

Мені треба пролетіти всього
30 млн світлових років.

Непогано. Я доберусь туди

через 30 мільйонів років."

Мої пояснення можуть бути уривчастими.

Насправді, підрахунки тут значно
складніші, ніж мої,

але я лише хочу дати вам уявлення

про те, що тут відбувається.

Скажімо, цей фотон говорить:

"Десь через 10 млн років я маю бути

приблизно біля тієї точки.

Я маю пройти майже
третину всієї відстані."

Але що зміниться за ці 10 млн років?

Протягом 10 мільйонів років

Всесіт дещо розширився.

Всесвіт, можливо, значно розширився.

Я намалюю розширений Всесвіт.

Тож, через 10 млн років Всесвіт

міг би виглядати ось так.

(Щоправда, він міг бути навіть ще більшим)

Дозвольте, я намалюю його так.

Через 10 мільйонів років

Всесвіт міг добряче розширитися.

Тож, минуло 10 мільйонів років.

Однак на космічній шкалі часу

це все ще "раннє дитинство" Всесвіту ,

адже ми говоримо про 13,7 млрд років.

Скажімо, минуло 10 мільйонів років.

Всесвіт розширився.

Координата нашого місцезнаходження

зараз знаходиться аж тут.

Координата, у якій було випромінено

фотон, зараз

має бути десь тут.

Той фотон сказав: "Добре,

через 10 мільйонів років я

доберусь туди.

І, знаєте, я наближаюся."

Це все дуже абстрактно -
лише щоб дати вам уявлення.

Тож, ця координата, якої фотон

досягне через 10 млн років,

приблизно знаходиться тут.

Весь Всесвіт розширився.

Всі його елементи віддалилися.

То що ж сталося?

Всесвіт розширився.

Відстань, яка дорівнювала
30 млн світлових років -

це лише грубі підрахунки -

зараз складає (це лише для того,

щоб дати уявлення, відчуття того,

що відбувається)

ця відстань вже не дорівнює
30 млн світлових років.

Можливо, це сто мільйонів.

Тож зараз це сто мільйонів світлових років

Всесвіт розширюється,

космос, власне, розтягується.

Можете уявити це як трамплін

або поверхню кульки, яка стає тоншою.

Тож ця координата, де знаходиться світло

через 10 млн років...

Воно подорожувало 10 млн років,

але воно подолало значну більшу відстань!

Воно подолало, можливо,

близько 30 млн світлових років.

Це неточне число.

Я не проводив підрахунків, щоб виявити це.

Але головне тут те, що світло подолало
30 млн світлових років.

Власне, я навіть не маю малювати

ті самі пропорції, бо подолана відстань

і відстань, яку треба подолати,

через розширення не будуть

абсолютно лінійними. Принаймні,

я думаю, що не будуть.

Але я не буду наполягати

на цьому.

Проте подолана відстань, можливо,

дорівнює 20 млн світлових років,

бо щоразу, коли світло рухалося,

пройдена ним ділянка
космосу розширювалася.

І хоча воно подорожувало 10 млн років,

подоланий ним космос вже
не дорівнюватиме

10 млн світлових років.

Він розтягнувся до 20 млн світлових років.

А космос, який ще треба подолати,

теж вже не складає 20 млн світлових років.

Тепер це буде 80 млн світлових років.

Таким чином, цей фотон може
почати розчаровуватися.

На це можна дивитися з оптимізмом:

"Ого! Я подолав 20 млн світлових років

всього за 10 млн років.

Схоже, я рухаюся швидше, ніж світло."

Насправді це не так, бо розширюються самі

космічні координати.

Отже, фотон рухається якраз

зі швидкістю світла. Проте подолана ним

відстань за 10 млн років більша, ніж

10 млн світлових років.

Це 20 млн світлових років.

Не можна просто помножити швидкість на час

у космічних масштабах.

Особливо якщо самі координати

віддаляються одна від одної.

Гадаю, ви розумієте, до чого я веду.

Тепер фотон говорить:

"Ще через 40 млн світлових років я,

можливо, опинюсь ось тут."

Але насправді за 40 млн років

він зміг би опинитися ось тут,

бо це вже 80 млн світлових років.

Річ у тому, що через 40 млн років -

минуло ще 40 млн років -

раптом Всесвіт розширився

ще більше!

Я навіть не малюватиму цілу кульку,

але місце виникнення фотона

може бути ось тут,

а наше сучасне положення - ось тут,

точка, якої досягло світло
через 10 млн років,

зараз знаходиться ось тут,

а та, якої воно досягло
через 40 млн років,

напевно, ось тут.

