Det observérbare universet og hva som er utenfor

For ca 13,8 milliarder år siden skjedde det noe veldig voldsomt, da ble universet vårt dannet i det vi kaller Det store smellet (Big Bang). Alt vi ser i universet er derfor yngre enn 13,8 milliarder år. De fjerneste objektene vi kan observere sendte ut lyset sitt bare noen millioner år etter dette, dette var såkalte protostjerner, de første stjernene i universet. Lyset fra de har altså reist gjennom universet i kanskje så mye som 13,5 milliarder år. Man skulle kanskje tro at de befant seg 13,5 milliarder lysår unna oss da lyset ble sendt ut, men fordi rommet har utvidet seg siden lyset ble utsendt, kan avstanden ha vært vesentlig kortere for 13,5 milliarder år siden.

Ordet lysår er et lengdemål. Lyset går som kjent ca 300 000 km/s i vakuum (i verdensrommet). Helt nøyaktig målt er hastigheten 299 792 458 m/s. På ett år går derfor lyset 9 460 730 472 580,8 km, som vanligvis forenkles til 9 460 000 000 000 km. 9,46 billioner km er et ufattelig stort tall, og dette er altså kun ett lysår. 13,5 milliarder lysår blir ufattelige 127,7 kvadrillioner km, altså 127 700 000 000 000 000 000 000 km. Ingen kan fatte hva såpass store tall egentlig betyr. La oss være enige om at avstandene i universet er ufattelige store.

Men siden lyset forlot disse protostjernene har jo universet fortsatt å utvide seg, dette er noe astronomene kan måle ved den såkalte rødforskyvningseffekten. Vi kan derfor regne oss frem til hvor langt unna disse objektene må befinne seg nå, mer enn 13,5 milliarder etter at lyset fra disse fjerne objektene ble sendt ut. Og kalkulatorene gir svaret 47 milliarder lysår til alle retninger. Dette er altså radien i ei kule med jorda i sentrum, fordi det jo er fra jorda vi observerer universet. Uansett hvor kraftige kikkerter og instrumenter vi skaffer oss vil vi derfor "kun" kunne kartlegge denne bobla i universet. Boblas nåværende størrelse er altså beregnet til 94 milliarder lysår i diameter. Denne bobla er det som kalles det observérbare universet. Alt som er utenfor vil for alltid være usynlig for oss.

Men astronomene vet at det er mer univers utenfor, selv om vi aldri noensinne kan se det. Dette kan de slutte seg til ut fra hvor jevnt materien i den observérbare delen er fordelt. Hvis det var en yttergrense for universet et stykke utenfor den observérbare delen så ville dette gitt en annen massefordeling i den observérbare delen. Det blir omtrent slik man kan finne ut ganske mye om en stol bak et hjørne ved kun å observere skyggen av stolen. Astronomene vet altså at den observérbare delen er bare en veldig liten del av hele universet. Men de kan ikke avgjøre hvor stort hele universet egentlig er. Heller ikke om universet faktisk har en yttergrense eller om det er uendelig.

Hele universet er i hvert fall minst så stort at selv om man tenker seg en bebodd planet B i en galakse ute ved kanten av av vårt observérbare univers, f.eks 40 milliarder lysår unna jorda, så vil de som bor der oppleve et tilsvarende observérbart univers som vårt med omtrent den samme massefordelingen. Deres observasjonsboble (gul på illustrasjonen) vil være like stor som vår (blå), for universet utvider seg like mye i alle retninger og er like gammelt overalt. Vår boble og deres boble vil delvis overlappe, men de vil kunne se deler av universet som vi aldri får se og vi kan se deler av universet som de aldri vil kunne se.

Men de kan heller aldri fortelle oss hva de ser. For hvis de sendte et budskap i vår retning nå, et budskap som reiser med lysets hastighet, så vil signalet komme fram til oss om over hundre milliarder år (for universet vil jo fortsette å utvide seg mens signalet reiser gjennom verdensrommet). Astronomene har funnet ut at sola vår vil dø ut om ca fem milliarder år, og i "dødskrampene" vil den utvide seg og sluke jorda. Så lenge før signalet fra planet B kommer fram til oss, vil vårt hjem i universet forlengst være borte, og det vil nok også bety at menneskeheten forlengst har forsvunnet fra universet når budskapet kommer fram hit. Det vil altså ikke være noen her som kan motta budskapet fra planet B.

Det eneste vi kan håpe på er derfor å finne noen "stolskygger" fra universet utenfor vår observasjonsboble som kan fortelle oss noe om hva som er der ute utenfor den observérbare delen. Eller så kan vi heller konsentrere oss om det vi faktisk kan observere fra jorda, altså det observérbare universet, vår boble, den blå kula i illustrasjonen over.

I planetariet på Vitensenteret i Trondheim har de en 3D-datamodell av hele det observérbare universet, inkludert alle kjente objekter. Modellen viser ingenting utenfor den observérbare delen av universet, men altså ikke fordi det ikke er noe der, men fordi det som er der ute er ukjent. Overflatene på planetene i solsystemet er satt sammen av gode fotografier. Denne 3D-modellen blir automatisk oppdatert med nyoppdagede objekter, f.eks alle kjente eksoplaneter (det er nå over fire tusen) og alle satelittene rundt jorda. Den kan også vise hvor langt radiosignalene våre har rukket å reise ut i rommet, stjernebilder og mye annet spennende. Jeg anbefaler dere å oppleve en planetarievisning der, det er en fantastisk opplevelse (jeg har opplevd det selv).