В настоящее время с фотонами связаны наши главные возможности наблюдения и изучения Вселенной. Поэтому интересно разобрать вопрос о том, как далеко в принципе можно углубиться во Вселенную с помощью фотонных приборов. Для ответа на поставленный вопрос надо ввести понятия предельного радиуса видимости Вселенной. Суть этого понятия заключается в следующем.
Наблюдаемую часть Вселенной иногда называют Метагалактикой, или мегамиром. Размеры видимой Метагалактики, вообще говоря, непрерывно увеличиваются по мере улучшения инструментальных возможностей астрономов. Но очевидно, что должны существовать известные пределы видимости, которые не могут быть превзойдены, ни при каком развитии инструментальной техники. Речь идет о том, что световой луч, пущенный наблюдателем в любом конкретном направлении, рано или поздно обязательно должен «упереться» в какое-нибудь космическое тело. Если пускать луч последовательно во всех направлениях, то получатся неодинаковые пути, пройденные светом до момента его столкновения с телами.
Среднее расстояние до космических тел, взятое для всех направлений, назовем предельным радиусом видимости Вселенной. Радиус видимости представляет собой размер, имеющий фундаментальное значение для понимания многих явлений, наблюдаемых в бесконечной Вселенной. За пределы этого радиуса световой луч проникнуть не может. Аналогичным образом от тел, находящихся вне этого радиуса, луч не может дойти до наблюдателя, так как неизбежно будет поглощен промежуточными телами.
Таким образом, можно считать, что любой наблюдатель находится в окружении стены, состоящей из небесных тел, в основном звезд. Различные точки этой стены удалены от него на разные расстояния, что хорошо видно. Поэтому для удобства рассуждений будем условно считать, что наблюдатель находится в центре сферической полости, имеющей радиус видимости Вселенной. Так может думать каждый наблюдатель, находящийся в любой точке Вселенной.
Стена, образующая воображаемую сферическую полость, состоит главным образом из звезд. Если некоторый луч при столкновении со звездой полностью не поглощается, то радиус видимости оказывается больше, чем в случае поглощения.
