13
Επιστήμη & Έρευνα

Το Σύμπαν είναι μεγάλο. Ναι αλλά πόσο;

Το Σύμπαν είναι μεγάλο. Ναι αλλά πόσο;
Η κλίμακα του σύμπαντος υπερβαίνει τα όρια της ανθρώπινης κατανόησης. Ο μόνος τρόπος να καταλάβουμε τα αστρονομικά μεγέθη και τις κοσμολογικές αποστάσεις είναι τα μαθηματικά και η φυσική.

Η ανθρώπινη εμπειρία είναι αυτή που μας βοηθά να κατανοήσουμε τον κόσμο γύρω μας. Η εμπειρία αυτή, όμως, είναι και ο παράγοντας που μας περιορίζει. Τι είναι “έτος φωτός”; Πόσο μεγάλη είναι η Γη; Οι περισσότεροι άνθρωποι δεν έχουν καν αντίληψη του πόσο μακριά είναι ένα χιλιόμετρο, πώς θα μπορούσαν να καταλάβουν την απόσταση μερικών δισεκατομμυρίων χιλιομέτρων; Ο μόνος τρόπος είναι να το πάμε βήμα-βήμα!

Η Γη, ο πλανήτης στον οποίο κατοικούμε είναι μια ελαφρώς πεπλατυσμένη σφαίρα με ακτίνα 6.371 χιλιόμετρα και περίμετρο στον ισημερινό περίπου 40 χιλιάδες χιλιόμετρα. Το πιο κοντινό ουράνιο σώμα (ικανού μεγέθους) στη Γη είναι η Σελήνη. Η απόσταση Γης–Σελήνης είναι περίπου 380 χιλιάδες χιλιόμετρα. Αν θες να το δεις διαφορετικά, ανάμεσα στη Γη και τη Σελήνη θα χωρούσε η Γη άλλες 30 φορές.

Πάμε να δούμε την απόσταση από το κοντινότερο αστέρι σε εμάς: τον Ήλιο. Ο Ήλιος απέχει 400 φορές περισσότερο απ’ ότι η Σελήνη και συγκεκριμένα 150 εκατομμύρια χιλιόμετρα. Αν ήθελες να πας στον Ήλιο με αυτοκίνητο (σε μια φανταστική “εθνική οδό” μεταξύ Γης και Ήλιου), θα χρειαζόσουν περίπου 130 χρόνια ασταμάτητης οδήγησης!

Πηγαίνοντας πιο μακριά, το χιλιόμετρο δεν είναι και πολύ χρήσιμο ως μονάδα μέτρησης, επομένως οι αστρονόμοι χρησιμοποιούν άλλες μονάδες. Μια από αυτές είναι αυτή που ονομάζεται “αστρονομική μονάδα” και είναι η μέση απόσταση Γης–Ηλίου. Σε αυτή τη μονάδα, η Γη απέχει από τον Ήλιο μία αστρονομική μονάδα (γράφεται ως AU), η Αφροδίτη 0,7 AU, ενώ ο πιο απομακρυσμένος πλανήτης του ηλιακού συστήματος, ο Ποσειδώνας, απέχει από τον Ήλιο 30 AUs ή 4,5 δισεκατομμύρια χιλιόμετρα.

Εάν θέλουμε να βγούμε από το “σπίτι” μας, δηλαδή το δικό μας ηλιακό σύστημα, τότε και η αστρονομική μονάδα χάνει το νόημά της. Τα αστέρια απέχουν πολύ μεταξύ τους και χρειαζόμαστε κάτι μεγαλύτερο. Εδώ έρχεται το “έτος φωτός”, το οποίο δεν είναι μονάδα χρόνου αλλά μήκους! Συγκεκριμένα ένα έτος φωτός είναι η απόσταση που διανύει το φως σε ένα γήινο έτος (365 μέρες)· αντιστοιχεί στο εξωφρενικό νούμερο των 9.460.730.472.580,8 χιλιομέτρων (9,4 τρισεκατομμύρια χιλιόμετρα). Για να έχουμε μια βάση αναφοράς, το κοντινότερο σε εμάς αστέρι, ο Εγγύτατος του Κενταύρου, απέχει από τον Ήλιο 4,24 έτη φωτός.

