Il nostro universo, ovunque e in tutte le direzioni, è pieno di stelle e galassie.
La Via Lattea, come si vede all’Osservatorio di La Silla, è uno spettacolo straordinario e sorprendente per chiunque e offre una vista straordinaria di un gran numero di stelle nella nostra galassia. Tuttavia, al di fuori della nostra galassia ce ne sono trilioni di altri, quasi tutti che si stanno espandendo lontano da noi. (attribuito a lui: ESO / Håkon Dahle)
Dal nostro punto di vista, osserviamo fino a 46,1 miliardi di anni luce di distanza.
Finché la luce di qualsiasi galassia emessa all’inizio del Big Bang 13,8 miliardi di anni fa ci avrebbe raggiunto oggi, questo oggetto esiste all’interno del nostro universo attualmente visibile. Tuttavia, non tutti gli oggetti osservabili sono accessibili. (attribuito a lui: F. Summers, A. Pagan, L. Hustak, G. Bacon, Z. Levay e L. Frattere (STScI))
Il nostro universo osservabile contiene circa 2 trilioni di galassie.
L’Hubble Deep Deep Field (XDF) potrebbe aver osservato un’area del cielo solo 1/32.000.000 del totale, ma è stato in grado di rilevare ben 5.500 galassie al suo interno: circa il 10% del numero totale di galassie già in questo. Una diapositiva simile a una trave di matita. Il restante 90% delle galassie è troppo debole, troppo rosso o troppo scuro per essere rilevato da Hubble. (attribuito a lui: squadre HUDF09 e HUDF12; Elaborazione: E. Siegel)
Tuttavia, non abbiamo accesso permanente alla maggior parte di essi.
Sebbene ci siano galassie ingrandite, molto lontane, molto rosse e persino infrarosse nel campo super profondo, ci sono galassie ben oltre ciò che abbiamo rilevato nelle nostre visioni più profonde. Queste galassie ci saranno sempre visibili, ma non le vedremo mai come sono oggi: 13,8 miliardi di anni dopo il Big Bang. (attribuito a lui: NASA, ESA, R. Bouwens e G. Illingsworth (UC, Santa Cruz))
Man mano che l’universo si espande, la distanza tra tutti gli oggetti non legati aumenta nel tempo.
Questa animazione semplificata mostra come lo spostamento verso il rosso della luce e come le distanze tra gli oggetti non legati cambiano nel tempo nell’universo in espansione. Nota che gli oggetti iniziano più vicino del tempo impiegato dalla luce per viaggiare tra di loro, il redshift della luce dovuto all’espansione dello spazio, e le due galassie finiscono lontano dal percorso della luce preso dal fotone scambiato tra di loro. (Credito: Rob Knobb.)
Oltre le distanze fino a 14,5 miliardi di anni luce, l’espansione dello spazio sta allontanando le galassie più velocemente di quanto la luce possa viaggiare.
Guardando indietro nel tempo cosmico al campo ultra-profondo di Hubble, ALMA ha tracciato la presenza di monossido di carbonio. Ciò ha permesso agli astronomi di creare un’immagine tridimensionale della possibilità di formazione stellare nell’universo. Le galassie ricche di gas sono mostrate in arancione. Puoi vedere chiaramente, sulla base di questa immagine, come ALMA può rilevare caratteristiche nelle galassie che Hubble non può vedere e come ALMA può vedere galassie che potrebbero essere completamente invisibili al telescopio Hubble. Tutte queste galassie ci saranno sempre visibili, ma non possiamo raggiungerle. (attribuito a lui: NS. Saxton (NRAO/AUI/NSF); ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); NASA/Agenzia spaziale europea (Hubble)
Nel tempo, il tasso di espansione diminuisce ancora, ma rimane positivo e significativo a causa dell’energia oscura.
Tutti i destini previsti dell’universo (prime tre illustrazioni) corrispondono a un universo in cui materia ed energia combattono insieme il tasso di espansione iniziale. Nel nostro universo osservabile, l’accelerazione cosmica è causata da un tipo di energia oscura, che deve ancora essere spiegata. Tutti questi universi sono governati dalle equazioni di Friedman, che mettono in relazione l’espansione dell’universo con i diversi tipi di materia ed energia in esso contenuti. (attribuito a lui: E Siegel / Oltre la Galassia)
L’energia oscura, inerente allo spazio stesso, non diminuisce mai, anche se l’universo si espande.
