Hvaða undur myndi manneskja líklegast sjá ef hún gæti ferðast algjörlega tilviljunarkennt um alheiminn? Svarið kann að koma á óvart!
Inngangur: Um mikilfengleika alheimsins
Túlkun listamanns á hinum sýnilega alheimi. – Wikipedia
Á heiðskírri nóttu er tilvalið að horfa til himins, skoða stjörnurnar og velta fyrir sér stöðu sinni í tilverunni. Ef maður leyfir huganum að flæða getur það reynst mögnuð andleg upplifun.
Frá Jörðinni getur einn einstaklingur séð um það bil tvö þúsund stjörnur með berum augum í einu. Hvaða stjörnur hann sér fer eftir því hvar viðkomandi er staddur á Jörðinni og hvenær. Allar þær stjörnur tilheyra Vetrarbrautinni, þeirri stjörnuþoku sem sólkerfið okkar dvelur í.*
Stjörnurnar í Vetrarbrautinni eru þó miklu fleiri. Þar eru líklegast á bilinu 200 til 400 milljarðar stjarna. Það sem meira er þá er Vetrarbrautin einungis ein af mjög mörgum stjörnuþokum sem fyrirfinnast í hinum sýnilega heimi. Líklegast eru stjörnuþokurnar í kringum 100 til 170 milljarðar talsins.
Ef við gerum ráð fyrir því að í hverri stjörnuþoku séu að meðaltali svipað margar stjörnur og í Vetrarbrautinni okkar þá fáum við út tölur á borð við 300 sextillion (talan 300 með 21 auka núllum fyrir aftan) til septillion (sem er talan 1 með 24 núllum fyrir aftan – 1.000.000.000.000.000.000.000.000). Hver sem nákvæma talan er þá má með sanni segja að það eru fáránlega margar stjörnur (fjarlægar sólir) til í hinum sýnilega alheimi. Í kringum margar þessar stjörnur hringsóla svo líklegast enn fleiri plánetur.
Það kann því að koma mörgum á óvart að í þessum hafsjó stjarna sem gefa frá sér gríðarlega mikla birtu er það samt myrkrið sem ræður ríkjum í alheiminum. Þó að um septillion stjörnur kunni að fyrirfinnast í hinum sýnilega heimi þá er alheimurinn í raun eignlega bara tómur. Fjarlægð milli stjarna (birtugjafa) í heiminum er svo mikil að meðaltali að á flestum stöðum er bara myrkur.
Hvað ef við gætum ferðast handahófskennt um alheiminn?
Hugsanatilraun (thought experiment):
Hinn sýnilegi alheimur. http://en.wikipedia.org/wiki/Observable_universe
Árið er 2892 og vísindamaður nokkur hefur fundið upp nýtt farartæki sem hann kallar Óvissuvélina. Ekki gefst tími til að útskýra að fullu hvernig Óvissuvélin virkar enda óþarfi að svo stöddu. Það sem skiptir máli er að Óvissuvélin er lítið eins manns farartæki sem lítur ekki ósvipað út eins og geimbúningur. Með Óvissuvélinnni getur einn maður ferðast á sekúndubroti til hvaða hluta alheimsins sem er með því einu að smella á einn lítinn hnapp. Vegalengdin skiptir engu máli. Að þessu leyti má segja að vélin henti vel til geimferða.
Nokkrir ókostir eru þó við Óvissuvélina. Ekki er pláss fyrir nein raftæki eða sjónauka í farartækinu. Í Óvissuvélina kemst bara einn einstaklingur á Adamsklæðunum. Sem betur fer verndar Óvissuvélin þann sem í henni er fyrir nánast öllu náttúrulegu umhverfi. Prófanir hafa sýnt að menn geta verið óhultir inn í Óvissuvélinni meira að segja inn í miðri sprengistjörnu.
Mikilvægasti ókosturinn við Óvissuvélinna er þó þessi. Það er ómögulegt að vita hvert farartækið fer þegar það er sett í gang. Það er einmitt þess vegna sem farartækið var nefnt Óvissuvélin. Sem betur fer kemst ferðlangurinn alltaf aftur heim með því að smella aftur á hnappinn góða. Af einhverjum ástæðum ratar Óvissuvélin alltaf heim.
Því er hægt að nota Óvissuvélina til að ferðast á handahófskennda staði í alheminum og skjótast svo aftur heim.
Nú þegar við vitum hvað Óvissuvélin getur gert er hægt að bera fram áhugaverða spurningu:
Hvað er líklegast að ferðalangur sem notar vélina sjái þegar hann ferðast í fyrsta sinn?
Eins og áður segir eru eitthvað í kringum um septillion stjörnur í hinum sýnilega heimi og við sjáum næstum tíu þúsund með berum augum frá Jörðinni þrátt fyrir truflanir frá lofthjúpi jarðar. (Hér er gert ráð fyrir því að sjáandinn geti verið alls staðar á Jörðinni í einu. Sé hann fastur við einn punkt, eins og venjan reyndar er sér hann aðeins um 2000 stjörnur í einu.)
