Nič rýchlejšie ako svetlo nepoznáme.
Je také rýchle, že enormné vzdialenosti
meriame tým, ako dlho
svetlu trvá ich prekonať.
Za rok svetlo preletí
9 460 730 472 581 kilometrov,
vzdialenosť, ktorú nazývame svetelný rok.
Pre predstavu, koľko to je,
Mesiac, kam astronauti programu Apollo
cestovali štyri dni,
je iba svetelnú sekundu od Zeme.
Zatiaľčo najbližšia hviezda
okrem nášho Slnka je Proxima Centauri,
vzdialená 4,24 svetelného roka.
Naša Mliečna cesta je rádovo
100 000 svetelných rokov široká.
Najbližšia galaxia k tej našej, Andromeda,
je vzdialená 2,5 milióna svetelných rokov.
Vesmír je ohromne rozľahlý.
Ako ale vieme, nakoľko sú
hviezdy a galaxie vzdialené?
Pri pohľade na oblohu predsa
vidíme len dvojrozmerný obraz.
Ak ukážete prstom na jednu hviezdu,
neviete určiť, ako je ďaleko,
tak ako na to astrofyzici prišli?
Pre veľmi blízke objekty,
môžeme použiť trigonometrickú paralaxu.
Je to jednoduché.
Urobme si pokus.
Natiahnite palec a zatvorte ľavé oko.
Potom otvorte ľavé oko a zatvorte pravé.
Bude sa vám zdať, že sa palec pohol,
kým vzdialenejšie objekty v pozadí
zostali na mieste.
To isté platí pri pohľade na hviezdy,
ale ďaleké hviezdy sú oveľa, oveľa ďalej
než váš palec,
a Zem nie je veľmi veľká,
takže ani s dvoma ďalekohľadmi na rovníku
by ste nevideli veľký posun.
Radšej sa pozrieme na zmenu
zdanlivej polohy hviezdy za 6 mesiacov,
polovicu ročného obehu Zeme okolo Slnka.
Keď zmeriame
relatívne pozície hviezd v lete,
a potom v zime,
je to ako hľadieť druhým okom.
Blízke hviezdy sa zdanlivo pohli
oproti pozadiu
vzdialenejších hviezd a galaxií.
Táto metóda však funguje len pre objekty
vzdialené do pár tisíc svetelných rokov.
Mimo našej galaxie
sú vzdialenosti také veľké,
že paralaxa je primalá na rozoznanie
aj našimi najcitlivejšími prístrojmi.
Tu sa musíme spoľahnúť na inú metódu
a to indikátor zvaný štandardná sviečka.
Štandardné sviečky sú objekty,
ktorých prirodzený jas, či svietivosť,
dobre poznáme.
Ak napríklad viete, aká jasná je žiarovka
a niekto ju bude držať a kráčať od vás,
viete, že množstvo svetla,
ktoré od neho na vás dopadne
sa bude zmenšovať
s druhou mocninou vzdialenosti.
Porovnaním množstva
na vás dopadajúceho svetla
a prirodzeného jasu žiarovky,
tak viete určiť
ako ďaleko od vás žiarovka je.
V astronómi je našou žiarovkou
zvláštny typ hviezdy
premenná hviezda cefeida.
Tieto hviezdy sú vnútorne nestabilné,
ako neustále sa nafukujúci
a vyfukujúci balón.
A keďže týmto zväčšovaním a zmenšovaním
menia svoj jas,
vieme ich svietivosť vypočítať
meraním dĺžky tohto cyklu,
pričom svietivejšie hviezdy
sa menia pomalšie.
Porovnaním svetla pozorovaného z hviezd
s takto vypočítaným prirodzeným jasom
vieme určiť, ako sú ďaleko.
Nanešťastie, tuto to nekončí.
Hviezdy môžeme pozorovať len do
asi 40 000 000 svetelných rokov,
za touto hranicou už sú príliš rozmazané.
Našťastie však máme
iný typ štandardnej sviečky:
známa supernova typu Ia.
Supernovy, masívne hviezdne explózie,
sú jedným spôsobom umierania hviezdy.
Tieto explózie sú také jasné,
že zatienia galaxie
v ktorých sa odohrávajú.
Takže aj keď nevidíme
jednotlivé hviezdy v galaxii,
stále uvidíme prebiehajúce supernovy.
a typ Ia supernovy sú užitočné
ako štandardné sviečky
pretože tie prirodzene jasné
strácajú jas pomalšie než tie slabšie.
Pochopením tohto vzťahu
medzi svietivosťou
a rýchlosťou jej poklesu
tak pomocou supernov môžeme
skúmať vzdialenosti
do niekoľkých miliárd svetelných rokov.
Prečo je ale pre nás dôležité
vidieť do takej diaľky?
Spomeňte si, ako rýchlo sa svetlo šíri.
Napríklad svetlo Slnka
k nám dorazí za 8 minút,
čiže to, čo vidíme teraz,
je obraz Slnka spred 8 minút.
Pri pohľade na Veľký voz
vidíte ako vyzeral pred 80 rokmi.
A tie rozmazané galaxie?
Tie sú milióny svetelných rokov ďaleko.
Svetlo odtiaľ k nám letelo milióny rokov.
V istom zmysle je teda vesmír
sám o sebe strojom času.
Čím viac naspäť sa pozeráme,
tým mladší vesmír vidíme.
Astrofyzici sa snažia
čítať históriu vesmíru
a pochopiť ako a odkiaľ pochádzame.
Vesmír nám neustále posiela
informácie v podobe svetla.
Nám zostáva len ich dešifrovať.