Lösning av mysteriet: Hur teleskop ser det kosmiska förflutna

När man tittar upp på natthimlen är stjärnornas blinkande ljus i själva verket budskap från det förflutna. Dessa himlakroppar avgav ljus för miljontals eller till och med miljarder år sedan och har precis nått jorden. Så hur kan teleskop "se" så avlägsna galaxer?

Även om månen är så nära oss tar det fortfarande 1,3 sekunder för ljus från den att nå observatörens ögon. (Källa: NASA)

Ljus – ett budskap från det forntida universum

Himmelsobjekt i universum avger ständigt elektromagnetisk strålning, inklusive ljus som det mänskliga ögat kan se. Detta ljus färdas med en hastighet av cirka 300 000 km/s. När vi säger att en galax är 13 miljarder ljusår från jorden, betyder det att ljuset från den galaxen har tagit 13 miljarder år att nå oss. Så teleskop ser inte nuet, utan universums förflutna.

Det mänskliga ögat har en mycket begränsad förmåga att samla ljus. Samtidigt fungerar ett teleskop som en gigantisk ljussamlare. Teleskopets ljusinsamlingsförmåga är proportionell mot kvadraten på primärspegelns diameter. Till exempel har ett teleskop med en diameter på 2 meter fyra gånger så stor ljusinsamlingsförmåga som ett teleskop med en diameter på 1 meter.

Teleskopet, som är placerat på toppen av Mauna Kea (Hawaii), har en 10 meter stor spegel som kan samla in 600 000 gånger mer ljus än det mänskliga ögat. Tack vare det kan det observera galaxer mer än 13 miljarder ljusår bort.

Vera C. Rubin-observatoriet är ett av världens mest avancerade markbaserade teleskop. (Källa: Rubin-observatoriet)

Vera C. Rubin-observatoriet är ett av världens mest avancerade markbaserade teleskop, byggt ovanpå Cerro Pachón i Chile. Vera C. Rubin-observatoriet kommer att se "första ljuset" den 23 juni 2025, vilket markerar den tidpunkt då teleskopet börjar användas och tar de första bilderna från rymden.

Under mer än sju timmars observationer tog Rubin 678 bilder, vilket avslöjade detaljer om Trifidnebulosan, Lagunnebulosan och tusentals avlägsna galaxer. Samtidigt upptäckte teleskopet också mer än 2 000 nya asteroider, vilket visar dess förmåga att spåra objekt i solsystemet.

Rubin har inlett en tioårig kartläggningsfas – Legacy Survey of Space and Time (LSST) – för att skapa en "kosmisk film" om galaxers, stjärnors och planeters utveckling.

Galaxklustret Coma ligger över 300 miljoner ljusår från jorden – ett bevis på att teknik för att hjälpa mänskligheten har upptäckts på ett exempellöst sätt. (Källa: Rubin Observatory)

När tekniken hjälper mänskligheten att se det osynliga

James Webb Space Telescope (JWST), som sköts upp 2021, är det mest avancerade instrumentet idag. Webbs primärspegel är 6,5 m i diameter och har en ljusinsamlingsyta på mer än 25 m².

På grund av universums expansion sträcks ljus från avlägsna galaxer ut i infraröda våglängder – ett fenomen som kallas ”rödförskjutning”. Webb-teleskopet är utformat för att upptäcka detta ljus, vilket gör att vi kan ”se tillbaka i tiden” till det tidiga universum.

I augusti 2025 tog Webb en bild av Hubble Deep Field – ett litet område på himlen som bara täcker 1/12,7 miljondel av himlen, men innehåller mer än 2 500 avlägsna galaxer, av vilka några bildades bara 300–400 miljoner år efter Big Bang.

Teleskopets upplösningsförmåga beror på dess bländare. Enligt Rayleigh-kriteriet är vinkelupplösningen omvänt proportionell mot spegeldiametern. Hubbleteleskopet med en bländare på 2,4 m har en upplösning på 0,05 bågsekunder, tillräckligt för att särskilja enskilda stjärnor i Andromedagalaxen 2,5 miljoner ljusår bort.

Det europeiska extremt stora teleskopet (ELT), som är under uppbyggnad i Chile, kommer att ha en primärspegel på 39,3 m. När den är färdigställd kommer ELT att ha en upplösning på upp till 0,001 bågsekunder, vilket möjliggör direkta observationer av ytorna på exoplaneter.

Teleskop penetrerar inte rymden, utan fångar och avkodar uråldriga fotoner som har färdats miljarder ljusår. Tack vare modern teknik utvidgar mänskligheten gradvis gränserna för kosmisk observation och upptäcker mysterierna kring galaxers, stjärnors och planeters ursprung och utveckling.

Herr Quang

Källa: https://vtcnews.vn/giai-ma-bi-an-cach-kinh-thien-van-nhin-thay-qua-khu-vu-tru-ar972298.html