Тепер про відстань між цими двома точками:

спочатку це було 10 млн світлових років,

які потім стали 20 млн світлових років.

Може, зараз це близько - не знаю -

може, це мільярд світлових років!

І може, ось ця відстань,

(я просто вигадую ці числа,

насправді це, певно,
забагато для цієї точки)

ця відстань зараз дорівнює
100 млн світлових років.

А ця відстань, можливо, дорівнює

500 млн світлових років.

Тепер, можливо, сумарна відстань між цими
двома точками - мільярд світлових років.

Як бачите, фотон може
почати розчаровуватися.

Він долає дедалі більшу відстань,
оглядається і говорить:

"Ого, лише за 50 млн років я зміг
подолати 600 млн світлових років.

Це досить непогано."

Але він розчарований, бо відстань,

яку він спершу мав подолати -
30 млн світлових років -

продовжує розтягуватися.

Бо сам космос розтягується.

Тож насправді, повертаючися
до оригінальної ідеї,

цей фотон, який лише зараз
добирається до нас

і який подорожував, скажімо,
13,4 млрд років,

тож він лише зараз добирається до нас.
Я пришвидшу хід цих 13,4 млрд років

від цієї точки до сучасності.

Якщо я намалюю весь видимий
Всесвіт ось тут,

то ось із цієї точки було
випромінено світло.

Ми знаходимось ось тут. Власне кажучи...

Дозвольте прояснити дещо. Якщо я
зображу весь видимий Всесвіт,

центр мав би бути там, де ми, адже ми
можемо бачити на однакову відстань -

за нормальних умов - на однакову відстань
у будь-якому напрямку.

Тож, власне кажучи, можливо,
ми маємо бути в центрі.

Тож це весь видимий Всесвіт.
Фотон було випромінено звідси

13,4 млрд років тому. Це за 300 000 років
після першого Великого вибуху.

І тільки зараз цей фотон добрався до нас.

Фотон справді подорожував 13,7 млрд років.

Це може здатися божевіллям, але через те,
що ми віддалялися один від одного,

зараз цей об'єкт,
за найкращими підрахунками,

знаходиться за 46 млрд світлових
років від нас.

Я хочу, щоб ви зрозуміли:

ЗАРАЗ цей об'єкт за 46 млрд
світлових років від нас.

Тож, коли ми просто спостерігаємо за
світлом, грунтуючися на

світлових роках, то це світло рухалося до
нас 13,7 млрд світлових років,

ми осмислюємо відстань тільки таким чином,
тож, напевно, зараз воно за 13,4

(я чомусь постійно змінюю десятковий знак)

13,4 млрд світлових років від нас.

Насправді ж, якби у вас була лінійка,

знаєте, лінійка для світлових років,

комсос зараз настільки розширився,

що ця відстань дорівнює
46 млрд світлових років.

Дам вам підказку: говорячи про радіацію

від реліктового випромінювання,

як виглядатиме ця точка у космосі?

Насправді цей об'єкт за 46 млрд
світлових років від нас,

але фотон досяг нас всього
за 13,7 млрд років.

Як це виглядатиме?

Цей так званий "вигляд" базується на

фотонах, які досягають нас зараз.

Ті фотони почали рух 13,4 млрд років тому.

Отже, вони були випромінені

з цієї примітивної структури,
з цього розпеченого

туману водневої плазми.

Ми побачимо цей розпечений туман -

ми побачимо щось на кшталт

розпеченої плазми,

нерозділеної на стійкі атоми,
не кажучи вже про зірки й галактики.

Проте, ми побачимо розпечену плазму.

Така реальність - ця точка у космосі
зараз за 46 млрд років від нас.

Напевно, вона розділена на стійкі
атоми, зірки, планети й галактики.

Відверто кажучи, якщо саме зараз там є
цивілізація, якщо вони сидять там

і спостерігають за випроміненими

з нашої координати фотонами,

вони не побачать нас теперішніх.
Вони побачать

нас 13,4 млрд років тому. Вони побачать

надпримітивний стан нашої ділянки космосу,

коли вона й справді була лише
розпеченою плазмою.

Ми поговоримо про це у наступному
відео, але замисліться:

будь-який фотон, який рухатиметься
з того періоду часу,

з будь-якого напрямку, протягом

13,4 млрд років, з будь-якого напрямку,

прибуде з того примітивного стану,

він з'явився, коли Всесвіт був у тому

примітивному стані, коли він був
всього лиш розпеченою

плазмою, однорідною масою.

Сподіваюся, так вам буде легше

зрозуміти, звідки походить радіація
від реліктового випромінювання.