Где на самом деле находится галактика?

Кандидат физико-математических наук Алексей Понятов

Идея этой заметки родилась, когда наш внимательный читатель Владимир Болдырев, увидев в моей статье^* утверждение, что галактика JADES-GS-z14-0 расположена на собственном расстоянии 33,844 миллиарда световых лет от Земли, прислал в редакцию письмо с сообщением об ошибке. Он совершенно правильно написал, что «возраст галактики в 33,844 миллиарда лет более чем в 2 раза превышает возраст Вселенной», и это невозможно. Однако он не обратил внимания на то, что речь шла о так называемом собственном расстоянии, а, значит, число 33,844 к возрасту отношения не имеет. И появилась идея поговорить о том, что же это такое и как телескоп смог увидеть что-то на подобном удалении^**.

* См.: Понятов А. Искусственный интеллект смотрит в небо. «Наука и жизнь» № 10, 2025 г.

** Здесь речь кратко пойдёт только о двух видах расстояний, используемых в космологии. Те, кто хочет узнать о них в более строгом изложении, а также о том, какие ещё бывают расстояния в космологии, могут обратиться к литературе, например: Hogg D. W. (2000). Distance measures in cosmology. arXiv: astro-ph/9905116; Вайнберг С. Космология. М.: УРСС: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2013. — 608 с.

По современным представлениям возраст нашей Вселенной оценивается в 13,8 миллиарда лет, следовательно, напрашивается вывод, что самый далёкий объект, который мы сможем увидеть с помощью электромагнитных волн, расположен на расстоянии не более чем 13,8 миллиарда световых лет. Ведь световой год — это расстояние, которое свет проходит в вакууме без гравитационного поля за один год. Кажется очевидным, что, если некий объект расположен от нас дальше, то свет от него просто не успеет дойти до нас за всё время существования Вселенной. При этом, говоря про свет, мы имеем в виду все диапазоны электромагнитных волн: радио, инфракрасный, оптический, ультрафиолетовый, рентгеновский и гамма. Более того, поскольку скорость света — предельная скорость движения любых материальных объектов и распространения взаимодействий, мы в принципе не можем обнаружить объекты за пределами сферы такого радиуса. Поэтому подобная сфера получила название «космологический горизонт». Следует заметить, что существует несколько видов космологических горизонтов, отличающихся определениями, но здесь мы рассматриваем тот из них, который определяет границу наблюдаемой Вселенной. Однако подобное рассуждение работало бы только в статичной, неподвижной Вселенной.