Wyobraź sobie, że stoisz na plaży i chcesz dowiedzieć się, jak daleko jest statek na horyzoncie. Używasz wtedy pewnych trików, prawda? Podobnie jest z odległościami do galaktyk. Astronomowie mają swoje "plażowe triki", które pomagają im mierzyć te gigantyczne dystanse.
Jedną z pierwszych i bardzo ważnych metod jest używanie tak zwanych gwiazd zmiennych cefeidzkich. Pomyśl o nich jak o latarniach morskich w kosmosie. Te gwiazdy pulsują, czyli ich jasność zmienia się w określony sposób. Im szybciej pulsują, tym są jaśniejsze. To tak, jakbyś miał latarnie o różnej mocy: te najjaśniejsze świecą mocniej, a ich migotanie jest powolniejsze, podczas gdy te słabsze migają szybciej. Kiedy astronomowie mierzą, jak szybko pulsuje taka gwiazda, wiedzą, jaka jest jej prawdziwa jasność. Porównując tę prawdziwą jasność z tym, jak jasno gwiazda wygląda z Ziemi, mogą obliczyć, jak daleko ona jest. To trochę jak zgadywanie, jak duża jest osoba, patrząc na nią przez szybę w samochodzie – im dalej jest, tym mniejsza wygląda.
Innym ważnym "narzędziem" są supernowe typu Ia. Wyobraź sobie gigantyczny fajerwerk na nocnym niebie. Supernowe typu Ia to eksplodujące gwiazdy, które zawsze osiągają podobną, bardzo dużą maksymalną jasność. Są one jak standardowe żarówki w kosmosie. Każda taka supernowa świeci z taką samą, znaną mocą. Kiedy obserwujemy taką eksplozję w odległej galaktyce, mierzymy jej jasność, jaką do nas dociera. Ponieważ wiemy, jak bardzo jasna jest ta "kosmiczna żarówka", możemy łatwo obliczyć, jak daleko od nas znajduje się galaktyka. To tak, jakbyś zobaczył taki sam fajerwerk w dwóch różnych miejscach – ten dalej będzie wyglądał na słabszy, nawet jeśli jego prawdziwa moc jest taka sama.
Must Read
Dla jeszcze większych odległości używamy przesunięcia ku czerwieni. Pomyśl o dźwięku syreny karetki pogotowia. Kiedy zbliża się do Ciebie, dźwięk jest wyższy (jego częstotliwość jest wyższa), a kiedy się oddala, dźwięk staje się niższy. Światło działa podobnie! Kiedy galaktyka oddala się od nas, światło, które od niej pochodzi, staje się "rozciągnięte", przesuwając się w stronę czerwonego końca spektrum. Im szybciej galaktyka się oddala, tym bardziej światło jest przesunięte ku czerwieni. Astronomowie mierzą, o ile światło zostało przesunięte, i wiedzą wtedy, jak szybko galaktyka się porusza. Ponieważ Wiemy, że większość galaktyk oddala się od siebie z powodu ekspansji Wszechświata, możemy wykorzystać prędkość oddalania się galaktyki do oszacowania jej odległości. To tak, jakbyś widział fale na wodzie oddalające się od łodzi – im szerzej rozstawione fale, tym szybciej łódź się porusza.
Są też inne metody, jak na przykład analiza rozmiaru kątowego pewnych struktur w galaktykach czy użycie supermasywnych czarnych dziur. Każda z tych metod jest jak inny przyrząd pomiarowy, który pomaga nam tworzyć coraz dokładniejszą mapę naszego kosmicznego sąsiedztwa.