Το ηλιακό μας σύστημα βρίσκεται μέσα στον Γαλαξία, αγγλιστί “Milky Way”, και απέχει από το κέντρο του 26.000 έτη φωτός. Ο Γαλαξίας μας έχει ακτίνα περίπου 53.000 έτη φωτός, ενώ σημαντικό είναι να σημειώσουμε πως όλα τα αστέρια που βλέπουμε στον νυκτερινό ουρανό ανήκουν στον δικό μας Γαλαξία, δηλαδή είναι πολύ κοντά μας, σε αστρονομικές αποστάσεις. Ο πλησιέστερος γαλαξίας στον δικό μας δεν είναι άλλος από την πασίγνωστη Ανδρομέδα, η οποία είναι ορατή με γυμνό μάτι και απέχει 2,5 εκατομμύρια έτη φωτός. Σε αστρονομικές κλίμακες, η Ανδρομέδα και ο δικός μας Γαλαξίας είναι πάρα πολύ κοντά, και μάλιστα θα συγκρουστούν σε περίπου 4 δισεκατομμύρια χρόνια! Οι δύο αυτοί γαλαξίες είναι οι μεγαλύτεροι σε μια τοπική ομάδα γαλαξιών την οποία αποκαλούμε “Τοπική Ομάδα” (Local Group) και περιλαμβάνει περίπου 100 γαλαξίες. Η διάμετρος της Τοπικής Ομάδας είναι περίπου 10 εκατομμύρια έτη φωτός. Υπάρχουν, όμως, και μεγαλύτερες ομάδες γαλαξιών, με την πλησιέστερη να είναι το Σμήνος της Παρθένου, ένα σμήνος πάνω από 1000 γαλαξιών και απόσταση περίπου 50 εκατομμύρια έτη φωτός. Το Σμήνος της Παρθένου και η δική μας Τοπική Ομάδα είναι μέρος μιας μεγαλύτερης δομής, την οποία οι αστρονόμοι έχουν ονομάσει “Υπερσμήνος Λανιακέα”, μια δομή με ακτίνα 250 εκατομμυρίων ετών φωτός, στην οποία περιλαμβάνονται περίπου 100-150 χιλιάδες γαλαξίες!

Σε μια άλλη κλίμακα, το σύμπαν είναι, σύμφωνα με τις εκτιμήσεις των επιστημόνων, 13,8 δισεκατομμυρίων χρονών. Το μέγεθός του, όμως, εκτιμάται πως είναι 90 ή και περισσότερα δισεκατομμύρια έτη φωτός! Αλλά αυτά είναι εκτιμήσεις και η Φυσική συνεχίζει και αναπτύσσεται, νέες θεωρίες εμφανίζονται, και ίσως αυτοί οι αριθμοί επανεκτιμηθούν στο μέλλον. Αυτό που πρέπει να κρατήσουμε είναι πως το σύμπαν είναι πραγματικά ασύλληπτα μεγάλο. Περισσότερο απ’ όσο μπορεί ο εγκέφαλός μας να κατανοήσει. Ακόμη και οι αστροφυσικοί, όμως, παρά το γεγονός πως δουλεύουν με αριθμούς τόσο μεγάλους, παρά το ότι κάνουν υπολογισμούς και δουλεύουν στα μαθηματικά με τέτοια μεγέθη, αδυνατούν να συλλάβουν το πραγματικό μέγεθος αυτών των αριθμών. Αυτό, όμως, είναι και το μεγαλείο του ανθρώπινου νου: έχει δημιουργήσει εργαλεία, δηλαδή τα μαθηματικά, που μας επιτρέπουν να δουλεύουμε με τέτοια μεγέθη και να τα φέρνουμε σε κατανοητά επίπεδα!