Universets bredde

Hur brett är universum?

Universum är 13,8 miljarder år gammalt, men jag har läst att det är betydligt bredare än 13,8 miljarder ljusår. Stämmer det? Hur kommer det sig att vi kan se så långt bort när inget kan färdas snabbare än ljusets hastighet?

Universum är 13,8 miljarder år gammalt, men jag har läst att det är betydligt bredare än 13,8 miljarder ljusår. Stämmer det? Hur kommer det sig att vi kan se så långt bort när inget kan färdas snabbare än ljusets hastighet?

Pablo Carlos Budassi/Wikimedia Commons

Hur brett är universum?

Astronomernas bästa bud på universums bredd är 93 miljarder ljusår. Siffrans osäkerhet är omkring tio procent, så det säkra svaret är någonstans mellan 84 och 102 miljarder ljusår.

Forskarna har observerat denna bredd, trots att universum är 13,8 miljarder år gammalt och att inget kan färdas snabbare än ljusets hastighet.

Förklaringen är att universum ständigt utvidgas.

Tänk på en galaxhop 87 miljoner ljusår från jorden. Ljuset från hopen påbörjar sin färd mot jorden. Eftersom universum utvidgas blir sträckan som ljuset behöver tillryggalägga längre medan det är på väg.

Därmed behöver ljuset i själva verket färdas längre än 87 miljoner ljusår.

Faktum är att avståndet mellan galaxhopen och jorden har blivit 173 miljoner ljusår innan ljuset kommer fram till oss.

Hur långt har då ljuset färdats? Svaret är någonstans mellan 87 och 173 miljoner ljusår.

Samma tankegång gäller för övriga universum och ljuset som de första galaxerna gav ifrån sig.

Utvidgningen av universum, och därmed den extra distans som adderas längs vägen, beror på fördelningen av materia och energi.

Universums bredd mäts med hjälp av så kallad rödförskjutning, som uppstår till följd av universums utvidgning.

Lys sendes afsted.
© Lotte Fredslund

Ljus avges

Ljus avges från en galax som befinner sig i utkanten av det synliga universum. Universum utvidgas, vilket innebär att det avstånd som ljuset behöver tillryggalägga hela tiden ökar.

Lyset bliver rødt.
© Lotte Fredslund

Ljuset rödtonas

När galaxen rör sig bort från oss sträcks ljuset ut under sin färd mot jorden. När ljusets våglängd förlängs blir färgen rödtonad. Därför kallas fenomenet rödförskjutning.

Forskydning viser bredde.
© Lotte Fredslund

Förskjutningen visar bredden

Ju längre våglängden är, och därmed ju rödare ljuset är, desto större avstånd har det tillryggalagt. Därmed kan universums bredd beräknas med hjälp av rödförskjutningen.

Om universum hade bestått av enbart energi i form av strålning skulle ljus som nådde jorden i dag, efter 13,8 miljarder års färd, ha kommit från himlakroppar som nu befinner sig 27,6 miljarder ljusår bort.

Om universum hade bestått av enbart materia skulle ljus som nådde jorden i dag, efter 13,8 miljarder års färd, komma från himlakroppar som nu befinner sig 41,4 miljarder ljusår bort.

Strålning och materia i kombination med så kallad mörk energi ger den faktiska siffran, en total distans av 46,5 miljarder ljusår, till de mest avlägsna synliga himlakropparna – och därmed avståndet från jorden till det synliga universums gräns.

Följaktligen är hela bredden det dubbla, det vill säga 93 miljarder ljusår.