Фотография возрастом более 13,000,000,000 лет

Самая старая фотография, снята с натуры, сохранившийся до наших дней, это кадр, под названием Вид из окна в Ле Гра. Фото было сделано французским изобретателем Джозефом Нисефором Ньелсом в 1827 году. А первый в истории фотографии даже рассказывают в школах.

Но что, если я скажу, что всё это неправда, что если существует фотография, который не просто сотни лет, а намного-намного больше, например, 13 миллиардов, и это не какой-то миф. Увидеть ее может каждый. У меня есть доказательства. 

В современном мире фотографии давно перестали считаться чем-то удивительным. Уже не нужно иметь профессиональную технику, чтобы делать хорошие снимки, да чего уж там, хватит самого простого смартфона.

Наверняка прямо сейчас в распоряжении у каждого из вас есть сотни снимков, фото домашнего любимца, красивый закат, куча неудачных сэлфи, недавний вкусный ужин, в общем вы поняли. Но существуют фотографии который до сих пор считаются уникальными: их делает телескоп хаббл. Уже догадываетесь о чем пойдет речь? Но сначала немного истории.

Космический телескоп хаббл был выведен на орбиту в 1990 году и до сих пор активно используется. Это был не первый космический телескоп, но он является одним из крупнейших и наиболее универсальных. Возможно вы задаетесь вопросом, зачем вообще поднимать телескоп так высоко?

Все довольно просто: хаббл находится на низкой околоземной орбите, но за пределами ограничений земной атмосферы. Некоторые виды излучения, например, гаммы, рентгеновские лучи вообще не могут наблюдаться земли, потому что полностью заблокированной атмосферой. Вывод телескопа в космос, это единственный способ узнать, как выглядит вселенная в этих длинных волн. В общем действительно полезная штука.

Для изучения космоса я бы хотел сказать несколько слов о строении телескопа хаббл. В таких телескопов использует именно система зеркал, похожие, как а фотокамерах. Зеркало и оптическая система считаются наиболее важными частями конструкции. С помощью хаббла люди планировали наблюдать все в диапазоне от ультрафиолетового до ближнего инфракрасного, значит и главное зеркало требовалось особенное.

В итоге, на создание телескопа ушло больше времени, чем планировалось и значительно больше денег. Первоначальная сумма составляла 400 миллионов долларов, но стоимость телескопа на момент запуска составила около 6 миллиардов долларов и это только с американской стороны, еще 650,1 миллион долларов выделила европейское космическое общества и хаббл наконец вышел на орбиту 25 апреля 1990 года. Ученые вздохнули с облегчением.

Но через пару недель выяснилось, что то самое зеркало имеет дефект. Хаббл не смог достичь нужной резкости. Оказалось, что зеркало была отполирована до неправильной формы, слишком плоская по краям. Устранить проблему удалось только через три года и тогда хаббл начал фотографировать космос. Почти за три десятилетия телескоп сделал миллионы удивительных снимков.

Как я уже сказал, хаббл способен фиксировать целый ряд типов электромагнитного излучения, он захватывает больше объектов, чем земные телескопы. Между тем вселенная расширяется, и ткань пространство расширяется вместе с ней.

Когда свет проходит через вселенную, длина его волны растягивается, как и пространства, поэтому когда свет достигает хаббла, длина волны становится больше, чем в самом начале. Это называется красным смещением. Как подсказывает логика, чем больше расстояние до объекта, тем больше его свет будет путешествовать сквозь космос и тем более красным он станет, чем больше красное смещение объекта на снимке, тем дальше он расположен.

Пока все довольно просто. Одной из целей хаббла было найти свет самой дальней галактики, которую только может обнаружить человек и ученым удалось сделать это в 2016 году. Они заметили галактику GN-z11, заметили и сфотографировали ее Галактика расположена в направлении созвездия Большой Медведицы. GN-z11 обладает тем самым красным смещением и находится на расстоянии 32 миллиарда световых лет. Но не забывайте про расширение вселенной.

Сегодня мы можем наблюдать эту далекую галактику в том состоянии, в котором оно было 13 миллиардов 400 миллионов лет назад, примерно столько ее свет добирался до телескопа хаббл. Получается, формально фотографии GN-z11 более 13 миллиардов лет? Совершенно верно! Во всяком случай на ней запечатлены события именно такой давности, несмотря на то, что фото было сделано спустя сто восемьдесят девять лет с момента создания вида из окна в Ле Гра, оно всё равно старше.

Да чего уж там, снимок далекой галактике старше, чем все мы. Удивительно какие вещи происходят со временем и пространством, когда дело доходит до космоса. К слову, считается что нашей вселенной всего около 13 миллиардов 800 миллионов лет, именно столько лет назад произошел большой взрыв, значит, мы наблюдаем галактику GN-z11 в состоянии 400 миллионов лет после самого возникновения вселенной.

Только вообразите насколько это круто и человечество буквально имеет на руках снимок далекого прошлого. Ученые считают, что GN-z11 на снимке хаббла очень близко к концу так называемых темных веков. Если говорить простыми словами, то период образования первых звезд почти самое начало всего, никаких ярких источников света.

Темные века заканчиваются, когда вселенная переходит в эру вещества, но прежде чем мы сможем увидеть, как это произойдёт с GN-z11, пройдет очень много времени. Эта галактика находится на самой границе зрения телескопа хаббл, возможно мы бы никогда не смогли увидеть ее, если бы не удивительно и стечение обстоятельств, так случилось что GN-z11 расположена в области, где межгалактическая среда по большей части реанимирована и это помогло телескопу сделать достаточно четкий снимок, ну с учетом расстояния. 

Само собой свет а GN-z11 прошел мимо другой галактике, которая сработала как огромная линза, без нее свет просто ушёл бы в стороны и никогда бы не достиг хаббла, но гравитационное притяжение сделало свое дело и вот у нас есть фотография событий возрастом 13 с лишним миллиардов лет. Впрочем, хоть снимок GN-z11 и может считаться самым старым, в истории существует немало других фотографий.

Фотографий, чей формальный возраст насчитывает миллиарды лет, например, галактика EGSY8p7, созвездии жирафа, предыдущий рекордсмен, свет от нее до земли шел 13 миллиардов 200 миллионов лет и все это, чтобы попасть на фото. Другая галактика под названием A2744 YD4, просуществовала всего 600 миллионов лет после большого взрыва, прежде чем было сфотографирована. 

Но в объективы ученых попадают не только галактики. 23 апреля 2009 года космическая обсерватория SWIFT, зафиксировала гамма-всплеск GRB 090423. Этот масштабный выброс космической энергии произошел 13 миллиардов 35 миллионов лет назад, через 630 миллионов лет после большого взрыва. Таким образом ученые подтвердили, что массивные звезды образовывались и умирали даже в очень молодой вселенной.

А 6 декабря 2017 года астрономы обнаружили квазар, которому дали очень сложное название: ULAS J1342+0928. Он считается самым дальним из известных квазаров, к тому же связан самый дальний и самой старой известной сверхмассивной черной дырой. Ее масса в 800 миллионов раз превышает массу солнца. Но как насчёт путешествий во времени? Квазар испускал свет около 13 миллиардов лет назад, можно ли сделать из этого исследования какие-то выводы? Думаю да! Чаще всего, космос ассоциируется у людей с будущим, но с его помощью можно заглянуть далеко в прошлое, достаточно просто посмотреть на звезды.