12.7 C
София
понеделник, май 20, 2024
No menu items!
HomeОбразованиеПарадоксът на Олберс - или защо нощем небето трябва да е бяло

Парадоксът на Олберс – или защо нощем небето трябва да е бяло

Най-трудните въпроси често звучат изненадващо просто. Като този: защо през нощта небето е черно? Отговорът на такъв елементарен наглед въпрос е занимавал най-големите умове в последните няколко века и до ден-днешен не е напълно еднозначно решен.

Проблемът е в това, че ако вселената е безкрайна и звездите (или галактиките) в нея са равномерно разпръснати, то към която и точка от небето да погледнете, там задължително ще има някаква звезда, чиято светлина вие би трябвало да видите. По тази логика небето трябваше да бъде не черно, а бяло. Тъй като това е очевидно невярно, то със сигурност логиката ни е грешна. Но къде?

Ако във всяка точка на небето има звезда, то трябва да свети като Слънцето! Изображение: wikipedia.org

Един от първите големи учени, които си задали този въпрос, бил Йохан Кеплер. Някъде по негово време Галилео Галилей конструирал първия си телескоп и поглеждайки през него, към която и да е част от нощното небе, той видял многобройни звездички, невидими с просто око. При това, колкото по-мощни ставали телескопите, толкова повече звездички се виждали в окулярите им. Кеплер предположил, че ако наистина има безкраен брой звезди в една безкрайна вселена, то общият им блясък би трябвало да „засенчва” дори блясъка на Слънцето. Поради абсурдността на това твърдение, Йохан Кеплер заключил, че звезди съществуват само до определено разстояние от Слънцето, след което има само празно пространство. Но колко далеч е тази граница не било ясно.

Това са реплики на първия телескоп, с който Галилео Галилей е погледнал нагоре. Въпреки че той имал само 14 кратно увеличение (колкото един съвременен бинокъл), този телескоп довел до революция в науката. Снимка: Science Museum of London

Въпросът останал отворен и за идните поколения. През 19-ти век немският астроном Хайнрих Олберс за първи път ясно постулирал парадокса (поради което той носи неговото име – Парадокс на Олберс), като неговото обяснение било, че преминавайки през космоса, светлината се поглъща от несветещо вещество и така ние изобщо не можем да видим далечните звезди.На пръв поглед това обяснение не е лишено от основание – по подобен начин прахови облаци скриват светлината от звездите в центъра на нашата галактика и така те са невидими за нас. Ако светлината от галактичния център достигаше до Земята, той щеше да е един от най-ярките обекти на нощното небе. Но тази хипотеза също си имала слаби места –междузвездният газ няма как да поглъща светлинното излъчване на безброй много звезди, без да се нагрее и сам ще започне да свети след време.

Това са реплики на първия телескоп, с който Галилео Галилей е погледнал нагоре. Въпреки че той имал само 14 кратно увеличение (колкото един съвременен бинокъл), този телескоп довел до революция в науката. Снимка: Science Museum of London

Горе-долу по това време станало ясно, че нещо в дефиницията за вселена куца. Дотогава всички смятали, че тя е безкрайна в пространството, вечна във времето и статична – т.е. тя не се променя. Първият, който си позволил да обърне гръб на тези традиционни и фундаментални представи, всъщност изобщо не бил учен. Но изненадващо или не именно неговото обяснение било най-доброто за времето си. През 1848 г. американският поет и писател Едгар Алън По заявил, че небето е черно, защото вселената не е чак толкова стара, за да видим най-далечните й звезди. Чернотата просто маркира границата с райони от безкрайната вселена, чиято светлина, движеща се с 300 000 все още не е дошла при нас. Или с други думи – вселената не е съществувала винаги в този си вид и светлината, идваща до нас, е някакво крайно количество.

Близо век по-късно официалната астрофизика стигнала до същия извод. Вселената е започнала своя живот преди около 14 млрд. години и това означава, че ние можем да видим светлината от звезди на не повече от 14 млрд. светлинни години от нас. Отвъд този хоризонт може да има още безброй много звезди, но ние няма как да знаем, тъй като не е изминало достатъчно време, за да може светлината от тях да достигне Земята.

