Die sigbare heelal of waarneembare heelal is ’n sferiese streek van die heelal wat alle materie bevat wat tans waargeneem kan word van die Aarde af of met sy ruimtetuie en -teleskope, omdat elektromagnetiese straling van hierdie voorwerpe genoeg tyd gehad het om die Sonnestelsel en Aarde te bereik sedert die begin van die kosmiese uitdying. Daar is minstens 2 biljoen (2 x 1012) sterrestelsels in die sigbare ruimte. As aangeneem word die heelal is isotropies (met dieselfde fisiese eienskappe in alle rigtings), is die afstand na die kant van die sigbare heelal oral rofweg dieselfde. Dus het die sigbare heelal ’n sferiese (ronde) volume, wat om die waarnemer gesentreer is. Elke plek in die heelal kan sy eie sigbare heelal hê (wat miskien of miskien nie oorvleuel met die een wat om die Aarde gesentreer is nie).
Die woord "waarneembaar" in hierdie sin verwys nie na die vermoë van moderne tegnologie om lig of ander inligting van ’n voorwerp te bespeur en of daar enigiets is om te bespeur nie. Dit verwys na die fisiese perk wat deur die ligsnelheid self geskep word. Omdat geen sein vinniger as lig kan beweeg nie, kan enige voorwerp wat verder van ons af weg is as wat lig kon beweeg in die bestaan van die heelal (geraam as sowat jaar) eenvoudig nie bespeur word nie omdat die seine ons nog nie sou kon bereik nie. Soms onderskei astrofisici tussen die "sigbare" heelal, wat net seine insluit wat uitgestuur is sedert herkombinasie (toe waterstofatome gevorm het uit elektrone en protone, en fotone vrygestel is), en die "sigbare " heelal, wat seine insluit sedert die begin van die kosmiese uitdying (die Oerknal in tradisionele fisiese kosmologie, of die einde van die inflasie-epog in moderne kosmologie).
Die radius van die sigbare heelal word tans geraam op sowat 46,5 miljard ligjareFrequently Asked Questions in Cosmology. Astro.ucla.edu. Besoek op 2011-05-01. en sy deursnee op sowat 93 miljard ligjare (28,5 gigaparsek of 8,8 × 1026 m. Die totale massa van gewone materie in die heelal kan bereken word deur die gebruik van die kritieke digtheid en die deursnee van die sigbare heelal, en is sowat 1,5 × 1053 kg. In November 2018 het sterrekundiges aangekondig die ekstragalaktiese agtergrondlig is 4 × 1084 fotone.
Aangesien die heelal al hoe vinniger uitdy, sal alle voorwerpe wat tans sigbaar is, eindelik lyk of hulle in tyd gevries is terwyl hulle lig al hoe rooier en dowwer sal word. Voorwerpe met ’n huidige rooiverskuiwing z van 5 tot 10 sal byvoorbeeld nie vir langer as 4-6 miljard jaar sigbaar wees nie. En lig wat uitgestraal word deur voorwerpe wat ver genoeg van ons af is, sal nooit die Aarde bereik nie.
Heelal versus sigbare heelal Sommige dele van die heelal is te ver weg dat die lig wat dit sedert die Oerknal uitgestraal het, die Aarde of sy ruimte-instrumente kon bereik. Dit lê dus buite die sigbare heelal. In die toekoms sal die lig van verafgeleë sterrestelsels meer tyd gehad het om nader te beweeg, en dus sal meer streke van die heelal waarneembaar word. Vanweë die Wet van Hubble beweeg streke wat ver genoeg van die Aarde af is, egter vinniger as die ligsnelheid van ons af weg (spesiale relatiwiteit voorkom dat nabygeleë voorwerpe in dieselfde streek vinniger as lig kan beweeg met betrekking tot mekaar, maar daar is geen perk vir verafgeleë voorwerpe as die ruimte tussen hulle uitdy nie). Verder lyk dit of die heelal al hoe vinniger uitdy vanweë donker energie.
duimnael|300px|links|Nog ’n voorstelling van die sigbare heelal. Die skaal is sodanig dat die fyn kolletjies groot getalle superswerms verteenwoordig. Die Virgo-superswerm, waarin die Melkweg geleë is, word in die middel aangedui, maar is te klein om te sien. As ’n mens aanneem donker energie bly konstant (’n onveranderlike kosmologiese konstante) sodat die heelal al hoe vinniger bly uitdy, is daar ’n "toekomstige sigbaarheidsperk" waarbuite voorwerpe nooit binne ons sigbare horison sal kom nie omdat lig buite daardie perk nooit die Aarde sal bereik nie. Dié toekomstige sigbaarheidsperk word bereken op ’n afstand van 62 miljard ligjare (19 miljard parsek), as die heelal vir ewig bly uitdy. Dit beteken die getal sterrestelsels wat ons ooit teoreties sal kan sien, is net met ’n faktor van 2,36 groter as die getal wat ons tans kan sien.
