Wszechświat jest dużym miejscem - i stale się powiększa - więc na dużą skalę wszystkie niezwiązane struktury oddalają się od siebie. Kiedy patrzymy na odległe obiekty, musimy sobie przypomnieć, że nie tylko widzimy je, jak wyglądały w przeszłości, kiedy światło, które uderza w nasze oczy, po raz pierwszy je opuściło, ale także, że nie są już w tym miejscu, w którym wydają się być.
Problem ten osiąga skrajność, gdy weźmiemy pod uwagę obserwacje pierwszych świecących gwiazd i galaktyk - z galaktyką UDFy-38135539, która obecnie jest rekordem jako najdalej obserwowany obiekt i jednym z najmłodszych, istniejących 13,1 miliarda lat temu - chociaż UDFj-39546284 może być kolejnym kandydatem w wieku 13,2 miliarda lat, z zastrzeżeniem dalszego potwierdzenia spektroskopowego.
UDFy-38135539 ma przesunięcie ku czerwieni (z) wynoszące 10 i nie zapewnia mierzalnego światła przy widzialnych długościach fal. Chociaż światło z niego zabrało nam 13,1 miliarda lat temu - nie jest poprawne stwierdzenie, że jest 13,1 miliarda lat świetlnych stąd. W tym interweniującym okresie zarówno ona, jak i my oddaliliśmy się od siebie.
Więc nie tylko jest teraz dalej niż się wydaje, ale kiedy światło, które widzimy teraz, zostało po raz pierwszy wyemitowane, ono i położenie, które teraz zajmujemy, były znacznie bliżej siebie niż 13,1 miliarda lat świetlnych. Z tego powodu wydaje się większy, ale o wiele ciemniejszy niż w statycznym wszechświecie - gdzie mógłby być naprawdę 13,1 miliarda lat świetlnych stąd.
Musimy więc wyjaśnić odległość UDFy-38135539 jako odległość zbliżającą się (obliczoną na podstawie odległości pozornej i zakładanego tempa ekspansji wszechświata). Obliczenia te przedstawiają właściwą odległość między nami a nami - tak, jakby to mógł być centymetrem teraz natychmiast położył się między nami a nim.
Odległość ta wynosi około 30 miliardów lat świetlnych. Ale zgadujemy, że UDFy-38135539 wciąż tam jest - bardziej prawdopodobne, że połączył się z innymi młodymi galaktykami - być może stając się częścią ogromnej galaktyki spiralnej podobnej do naszej Drogi Mlecznej, która sama zawiera gwiazdy mające ponad 13 miliardów lat.
Mówi się ogólnie, że zbliżająca się odległość do cząstek emitujących kosmiczne mikrofalowe tło wynosi około 45,7 miliarda lat świetlnych stąd - mimo że fotony emitowane przez te cząsteczki podróżują dopiero od prawie 13,7 miliarda lat. Podobnie, wnioskując, absolutna krawędź obserwowalnego wszechświata znajduje się w odległości 46,6 miliarda lat świetlnych.
Nie można jednak stwierdzić, że jest to rzeczywisty rozmiar wszechświata - ani nie należy wnioskować, że kosmiczne tło mikrofalowe ma dalekie pochodzenie. Twój kubek kawy może zawierać cząsteczki, które pierwotnie emitowały kosmiczne tło mikrofalowe - a emitowane przez nich fotony mogą znajdować się w odległości 45,7 miliarda lat świetlnych stąd - być może właśnie teraz są zbierane przez kosmicznych astronomów, którzy będą mieli swój własny 46,6 miliarda lat świetlnych wszechświat do wnioskowania - z których większość nie może bezpośrednio obserwować.
Wszyscy uniwersalni mieszkańcy muszą wnioskować o skali wszechświata na podstawie wieku fotonów, które do nas docierają oraz innych informacji, które niosą. I zawsze będą to informacje historyczne.
Z Ziemi nie możemy oczekiwać, że kiedykolwiek dowiemy się o wszystkim, co się dzieje teraz w obiektach, które są bardziej odległe niż odległość w przybliżeniu 16 miliardów lat świetlnych, będąc horyzontem zdarzeń kosmicznych (równoważne przesunięciu ku czerwieni około z = 1,8).
Jest tak, ponieważ te obiekty są teraz oddalają się od nas z prędkością większą niż prędkość światła, mimo że możemy nadal otrzymywać zaktualizowane dane historyczne na ich temat przez wiele miliardów lat - dopóki nie staną się tak przesunięte na czerwono, że zdają się mrugać z istnienia.
Dalsza lektura: Davis i Lineweaver. Rozszerzające się zamieszanie: powszechne błędne wyobrażenia o kosmologicznych horyzontach i superluminalna ekspansja wszechświata.