На това изображение от космическия телескоп Хъбъл виждате най-отдалеченият обект във видимата вселена (към 2011г.) – протогалактиката UDFj-39546284, чиято светлина е излъчена 480 млн. години след Големия взрив.

Означава ли това, че след известно време, когато светлината от тези далечни звезди стигне до нас, небето ще започне да побелява? Не е задължително. Дори е по-вероятно небето да почернее още повече. Днес знаем, че звездите не живеят вечно – след няколко милиарда години те изчерпват водорода си, необходим им за термоядрен синтез, свиват се под действие на гравитацията и спират да светят. Ако един ден във вселената се свърши водородът (който към настоящия момент съставлява 90% от видимата материя), то нови звезди няма да се образуват и една по една ще угаснат всички съществуващи звезди, докато пълен мрак не обхване целия космос. Един потискащ  финал, който между другото е завладяващо описан във фантастичния разказ на Айзък Азимов „Последният въпрос”.
Но дори идеята за начало на вселената не ни избавя напълно от Парадокса на Олберс. Според съвременната космология след образуването на вселената чрез т.нар. Голям взрив, в първите си мигове тя е представлявала хомогенна каша от нажежена до бяло материя. В онези времена космосът наистина е бил светъл, ала защо днес ние не виждаме тази светлина?
Светлината от Големия взрив наистина струи от всяко кътче на небето, ала има и малка уловка. Тъй като вселената след Големия взрив непрекъснато се разширява, светлината от Големия взрив трябва да изминава все по-голям път, докато достига до нас. Този хоризонт на ранната светеща вселена се отдалечава от нас и това води до едно явление, известно във физиката като ефект на Доплер. С две думи ефектът на Доплер постулира, че ако някакъв сигнал (било то звуков или електромагнитен) се излъчва от отдалечаващ се източник, то дължината на неговата вълна се увеличава. Обратно – ако източникът се приближава, дължината на вълната се намалява. И така, поради разширението на вселената, дължината на вълната на светлината й се отмества към по-нискочестотен диапазон на електромагнитното излъчване и сега се намира в микровълновия диапазон. Ние не виждаме микровълни, но имаме устройства, които могат да ги „видят”. Ето как изглежда небето в микровълновия обхват:

Снимка на космоса в микровълновия обхват от космическия телескоп Планк. Изображение: ESA

И се оказва, че небето изобщо не е черно. Само дето ние сме слепи за неговата светлина.

0 0 votes
Article Rating
Еmil Petkov
Еmil Petkov
Емил е завършил авиационно инженерство и инженерна физика. Намира космоса за вълнуващо място и се интересува как чрез новите технологии ще се приближим до него.
RELATED ARTICLES

5 COMMENTS

Subscribe
Notify of
guest

5 Comments
Oldest
Newest Most Voted
Inline Feedbacks
View all comments
Димов
Димов
8 years ago

Желая да прочета още подобни и интересни статии за космоса и всичко свързано с въпроси, които засягат нея.
междудругото има 2-3 статии на майн страницата, дори тази статия беше скрита и случайно открих благодаря и се извинявам.

Пет
Пет
6 months ago
Reply to  Еmil Petkov

А защо не виждаме светлината на нашето Слънце през нощта? Виждаме светлината как се отразява в Луната или в изкуствените спътници, но самата светлина е невидима. Защо не я виждаме след залез в космоса?

Пет
Пет
5 months ago
Reply to  Еmil Petkov

Благодаря за отговора! Прочетох какво е казал Рудолф Щайнер за светлината и реших да попитам как е според вас.Това е линк към антропософската уикипедия където са събрани неговите изказвания. На добър час! https://anthrowiki.at/Licht

София
предимно облачно
12.7 ° C
13.9 °
11.8 °
92 %
2.6kmh
75 %
пн
20 °
вт
22 °
ср
23 °
чт
18 °
пт
15 °

Most Popular

Последни Коментари

5
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x