Et gammelt fotografi uden fotograf

Når du ser Månen, ser du den, som den var lidt over et sekund tidligere. Solens lys er omkring otte minutter om at nå Jorden. Fra de fjerneste galakser, astronomer undersøger, kan lyset have været undervejs i mere end 13 milliarder år. Det betyder, at universet aldrig viser os sit fjerne 'nu'. Vi ser en fortid, der bevæger sig imod os med lysets hastighed.

Hvorfor et teleskop er en tidsmaskine

Lys bevæger sig med en endelig hastighed. Jo længere væk en genstand befinder sig, desto længere tilbage i dens historie ser vi. Det gælder alle teleskoper, men James Webb-rumteleskopet er særligt udviklet til at observere infrarødt lys og dermed studere meget fjerne og tidlige galakser. Når astronomer fortæller om en galakse kort efter Big Bang, beskriver de lys, som forlod den på et meget tidligt tidspunkt i universets udvikling.

Universet strækker bølgerne

Rummet udvider sig, og lysets bølgelængder fra fjerne galakser kan blive strakt undervejs. Fænomenet kaldes kosmologisk rødforskydning. Lys, der oprindeligt blev udsendt i den synlige eller ultraviolette del af spektret, kan derfor ankomme som infrarød stråling. Det er en vigtig grund til, at Webb er udstyret med følsomme infrarøde instrumenter. Teleskopets ofte farverige billeder er ikke nødvendigvis en gengivelse af, hvad et menneskeøje ville se fra samme position. Farverne bruges til at formidle målinger ved forskellige bølgelængder.

Hvor gammel er galaksen – og hvor langt er lyset rejst?

Når man beskriver galakser ved høj rødforskydning, er det nødvendigt at skelne mellem flere afstandsbegreber. En lysrejsetid på over 13 milliarder år betyder ikke, at galaksen i dag ligger præcis 13 milliarder lysår væk. Rummet er blevet større, mens lyset var på vej. Derfor bruger astronomer kosmologiske modeller til at oversætte rødforskydning til alder og afstand. Netop denne forskel er et godt eksempel på, hvordan astronomi udfordrer vores almindelige forestillinger.

Kan vi se det første lys?

Webb undersøger de tidligste perioder, hvor galakser og stjerner dannedes, men det betyder ikke, at teleskopet kan se hele vejen tilbage til selve Big Bang med almindeligt stjernelys. Universet gennemgik en tidlig fase, hvor det ikke var gennemsigtigt på den måde, det senere blev. Den kosmiske mikrobølgebaggrund giver oplysninger om en langt tidligere epoke, end de galakser Webb normalt observerer. Hver observationsmetode åbner sit eget tidsvindue.

Et lysende skilt og en fjern galakse

Et lysskilt sender fotoner hen over gaden på et øjeblik. En fjern galakses fotoner kan rejse i milliarder af år, før de rammer et detektorsystem. Det samme naturfænomen – elektromagnetisk stråling – forbinder dermed hverdagen med universets historie. Det er måske det mest forbløffende ved lys: at noget, vi tænder med en kontakt, også er vores vigtigste budbringer fra kosmos.