Havainnoitavissa oleva maailmankaikkeus: kuinka kauas voimme nähdä?

Maailmankaikkeus on noin 13,8 miljardia vuotta vanha (Planck 2018: 13,787 miljardia, vaihteluväli 0,020 miljardia). Valo voi saapua meille vain paikoista, jotka olivat riittävän lähellä, jotta se ehti saapua siinä ajassa. Kaikki tätä kauempana oleva on näkymättömissä yksinkertaisesti siksi, ettei sen valo ole vielä saapunut tänne. Kaiken sen muodostama pallo, minkä voimme periaatteessa nähdä, on havaittava maailmankaikkeus. Olemme sen keskipisteessä, koska se määritellään sen perusteella, mikä saavuttaa meidät.

Onko sen säde 13,8 miljardia valovuotta? Melkein, mutta ei aivan. Säde on noin 46,5 miljardia valovuotta (eli halkaisija noin 93 miljardia valovuotta).

Miksi 46 eikä 13,8? Koska avaruus laajeni valon kulkiessa. Kuvittele juoksija radalla, jota venytetään: juoksun aikana maaliviiva siirtyy kauemmas. Nyt meille saapunut valo lähti lähteestään kauan sitten, kun lähde oli paljon lähempänä. Valon kulkiessa lähde kulkeutui laajenevan avaruuden mukana kauemmas. Nykyään lähde on noin 46 miljardin valovuoden päässä meistä.

Kyseessä on kaksi eri etäisyyttä:

• valon kulkema etäisyys (13,8 miljardia valovuotta vanhimmalle valolle) ja
• etäisyys nykyään, venymisen jälkeen (enintään 46,5 miljardia valovuotta). Tähtitieteilijät kutsuvat tätä liikkuvaksi etäisyydeksi; palaamme siihen uudelleen Maailmassa 2.

Aine, joka lähetti vanhimman näkemämme valon, oli sitä tehdessään vain noin 40 miljoonan valovuoden päässä omasta aineestamme.

Näkyvyyden reuna, ei avaruuden reuna. Havaittavan maailmankaikkeuden reuna on kuin merellä näkyvä horisontti. Et voi nähdä sen taakse, mutta se ei tarkoita, että meri loppuisi siellä. Horisontilla seisova näkee oman horisonttinsa, jonka keskipiste on hän. Sama pätee maailmankaikkeuteen: tunnettua reunaa ei ole. Emme tiedä, onko koko maailmankaikkeus äärellinen vai ääretön; voimme vain sanoa, että se on vähintään yhtä suuri kuin näkemämme osa ja ehkä paljon suurempi.

Kuinka monta galaksia on? Havaittavassa maailmankaikkeudessa on satoja miljardeja tai noin kaksi biljoonaa galaksia. Arviot muuttuvat jatkuvasti teleskooppien kehittyessä, joten mikä tahansa yksittäinen luku on arvio, jonka vaihteluväli on suuri.

Kaukaisimmat näkemämme kohteet. Näitä ennätyksiä on kaksi.

• Kaukaisimmat tähän mennessä nähdyt galaksit, jotka James Webb -avaruusteleskooppi (JWST) löysi, näkyvät sellaisina kuin ne olivat alle 300 miljoonaa vuotta alkuräjähdyksen jälkeen (Maailma 7).
• Kaikkein vanhin valo on kosminen mikroaaltotausta (Maailma 4), joka vapautui noin 380 000 vuotta alkuräjähdyksen jälkeen. Sitä ennen maailmankaikkeus oli läpinäkymätön hehkuva sumu, joten emme voi nähdä valon avulla kauemmas menneisyyteen. Se on todellinen horisonttimme.