Il 94% delle galassie dell'universo è permanentemente fuori dalla nostra portata
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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 maestoso per chiunque e offre una vista spettacolare di un gran numero di stelle nella nostra galassia. Al di là della nostra galassia, tuttavia, ce ne sono trilioni di altre, quasi tutte che si stanno allontanando da noi. (Credito : ESO / Håkon Dahle)
Dal nostro punto di osservazione, possiamo vedere fino a 46,1 miliardi di anni luce di distanza.
Tutte le galassie che possiamo vedere oggi sono all’interno dell’universo attualmente osservabile. Tuttavia, non tutti gli oggetti osservabili sono raggiungibili. (Credito : F. Summers, A. Pagan, L. Hustak, G. Bacon, Z. Levay e L. Frattere (STScI))
Il nostro universo visibile contiene circa 2 trilioni di galassie stimate.
L’Hubble eXtreme Deep Field (XDF) potrebbe aver osservato una regione di cielo appena 1/32.000.000 del totale, ma è stato in grado di scoprire ben 5.500 galassie al suo interno: circa il 10% del numero totale di galassie effettivamente contenute in questa fetta di cielo. Il restante 90% delle galassie è troppo debole o troppo rosso o troppo oscurato per essere rivelato da Hubble. (Credito : team HUDF09 e HUDF12; Elaborazione: E. Siegel)
Tuttavia, la maggior parte di esse è già permanentemente irraggiungibile per noi.
Sebbene ci siano galassie ingrandite, ultra-distanti, molto rosse e persino infrarosse nell’estremo Deep Field, ci sono galassie che sono ancora più distanti là fuori di quelle che abbiamo scoperto nelle nostre visualizzazioni più profonde fino ad oggi. Queste galassie ci rimarranno sempre visibili, ma non le vedremo mai come sono oggi: 13,8 miliardi di anni dopo il Big Bang. (Credito : NASA, ESA, R. Bouwens e G. Illingsworth (UC, Santa Cruz))
Man mano che l’universo si espande, lo spazio tra tutti gli oggetti non legati gravitazionalmente aumenta nel tempo.
Questa animazione semplificata mostra come la luce si sposta verso il rosso e come le distanze tra gli oggetti non legati cambiano nel tempo nell’universo in espansione. Nota che gli oggetti iniziano a essere più vicini del tempo impiegato dalla luce per viaggiare tra di loro, la luce si sposta verso il rosso a causa dell’espansione dello spazio e le due galassie finiscono molto più distanti rispetto al percorso di viaggio della luce intrapreso dal fotone scambiato fra loro. (Credito: Rob Knop.)
Oltre le distanze di circa 14,5 miliardi di anni luce, l’espansione dello spazio spinge via le galassie più velocemente di quanto la luce possa viaggiare.
Guardando indietro nel tempo cosmico nel campo ultra profondo di Hubble, ALMA ha tracciato la presenza di monossido di carbonio. Ciò ha permesso agli astronomi di creare un’immagine 3D del potenziale di formazione stellare del cosmo. Le galassie ricche di gas sono mostrate in arancione. Puoi vedere chiaramente, sulla base di questa immagine, come ALMA può individuare caratteristiche nelle galassie che Hubble non può rilevare, e come le galassie che sono completamente invisibili a Hubble possono essere viste da ALMA. Tutte queste galassie saranno sempre visibili, ma non raggiungibili da noi. ( Credito : B. Saxton (NRAO/AUI/NSF); ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); NASA/ESA Hubble)
Nel tempo, il tasso di espansione diminuisce ancora, ma rimane positivo e grande a causa dell’energia oscura.
