เอกภพที่สังเกตได้: เรามองเห็นได้ไกลแค่ไหน

เอกภพมีอายุประมาณ 13.8 พันล้านปี (พลังค์ 2018: 13.787 พันล้านปี คลาดเคลื่อนได้ประมาณ 0.020 พันล้านปี) แสงเดินทางมาถึงเราได้จากสถานที่ที่ อยู่ใกล้พอให้แสงเดินทางมาถึงภายในเวลานั้น เท่านั้น สิ่งใดก็ตามที่อยู่ไกลออกไปจะอยู่นอกสายตา เพียงเพราะแสงจากสิ่งนั้นยังเดินทางมาไม่ถึงเรา ทรงกลมของทุกสิ่งที่เราสามารถมองเห็นได้ในทางทฤษฎีเรียกว่า เอกภพที่สังเกตได้ เราอยู่ที่จุดศูนย์กลางของมัน เพราะเอกภพนี้ถูกกำหนดจากสิ่งที่เดินทางมาถึง เรา

มันมีรัศมี 13.8 พันล้านปีแสงใช่ไหม เกือบใช่ แต่ไม่ใช่เสียทีเดียว มันมีรัศมีประมาณ 46.5 พันล้านปีแสง (ดังนั้นจึงมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 93 พันล้านปีแสง)

ทำไมเป็น 46 ไม่ใช่ 13.8? เพราะอวกาศ ขยายตัว ในขณะที่แสงกำลังเดินทาง ลองนึกภาพนักวิ่งบนลู่วิ่งที่กำลังถูกยืดออก: ขณะที่เขาวิ่ง เส้นชัยก็เคลื่อนออกไปไกลขึ้นเรื่อย ๆ แสงที่เพิ่งเดินทางมาถึงเราออกจากแหล่งกำเนิดเมื่อนานมาแล้ว ตอนที่แหล่งกำเนิดนั้นอยู่ใกล้กว่านี้มาก ในช่วงเวลาที่แสงเดินทาง แหล่งกำเนิดก็ถูกอวกาศที่กำลังขยายตัวพาออกไปไกลขึ้น ปัจจุบันแหล่งกำเนิดนั้นอยู่ห่างจากเราประมาณ 46 พันล้านปีแสง

มีระยะทางที่แตกต่างกันอยู่ 2 แบบ:

• ระยะทางที่แสงเดินทาง (13.8 พันล้านปีแสงสำหรับแสงที่เก่าแก่ที่สุด) และ
• ระยะทางในปัจจุบัน หลังจากอวกาศถูกยืดออก (ไกลได้ถึง 46.5 พันล้านปีแสง) นักดาราศาสตร์เรียกระยะทางนี้ว่า ระยะทางร่วมการเคลื่อนที่ เราจะได้พบคำนี้อีกครั้งในโลกที่ 2

สสารที่ปล่อยแสงเก่าแก่ที่สุดที่เรามองเห็น อาจอยู่ห่างจากสสารของเราเพียงประมาณ 40 ล้านปีแสง ในตอนที่มันปล่อยแสงนั้นออกมา

ขอบเขตการมองเห็น ไม่ใช่ขอบเขตของอวกาศ ขอบเขตของเอกภพที่สังเกตได้เปรียบได้กับ เส้นขอบฟ้าในทะเล เรามองไม่เห็นเลยไปกว่านั้น แต่ไม่ได้หมายความว่ามหาสมุทรสิ้นสุดลงตรงนั้น คนที่ยืนอยู่บนเส้นขอบฟ้าก็จะเห็นเส้นขอบฟ้าของตัวเอง โดยมีตัวเขาเป็นจุดศูนย์กลาง เช่นเดียวกันกับเอกภพ: ยังไม่มีใครรู้ว่ามีขอบเขตหรือไม่ เรา ยังไม่รู้ ว่าเอกภพทั้งหมดมีขนาดจำกัดหรือไม่มีที่สิ้นสุด เราบอกได้เพียงว่าเอกภพมีขนาด อย่างน้อยก็ใหญ่เท่ากับ ส่วนที่เรามองเห็น และอาจใหญ่กว่านั้นมาก

มีกาแล็กซีจำนวนเท่าไร? เอกภพที่สังเกตได้มีกาแล็กซีตั้งแต่ หลายแสนล้านถึงประมาณสองล้านล้าน แห่ง ค่าประมาณยังเปลี่ยนแปลงอยู่เรื่อย ๆ เมื่อกล้องโทรทรรศน์พัฒนาขึ้น ดังนั้นจำนวนใดจำนวนหนึ่งที่ระบุออกมาจึงเป็นเพียงการคาดเดาที่มีช่วงกว้าง

สิ่งที่อยู่ไกลที่สุดที่เราเห็นได้ มีสถิติอยู่สองอย่าง

• กาแล็กซี ที่อยู่ไกลที่สุดเท่าที่เคยเห็น ซึ่งค้นพบโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เว็บบ์ (JWST) ถูกมองเห็นในสภาพเมื่อเอกภพมีอายุน้อยกว่า 300 ล้านปีหลังบิกแบง (World 7)
• แสง ที่เก่าแก่ที่สุดคือ ไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาล (World 4) ซึ่งถูกปล่อยออกมาประมาณ 380,000 ปีหลังบิกแบง ก่อนหน้านั้น เอกภพเป็นหมอกเรืองแสงที่ทึบแสง เราจึงมองย้อนกลับไปไกลกว่านี้ด้วยแสงไม่ได้ นี่คือขอบฟ้าที่แท้จริงของเรา