Hoewel meer sterrestelsels teoreties in die toekoms waarneembaar sal word, sal al hoe meer sterrestelsels dus uiterse rooiverskuiwing ondergaan weens die uitdying van die heelal – in so ’n mate dat dit sal lyk asof hulle uit sig verdwyn en onsigbaar word.Using Tiny Particles To Answer Giant Questions. Science Friday, 3 April 2009 ’n Klein uitsondering is dat ’n sterrestelsel op ’n gegewe afstand beskou word as binne die sigbare heelal as ons seine kan ontvang wat die sterrestelsel op enige tydstip in sy verlede (sê byvoorbeeld 500 miljoen jaar ná die Oerknal) uitgestuur het, maar enige seine daarna weens die uitdying van die heelal nooit weer die Aarde sal bereik nie. Ons sal dus net kan sien hoe die sterrestelsel toe gelyk het en nie soos dit byvoorbeeld 10 miljard jaar ná die Oerknal gelyk het nie.
Daar is geen bewyse dat die grens van die sigbare heelal ooreenstem met dié van die heelal as ’n geheel nie, of selfs dat die heelal enigsins ’n fisiese grens het nie. Daar is egter modelle wat voorstel dat dit eindig, maar onbegrens is, soos ’n hoërdimensie-analoog van die 2D-oppervlak van ’n sirkel wat eindig is, maar nie ’n eindpunt het nie.
Dit is moontlik dat die sterrestelsels in die sigbare heelal net ’n baie klein deel is van die stelsels in die heelal. Die teorie van kosmiese inflasie stel voor as ’n mens aanneem inflasie het sowat 10-37 sekondes ná die Oerknal begin en dat die grootte van die heelal voor die inflasie min of meer gelyk was aan die ligsnelheid gemaal met sy ouderdom, beteken dit die hele heelal se radius is tans minstens 3x1023 keer dié van die sigbare heelal (109543 ligjare). Daar is ook kleiner ramings, soos dat die hele heelal se volume 250 keer dié van die sigbare heelal is (3 440 miljard ligjare),"Universe Could be 250 Times Bigger Than What is Observable" – deur Vanessa D'Amico, 8 Februarie 2011 http://www.universetoday.com/83167/universe-could-be-250-times-bigger-than-what-is-observable/ én groter ramings, soos dat die heelal minstens 101010122 megaparsek is.
As die heelal eindig maar onbegrens is, is dit ook moontlik dat dit kleiner as die sigbare heelal is. In so ’n geval kan sterrestelsels wat ons as baie verafgeleë waarneem, eintlik duplikaatbeelde wees van nabygeleë stelsels wat gevorm is deur lig wat rondom die heelal beweeg het. Dit is moeilik om dié hipotese eksperimenteel te toets, want verskillende beelde van ’n sterrestelsel sal verskillende tydperke in sy geskiedenis wys, en dus kan die beelde baie verskillend lyk.
Grootte duimnael|259x259px|Die Hubble-ultradiepveld, ’n foto van ’n klein streek van die sigbare heelal naby die sterrebeeld Oond (die luggrootte-ekwivalent word links onder in rooi aangedui, met die Maan se grootte in vergelyking). Elke ligpunt is ’n sterrestelsel, elk met miljarde sterre. Die lig van die kleinste sterrestelsels met die grootste rooiverskuiwing het amper 14 miljard jaar gelede ontstaan. Die afstand van die Aarde na die kant van die sigbare heelal is sowat 46,5 miljard ligjare (14,26 miljard persek of 4,4 x 1026 m) in enige rigting. Die sigbare heelal is dus ’n sfeer met ’n deursnee van sowat 93 miljard ligjare (28,5 miljard parsek of 8,8 x 1026 m). As ’n mens aanneem dat die ruimte rofweg plat is (in die sin van ’n Euklidiese ruimte), stem dit ooreen met ’n volume van sowat 4,22 × 105 gigaligjare3 (1,22 × 104 gigaparsek3 of 3,57 × 1080 m3).