I possibili destini attesi dell’universo (prime tre illustrazioni) corrispondono tutti a un universo in cui la materia e l’energia combinate combattono contro il tasso di espansione iniziale. Nell’universo osservato, l’accelerazione cosmica è causata da un qualche tipo di energia oscura, finora inspiegabile. Tutti questi universi sono governati dalle equazioni di Friedmann, che mettono in relazione l’espansione dell’universo ai vari tipi di materia ed energia presenti al suo interno. ( Credito : 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 una costante cosmologica (in basso) si evolvono nel tempo in un universo in espansione. Man mano che l’universo si espande, la densità della materia si diluisce, ma anche la radiazione diventa più fredda man mano che le sue lunghezze d’onda si allungano a stati più lunghi e meno energetici. La densità dell’energia oscura, invece, rimarrà costante se si comporterà come si pensa attualmente: come una forma di energia intrinseca allo spazio stesso. ( Credito : E. Siegel/Oltre la Galassia)
Tutte le galassie oltre una certa distanza rimarranno sempre irraggiungibili, anche alla velocità della luce.
Le nostre indagini galattiche più profonde possono rivelare oggetti a decine di miliardi di anni luce di distanza, ma ci sono altre galassie all’interno dell’universo osservabile che dobbiamo ancora rivelare. Ci sono parti dell’universo non ancora visibili oggi che un giorno diventeranno osservabili per noi, e ci sono parti che sono visibili a noi che non sono più raggiungibili da noi, anche se viaggiassimo alla velocità della luce. ( Credito : Sloan Digital Sky Survey).
L’attuale “limite di raggiungibilità” ha un confine di circa 18 miliardi di anni luce di distanza.
La dimensione del nostro universo visibile (giallo), insieme alla quantità che possiamo raggiungere (magenta). Il limite dell’universo visibile è 46,1 miliardi di anni luce, poiché questo è il limite di quanto lontano sarebbe un oggetto che ha emesso un raggio di luce che ci raggiungesse oggi dopo essersi espanso lontano da noi per 13,8 miliardi di anni. Tuttavia, oltre i 18 miliardi di anni luce circa, non potremo mai accedere a una galassia anche se viaggiassimo verso di essa alla velocità della luce. ( Credito : Andrew Z. Colvin e Frederic Michel, Wikimedia Commons; Annotazioni: E. Siegel)
Tutte le galassie più vicine di così potrebbero essere raggiunte se partissimo oggi; tutte le galassie oltre sono irraggiungibili.
Con un tempo sufficiente, la luce emessa da un oggetto lontano arriverà ai nostri occhi, anche in un universo in espansione. Tuttavia, se la velocità di recessione di una galassia lontana raggiunge e rimane al di sopra della velocità della luce, non possiamo mai raggiungerla, anche se possiamo ricevere luce dal suo lontano passato. ( Credito : Larry McNish/RASC Calgary)
Solo il 6% delle galassie attualmente osservabili rimane raggiungibile; Il 94% è già al di fuori della nostra portata.
L’indagine GOODS-North, mostrata qui, contiene alcune delle galassie più lontane mai osservate, molte delle quali sono già irraggiungibili. Mentre il tempo avanza, sempre più galassie subiscono lo stesso destino, disconnettendosi da noi. ( Credito : NASA, ESA e Z. Levay)
Ogni anno, altri circa 160 miliardi di stelle, sufficienti per comporre una grande galassia, diventano irraggiungibili.
Le ultime, nel gruppo M81, diventeranno irraggiungibili tra ~100 miliardi di anni.
Situato a soli 3,6 Megaparsec di distanza dal nostro Gruppo Locale, il gruppo M81 è il gruppo sostanziale di galassie più vicino al nostro Gruppo Locale, a cui non è gravitazionalmente legato. Tra circa 100 miliardi di anni, anche queste galassie diventeranno irraggiungibili per noi, anche se dovessimo partire alla velocità della luce. ( Credito: Dominique Dierick/flickr)
Dopodiché, solo il nostro Gruppo Locale rimarrà a portata di mano.
Il gruppo locale di galassie è dominato da Andromeda e dalla Via Lattea ed è composto da circa 60 altre galassie più piccole. Tutti si trovano a circa 5 milioni di anni luce l’uno dall’altro, con i gruppi galattici più vicini oltre il nostro che rimarranno gravitazionalmente non legati da noi stessi per sempre. ( Credito: Antonio Ciccolella/Wikimedia Commons/cca-sa-4.0)
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