Как именно изображена наша Вселенная?

Простой ответ заключается в том, что свет из далеких частей Галактики Млечный Путь уже путешествовал столько времени. Поскольку свет не распространяется в пространстве мгновенно, мы видим галактику не такой, какая она есть сейчас, а такой, какой она была 100 000 (или около того) лет назад.

Между прочим, именно так мы можем заглянуть в более ранние моменты истории Вселенной. С точки зрения расстояния, чем дальше мы смотрим, тем дольше должен был уйти свет, чтобы достичь нас сегодня.

У Вселенной действительно было начало (по крайней мере, в том смысле, что она имела самое раннее время). Поскольку Вселенная не бесконечно старая, на самом деле существует предел того, насколько далеко мы можем заглянуть в историю Вселенной (см.: Космологический горизонт ). Мы можем делать карты вселенной, как эта из SDSS :

запустив так называемый опрос. Это крупные проекты, которые отображают положение (и, возможно, другие свойства, в зависимости от их научных целей) галактик во Вселенной. Вот как вы должны смотреть на это изображение: 1) вы находитесь в центре изображения, 2) каждая точка на изображении представляет собой отдельную галактику, 3) расстояние от наблюдателя, красное смещение галактики, увеличивается с увеличивая расстояние от центра, и 4) когда вы путешествуете по кругу под углом, вы проходите через координату прямого восхождения небесной системы координат (например, долготу). Вы видите кусок пиццы вместо сферы, потому что это определенный кусок по склонению .(широта). Когда вы смотрите на более высокие красные смещения, вы смотрите дальше во времени и на более раннюю историю Вселенной. Именно так астрономы/космологи могут что-то сказать статистически о моделях формирования структуры Вселенной (как появились такие объекты, как галактики и скопления галактик).

Проблема с рассмотрением галактик с очень большим красным смещением заключается в том, что они становятся очень слабыми. В какой-то момент вам понадобятся более мощные телескопы, чтобы продолжать смотреть в прошлое. Тем не менее, мы можем немного обойти это, рассматривая компонент излучения Вселенной в микроволновом диапазоне (большинство обзоров проводится в оптической области электромагнитного спектра ). Это излучение называется космическим микроволновым фоновым излучением ( CMB ), и его также можно нанести на карту (см.: COBE , WMAP и совсем недавно спутники Planck ).

Это тоже своего рода карта. Эта карта фотонов низкой энергии представляет собой снимок Вселенной примерно через ~380 000 лет (красное смещение z=1100; это означает, что Вселенная была меньше примерно в 1101 раз) после Большого взрыва, когда во Вселенной было очень мало того, что мы хотели бы. распознать как структуру. Работа космолога состоит в том, чтобы соединить картину, которую мы видим из реликтового излучения, с картиной, которую мы видим из наших обзоров галактик, используя физику.

Это та часть Вселенной, которая видна нам прямо сейчас. Другими словами, мы наносим на карту свет, который мы получаем из этой зоны прямо сейчас, так что наносимой на карту части на самом деле много-много лет.

Обычно это не имеет большого значения, потому что мы тщательно анализируем регионы, где изменение времени просмотра невелико по сравнению со шкалой длины.

На самом деле, с точки зрения относительности, это почти так же хорошо, как далекие тела в том состоянии, в котором они были миллиарды лет назад, насколько нам известно. Исходя из нашей системы отсчета, у них может быть «будущее» (на самом деле, «настоящее», но называть его так будет немного непривычно), но мы просто не можем его узнать.