Die syfers hier bo is afstande nou (in kosmologiese tyd), nie afstande op die tyd toe die lig uitgestraal is nie. Die kosmiese mikrogolfagtergrond (KMA) wat ons vandag sien, is byvoorbeeld met die fotonontkoppeling uitgestraal, sowat jaar ná die Oerknal of amper 13,8 miljard jaar gelede. Die KMA is uitgestraal deur materie wat intussen meestal sterrestelsels gevorm het, en die afstand van hierdie sterrestelsels word nou geraam op 46 miljard ligjare van ons af. Om die afstand van daardie materie te meet op die tyd toe die lig uitgestraal is, moet ons eers kennis neem dat as lig met ’n rooiverskuiwing van z ons tans bereik, die skaalfaktor op die tyd toe die lig aanvanklik uitgestraal is, bereken word deur:
.
Die rooiverskuiwing van fotonontkoppeling was na raming z = , wat impliseer die skaalfaktor op die tyd van fotonontkoppeling was . As die materie wat die oudste KMA-fotone uitgestraal het ’n huidige afstand van 46 miljard ligjare het, sou die afstand op die tyd van ontkoppeling, toe die fotone aanvanklik uitgestraal is, dus net sowat 42 miljoen ligjare gewees het.
Wanopvattings oor die grootte duimnael|259px|’n Voorbeeld van die wanopvatting dat die radius van die sigbare heelal 13 miljard ligjare is. Hierdie teken is by die Rose Center for Earth and Space in New York. Baie sekondêre bronne het al ’n verskeidenheid verkeerde groottes van die sigbare ruimte aangegee. Sommige syfers word hier onder genoem, met verduidelikings van waar die moontlike fout met die berekenings ingesluip het.
13,8 miljard ligjare Die ouderdom van die heelal word op 13,8 miljard jaar geraam. Omdat algemeen geglo word niks kan vinniger as die ligsnelheid beweeg nie, is dit ’n algemene wanopvatting dat die radius van die sigbare heelal daarom 13,8 miljard ligjare moet wees. Dit sou net reg gewees het as die plat, statiese Minkowski-ruimtetyd-beskouing onder spesiale relatiwiteit korrek was. In die regte heelal is ruimtetyd op ’n manier gebuig wat ooreenstem met die uitdying van die ruimte, soos bepaal deur die Wet van Hubble. Afstande wat verkry word deur die ligsnelheid met ’n kosmologiese tydinterval te vermenigvuldig, het geen direkte fisiese betekenis nie.Ned Wright, "Why the Light Travel Time Distance should not be used in Press Releases".
15,8 miljard ligjare Dit word op dieselfde manier verkry as hier bo, maar gebruik ’n verkeerde ouderdom van die heelal soos in middel 2006 deur sekere publikasies berig is.Universe Might be Bigger and Older than Expected. Space.com (2006-08-07). Besoek op 2011-05-01.Big bang pushed back two billion years – space – 04 Augusts 2006 – New Scientist. Space.newscientist.com. Besoek op 2011-05-01.
78 miljard ligjare In 2003 het Cornish et al. hierdie laagste grens aangegee vir die deursnee van hele heelal (nie net die sigbare deel nie). Hulle het hierdie laagste grens gebaseer op die geraamde huidige afstand tussen punte wat gesien kan word op teenoorgestelde kante van die kosmiese mikrogolfagtergrond (KMA). As die hele heelal kleiner as hierdie sfeer was, sou lig sedert die Oerknal tyd gehad het om rondom die heelal te beweeg en veelvuldige beelde van verafgeleë punte in die KMA te skep, en dit sou as patrone van herhalende sirkels vertoon het.Bob Gardner's "Topology, Cosmology and Shape of Space" Talk, Seksie 7 . Etsu.edu. Besoek op 2011-05-01. Cornish et al. het vir so ’n effek gesoek tot op ’n grootte van 24 gigaparsek (78 miljard ligjare) en kon dit nie kry nie. Hulle het voorgestel dat as hulle hulle soektog na alle moontlike oriëntasies kon uitbrei, hulle "in staat sou wees om die moontlikheid uit te sluit dat ons in ’n heelal van kleiner as 24 gigaparsek in deursnee woon". Hulle het ook bereken dat hulle met KMA-kaarte met "minder geruis en ’n hoër resolusie in staat sal wees om na kleiner sirkels te soek en die grens te vergroot tot ~28 gigaparsek." Hierdie raming wat met toekomstige waarnemings bepaal kan word, lei tot ’n radius van 14 gigaparsek, of sowat 46 miljard ligjare, omtrent dieselfde as die radius van die sigbare ruimte wat in die inleiding gegee word (waarvan die radius deur die KMA-sfeer gededinieer word). In ’n herdruk in 2012 deur feitlik dieselfde skrywers is die huidige laagste grens verander na ’n deursnee van 98,5% van dié van die KMA-sfeer, of sowat 26 gigaparsek.
156 miljard ligjare