Das Universum ist ein verdammt großer Ort. Wenn wir in den Nachthimmel schauen, ist fast alles, was mit bloßem Auge gesehen werden kann, Teil unserer Galaxie: ein Stern, eine Ansammlung von Sternen, ein Nebel. Hinter den Sternen der Milchstraße befindet sich beispielsweise die Dreieckgalaxie. Wir finden diese "Inselwelten" überall im Universum, wo immer wir hinschauen, selbst an den dunkelsten und leeresten Stellen des Weltraums, wenn wir nur genug Licht sammeln können, um tief genug zu schauen.
Die meisten dieser Galaxien sind so weit entfernt, dass selbst ein Photon, das sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegt, Millionen oder Milliarden von Jahren braucht, um den intergalaktischen Raum zu durchqueren. Früher wurde es von der Oberfläche eines fernen Sterns ausgestrahlt und jetzt hat es uns endlich erreicht. Und während die Geschwindigkeit von 299.792.458 Metern pro Sekunde unglaublich erscheint, bedeutet die Tatsache, dass wir seit dem Urknall nur 13,8 Milliarden Jahre zurückgelegt haben, dass die Entfernung, die das Licht zurückgelegt hat, immer noch begrenzt ist.
Sie denken wahrscheinlich, dass die von uns am weitesten entfernte Galaxie nicht weiter als 13,8 Milliarden Lichtjahre von uns entfernt sein sollte, aber das wäre ein Fehler. Sie sehen, zusätzlich zu der Tatsache, dass sich Licht mit endlicher Geschwindigkeit durch das Universum bewegt, gibt es eine andere, weniger offensichtliche Tatsache: Das Gewebe des Universums selbst dehnt sich mit der Zeit aus.
Allgemeine Relativitätslösungen, die eine solche Möglichkeit insgesamt ausschlossen, erschienen 1920, aber Beobachtungen, die später kamen - und zeigten, dass der Abstand zwischen Galaxien zunahm -, ermöglichten es uns, nicht nur die Expansion des Universums zu bestätigen, sondern sogar die Expansionsrate und deren Messung zu messen im Laufe der Zeit geändert. Die Galaxien, die wir heute sehen, waren viel weiter von uns entfernt, als sie das Licht emittierten, das wir heute erhielten.
Das Galaxy EGS8p7 hält derzeit den Distanzrekord. Mit einer gemessenen Rotverschiebung von 8,63 zeigt unsere Rekonstruktion des Universums, dass es 13,24 Milliarden Jahre gedauert hat, bis das Licht dieser Galaxie uns erreicht hat. Mit etwas mehr Mathematik sehen wir dieses Objekt, als das Universum nur 573 Millionen Jahre alt war, nur 4% seines gegenwärtigen Alters.
Aber weil sich das Universum die ganze Zeit ausgedehnt hat, ist diese Galaxie nicht 13,24 Milliarden Lichtjahre entfernt; Tatsächlich sind es bereits 30,35 Milliarden Lichtjahre. Und vergessen Sie nicht: Wenn wir sofort ein Signal von dieser Galaxie an uns senden könnten, würde es eine Entfernung von 30,35 Milliarden Lichtjahren zurücklegen. Aber wenn Sie stattdessen ein Photon aus dieser Galaxie zu uns senden, wird es uns dank dunkler Energie und der Ausdehnung des Weltraumgefüges niemals erreichen. Diese Galaxie ist bereits verschwunden. Der einzige Grund, warum wir dies mit den Keck- und Hubble-Teleskopen beobachten können, ist, dass das neutrale gasblockierende Licht in Richtung dieser Galaxie ziemlich selten war.
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Hubble Mirror gegen James Webb Mirror
Aber denken Sie nicht, dass diese Galaxie die am weitesten entfernte der am weitesten entfernten Galaxien ist, die wir jemals sehen werden. Wir sehen Galaxien in einer solchen Entfernung, wie es unsere Ausrüstung und das Universum erlauben: Je weniger neutrales Gas, je größer und heller die Galaxie, desto empfindlicher unser Instrument, desto weiter sehen wir. In einigen Jahren wird das James Webb-Weltraumteleskop noch weiter schauen können, da es Licht mit einer längeren Wellenlänge (und daher mit einer höheren Rotverschiebung) einfangen kann, Licht sehen kann, das nicht durch neutrales Gas blockiert ist, und schwächere Galaxien als unsere modernen sehen kann Teleskope (Hubble, Spitzer, Keck).
Theoretisch sollten die ersten Galaxien mit einer Rotverschiebung von 15-20 erscheinen.