Mun ferðalangurinn sjá ógrynni stjarna? Heilu stjörnuþokurnar úr fjarlægð? Kannski plánetur í fjarlægu sólkerfi sem er í annari stjörnuþoku?
Kannski mun hann sjá eitthvað slíkt en litlar líkur eru á því.
Lang líklegast er að ferðalangurinn sjái ekki neitt. Ekki eina litla ljóstýru og þar með ekki heldur sjáfan sig (án ljósgjafa getur maður ekki séð sjálfan sig. Prufaðu að fara inn í gluggalaust herbergi þar sem ekkert ljós kemst inn og skoða sjálfan þig í spegli).
Ef maður ferðast á tilviljunarkenndan stað í alheiminum er mestar líkur á því að finna myrkrið eitt. Ástæðan er tiltölulega einföld. Þó að í heiminum séu um septillion stjörnur er alheimurinn svo gríðarlega stór og mikil fjarlægð á milli ljósgjafa, að meðaltali, að septillion sólir geta ómögulega lýst upp myrkrið.
Tökum skiljanlegra dæmi. 100 þúsund kerti á Ingólfstorgi gefa frá sér góða birtu. Ef við dreifum kertunum með jöfnu millibili um almyrkvað svæði á stærð við Ísland (sem er 103 þúsund ferkílómetrar) þyrftum við að vera ansi heppin að koma auga á ljóstýru.
Stjörnuþokuþyrping – – Wikipedia
En af hverju sjáum við þá þúsundir stjarna með berum augum frá Jörðu? Það er vegna þess að Jörðin okkar er umhverfis sól sem tilheyrir risastórri stjörnuþoku (Vetrarbrautinni). Ef ferðalangur sem notar Óvissuvélina væri svo heppinn að lenda inn í miðri stjörnuþoku sæi hann vitaskuld tugþúsundir stjarna.
Líklegra er þó að hann myndi lenda á milli stjörnuþoka. Stjörnuþokur svífa um alheiminn í hópum eða þyrpingum og meðalfjarlægð á milli stjörnuþoka inn í slíkum þyrpingum er rúmar þrjár milljónir ljósár. Talið er að augu mannsins geti greint stjörnuþokur í rúmlega tveggja milljóna ljósara fjarlægð. Lendi ferðalangurinn á milli stjörnuþoka í stjörnuþokuþyrpingu kann hann hugsanlega að sjá eina eða tvær daufar ljóstýrur (fjarlægar stjörnuþokur).
Enn líklegra er ferðalangurinn í Óvissuvélinni lendi á einhverju því flæmi sem er á milli stjörnuþokuhópa eða stjörnuþokuþyrpinga. Stjörnuþokur eru nefnilega ekki jafndreifðar um alheiminn. Þær hópa sig saman og mynda þyrpingar. Milli þessara þyrpinga er margfallt meiri fjarlægð en er á milli einstaka stjörnuþoka innan þyrpinganna. Lang mestar líkur virðast því vera á því að Óvissuvélin lendi á slíku svæði einfaldlega vegna þess að svæðin á milli stjörnuþokuþyrpinga taka lang mest „pláss“ í alheiminum. Lendi ferðalangurinn á slíkum stað, eins og líklegast er, er nokkuð bókað að hann sjái ekki neitt með berum augum þar sem alltof langt er í næsta birtugjafa sem mannlegt auga nemur.
Hvers vegna er ég nú að pæla í þessu? Vegna þess að mér þykir heimurinn og tilveran stórkostleg. Það er merkilegt að uppgötva að þó í alheiminum sé hafsjór af stjörnum þá er alheimurinn samt eiginlega bara tómur. Þrátt fyrir alla birtuna er það myrkrið sem ræður ríkjum.
Að lokum ein spurning
Ef Óvissuvélin væri til í alvörunni, hversu oft þyrfti ferðalangur að ferðast með henni til að eiga góðar líkur á því að hitta á svæði þar sem hann gæti séð eitthvað? Ég leyfi öðrum að finna svar við því.
*Sumir nota íslenska orðið „vetrarbraut“ sem samnefni yfir allar stjörnuþokur. Ég kýs, eins og margir, að nota orðið um stjörnuþokuna sem við tilheyrum. Vetrarbrautin er stjörnuþokan okkar.
Heimildir
- Stjörnufræðivefurinn – Frábær íslenskur vefur um allt sem tengist stjörnum og alheiminum.
- Vísindavefurinn
- Wikipedia – Observable universe
- Sérstakar þakkir fær Sævar Helgi Bragason, einn aðstandenda Stjörufræðivefsins, fyrir að svara nokkrum hugleiðingum mínum.