Come la materia (in alto), la radiazione (al centro) e la costante cosmologica (in basso) si evolvono nel tempo nell’universo in espansione. Man mano che l’universo si espande, la densità della materia si indebolisce, ma anche la radiazione diventa più fredda poiché le sue lunghezze d’onda vengono allungate in stati più lunghi ea bassa energia. D’altra parte, la densità dell’energia oscura rimarrebbe veramente costante se si comportasse come si crede attualmente: come una forma di energia inerente allo spazio stesso. (attribuito a lui: E Siegel / Oltre la Galassia)
Tutte le galassie oltre una certa distanza rimangono sempre irraggiungibili, anche alla velocità della luce.
Le indagini più profonde delle galassie possono rivelare oggetti a decine di miliardi di anni luce di distanza, ma ci sono più galassie all’interno dell’universo osservabile che non abbiamo ancora rilevato. Ci sono parti dell’universo che non sono ancora visibili e che un giorno diventeranno visibili a noi, e ci sono parti che sono visibili a noi a cui non possiamo più accedere, anche se viaggiamo alla velocità della luce. (attribuito a lui: Sloan Digital Sky Survey).
L’attuale limite di “raggiungibilità” è di circa 18 miliardi di anni luce di distanza.
La dimensione del nostro universo osservabile (giallo), insieme a quanto lontano possiamo raggiungerlo (magenta). Il confine dell’universo visibile è di 46,1 miliardi di anni luce, che è la gamma massima di corpi che emettono luce che ci raggiungerà oggi dopo essersi allontanati da noi per 13,8 miliardi di anni. Tuttavia, dopo circa 18 miliardi di anni luce, non potremo mai raggiungere una galassia anche se ci viaggiamo verso di essa alla velocità della luce. (attribuito a lui: Andrew Colvin e Frederic Michel, Wikimedia Commons; Annotazioni: E. Siegel)
Tutte le galassie più vicine sarebbero accessibili se partissimo oggi; Tutte le galassie al di là di essa sono inaccessibili.
Con un tempo sufficiente, la luce emessa da un oggetto lontano raggiungerà i nostri occhi, anche nell’universo in espansione. Tuttavia, se la stagnazione di una galassia lontana raggiunge la velocità della luce e rimane al di sopra di essa, non saremo mai in grado di raggiungerla, anche se possiamo ricevere luce dal suo lontano passato. (attribuito a lui: Larry McNish / RASC Calgary)
Solo il 6% delle galassie attualmente osservabili è ancora accessibile; Il 94% è già fuori dalla nostra portata.
L’indagine GOODS-North, qui mostrata, contiene alcune delle galassie più lontane mai osservate, molte delle quali per noi già inaccessibili. Col passare del tempo, sempre più galassie subiscono la stessa sorte, poiché si separano da noi. (attribuito a lui: NASA, ESA e Z. Levay)
Ogni anno, altri 160 miliardi di stelle, sufficienti per creare una galassia principale, diventano nuovamente irraggiungibili.
L’ultimo, in M81 gruppo, diventerà irraggiungibile dopo altri ~100 miliardi di anni.
A soli 3,6 megaparsec dal nostro Gruppo Locale, M81 è il grande gruppo di galassie più vicino al nostro Gruppo Locale, ma rimarrà gravitazionalmente non legato. Tra circa 100 miliardi di anni anche queste galassie ci diventeranno inaccessibili, anche se ce ne andremo alla velocità della luce. (attribuito a lui: Dominic Derek/Flickr)
Dopodiché, resterà a portata di mano solo il nostro gruppo locale.
Andromeda e la Via Lattea dominano il Gruppo Locale di galassie, inoltre è composto da circa 60 altre galassie più piccole. Si trovano tutti a circa 5 milioni di anni luce l’uno dall’altro, con i gruppi galattici più vicini al di fuori della nostra regione che rimangono gravitazionalmente estranei a noi stessi per tutto il tempo. (attribuito a lui: Antonio Cisculella/Wikimedia Commons/cca-sa-4.0)
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