Rozszerzający się Wszechświat: ucieczka bez ruchu

W 1929 roku Edwin Hubble zauważył coś niepokojącego: prawie każda galaktyka, na którą skierował teleskop, oddala się od Ziemi. I to według zaskakująco prostej reguły — dwa razy dalsza ucieka dwa razy szybciej. Przez chwilę mogło się wydawać, że jesteśmy w środku kosmicznej eksplozji. Przeciągnij suwak czasu na rysunku i kliknij dowolną inną galaktykę — zobaczysz, dlaczego ten wniosek był błędny.

Rodzynki w rosnącym cieście

Wyobraź sobie drożdżowe ciasto z rodzynkami, które rośnie w piekarniku. Każdy rodzynek widzi dokładnie to samo: wszystkie pozostałe się od niego oddalają, a te dalsze — szybciej, bo między nimi jest po prostu więcej rosnącego ciasta. Żaden rodzynek nie jest „środkiem rośnięcia". Tak samo z galaktykami: kliknij inną na rysunku, a zobaczysz identyczne prawo ucieczki. Każdy obserwator we Wszechświecie ma wrażenie, że to od niego wszystko ucieka.

Ucieczka bez ruchu

Najtrudniejsza część: galaktyki wcale nie lecą przez przestrzeń jak odłamki po wybuchu. One w zasadzie stoją — to odległości między nimi rosną, bo rozszerza się sama przestrzeń. Dlatego odległe galaktyki mogą „uciekać" szybciej niż światło i nie łamie to żadnego prawa fizyki: nic nie porusza się szybko przez przestrzeń, to przestrzeni po prostu przybywa.

Rozciąga się też światło, które do nas płynie. Fala wysłana jako niebieska dociera rozciągnięta ku czerwieni — im dłużej podróżowała, tym bardziej. To przesunięcie ku czerwieni jest dla astronoma miarką: mówi wprost, ile razy Wszechświat urósł, odkąd światło wyruszyło.

Wielki Wybuch nie wydarzył się w jakimś miejscu. Wydarzył się wszędzie naraz.

Przewiń film do tyłu

Skoro wszystko się od siebie oddala, to kiedyś musiało być bliżej. Cofając ekspansję, dochodzimy do chwili sprzed 13,8 miliarda lat, gdy cały obserwowalny Wszechświat był gęstszy i gorętszy niż wnętrze gwiazdy. Ślad tamtej epoki wciąż da się zobaczyć: to mikrofalowe promieniowanie tła, poświata wypełniająca całe niebo — najstarsze światło, jakie istnieje, rozciągnięte ekspansją tysiąc razy.

To uproszczenieRysunek jest płaski i pomija ruchy własne galaktyk (na wykresie udajemy je lekkim rozrzutem punktów), grawitacyjne związanie gromad oraz to, że ekspansja od kilku miliardów lat przyspiesza — za co odpowiada ciemna energia, wciąż nierozumiana. Samo prawo v = H·d pozostaje jednak dokładnie tym, co zmierzył Hubble.