Наблюдаемая Вселенная: как далеко мы можем видеть?

Возраст Вселенной — около 13,8 млрд лет (Planck 2018: 13,787 млрд лет с погрешностью 0,020 млрд лет). Свет может прийти к нам только из мест, которые были достаточно близко, чтобы он успел добраться до нас за это время. Всё, что находится дальше, невидимо — просто потому, что его свет ещё не дошёл до нас. Сфера всего, что мы в принципе можем увидеть, называется наблюдаемой Вселенной. Мы находимся в её центре, потому что она определяется тем, что достигает нас.

Её радиус — 13,8 млрд световых лет? Почти, но нет. Её радиус составляет около 46,5 млрд световых лет (то есть её диаметр — около 93 млрд световых лет).

Почему 46, а не 13,8? Потому что пространство расширялось, пока свет путешествовал. Представь бегуна на дорожке, которую растягивают: пока он бежит, финишная линия отодвигается всё дальше. Свет, который только что достиг нас, покинул свой источник очень давно, когда источник был гораздо ближе. За время путешествия света источник удалился из-за расширения пространства. Сегодня источник находится примерно в 46 млрд световых лет от нас.

Здесь важны два разных расстояния:

• расстояние, которое свет прошёл (13,8 млрд световых лет для самого древнего света), и
• расстояние сегодня, после растяжения пространства (до 46,5 млрд световых лет). Астрономы называют его сопутствующим расстоянием; мы снова встретимся с ним в Мире 2.

Материя, испустившая самый древний свет, который мы можем видеть, в момент его испускания находилась всего примерно в 40 млн световых лет от нашей материи.

Ребро видимости, а не ребро пространства. Ребро наблюдаемой Вселенной похоже на горизонт в море. Ты не можешь увидеть дальше него, но это не значит, что океан там заканчивается. Человек, стоящий на горизонте, видит свой собственный горизонт, центр которого находится в нём. То же самое верно и для Вселенной: известного ребра нет. Мы не знаем, конечна Вселенная или бесконечна; можно сказать только, что она как минимум такая же большая, как видимая нами часть, а возможно, намного больше.

Сколько галактик? В наблюдаемой Вселенной находятся сотни миллиардов — примерно два триллиона галактик. Оценки меняются по мере совершенствования телескопов, поэтому любое одно число — это лишь предположение с большим диапазоном.

Самые далёкие объекты, которые мы видим. Есть два рекорда.

• Самые далёкие галактики, обнаруженные на данный момент космическим телескопом James Webb (JWST), видны такими, какими они были менее чем через 300 миллионов лет после Большого взрыва (Мир 7).
• Самый древний свет — это реликтовое микроволновое излучение (Мир 4), испущенное примерно через 380 000 лет после Большого взрыва. До этого Вселенная была непрозрачным светящимся туманом, поэтому мы не можем увидеть свет, возникший раньше. Это и есть наш настоящий горизонт.