Jos maailmankaikkeus on rajaton ja täynnä tähtiä ja galakseja, miksi emme näe niitä kaikkialla, missä katsomme? Joskus yksinkertaisimmilla kysymyksillä on syvät juuret. Entä jos katsomme yötaivaalle ja näemme vain mustan ja tähtiä, joita on paljon vähemmän kuin maailmankaikkeuden tähtiä, johtuuko se siitä, että olemme ihmisiä emmekä näe enempää? Miksi yötaivas on musta ja vailla valoa?
Aluksi tämä saattaa tuntua hölynpölyltä. Tietysti meillä on läpinäkyvä ilmapiiri, jonka avulla voimme kurkistaa avaruuden syvyyteen, kun aurinko on maailmamme vastakkaisella puolella. Ja sijaintimme galaksissa tarkoittaa, että galaktinen kaasu ja pöly peittävät vain murto-osan maailmankaikkeudesta, mikä normaalisti estää suurimman osan valosta Linnunradan keskialueilla. Siitä huolimatta, jos asuisimme todella äärettömässä maailmankaikkeudessa, jos syvän avaruuden aukko jatkuisi riittävän kauan mihin tahansa suuntaan, niin missä tahansa katsomme, näemme loistavia valopisteitä kaikkialla.
Tietenkin voimme tarkastella tyhjimmän avaruuden syvimpiä alueita, joissa ei ole tähtiä tai galakseja, jotka voidaan nähdä paljaalla silmällä tai tavallisilla teleskoopeilla, voimme ohjata Hubble-avaruusteleskoopin kurkistamaan tähän pimeyteen tuntikausia tai jopa päiviä. Ja sitten löydämme, että maailmankaikkeus on täynnä tähtiä ja galakseja. Tähtien valo kulkee miljoonia, miljardeja tai jopa kymmeniä miljardeja valovuosia ja saavuttaa parhaan laitteemme. Voi kestää kauan kaapata tarpeeksi fotoneja niin suurelle etäisyydelle, mutta kun otetaan huomioon ainakin 170 miljardia galaksia, jotka ovat läsnä maailmankaikkeuden osassa, jota meillä on ollut mahdollisuus havaita, voidaan ajatella, että niitä on todella ääretön määrä.
Joka tapauksessa näemme selvästi, ettei ääretöntä. Vuonna 1800 Heinrich Olbers tajusi, että jos maailmankaikkeus olisi todella ääretön - äärettömän määrän loistavia tähtiä -, niin lopulta mihin tahansa katsotkin, silmäsi osuvat tähden pintaan. Et näe galakseja, joita näemme, jotka ovat enimmäkseen tyhjää tilaa; näet kaikki heidän tähtensä ja tähdet takana olevissa galakseissa ja yhä kauemmas. Miljardien, biljoonien, kvadriljoonien valovuosien läpi pääset tähtiin.
Tämä on yksinkertainen matemaattinen tosiasia: jos otat äärettömän tilan, jossa on "aineen" ääretön, nollatiheys ", katsot mitä tahansa paikkaa (ja mihin tahansa suuntaan), tulisit ehdottomasti tälle aineelle rajallisen matkan. Olettaen, että kosmos on täynnä tähtiä - vaikka ne olisivatkin harvinaisia - mutta rajattomia ja yhtenäisiä tiheydeltään, tulet väistämättä tähteen, suunnasta riippumatta.
Mainosvideo:
Sama matemaattinen lause kertoo sinulle, että lopulta tähtivalo saapuu sinun puolellesi, samoin kuin kaikkiin paikkoihin avaruudessa. Jos maailmankaikkeumme olisi sellainen - staattinen, loputon, ikuisesti loistavien tähtien kanssa - yötaivas olisi aina kirkas.
Mikä pelasti meidät kaikesta tästä? Uskokaa tai älkää, tämä on iso paukutus. Se tosiasia, että maailmankaikkeutta ei ole koskaan ollut olemassa ja että voimme tarkkailla tähtiä ja galakseja vain tietyllä etäisyydellä - mikä tarkoittaa, että saamme niistä rajoitetun määrän valoa, lämpöä ja energiaa - selittää, miksi yötaivaallamme on niin vähän valoa. Tietenkin on valtava määrä valopisteitä hajallaan maailmankaikkeudessa. Mutta lukumäärää, jonka näemme, rajoittaa valon nopeus ja laajenevan maailmankaikkeuden fysiikka. Jossain on valtava maailmankaikkeus, joukko tähtiä ja galakseja, joita emme näe, mutta ne eivät voi valaista taivasta, koska Ison Bangin jälkeen ei ole kulunut niin paljon aikaa heidän valonsa saavuttamiseksi.
"Odota hetki," huomaat, "iso paukku kertoo meille, että maailmankaikkeus oli aikaisemmin kuumempaa ja tiheämpää, mikä tarkoittaa, että tästä tiheästä ja kuumasta tilasta tulevan säteilyn pitäisi olla kaikkialla tänään levitettynä kaikkiin suuntiin." Ja olet oikeassa: 13,8 miljardia vuotta sitten maailmankaikkeus oli niin kuuma, että neutraaleja atomeja ei voinut muodostua, puhumattakaan tähdistä ja galakseista. Kun nämä neutraalit atomit lopulta muodostuivat, valo alkoi kulkea suorassa linjassa ja sen tulisi tulla silmiemme jatkuvasti kaikista suunnista riippumatta siitä, mitä teemme.
Ja näemme tämän valon joka kerta, kun käynnistämme vanhan television kuolleelle kanavalle. Tämä “lumi”, mustavalkoinen melu, jonka näet televisioruudulla, tulee kaikista lähteistä: radiolähetyksistä, auringosta, mustista aukoista ja kaikenlaisista astrofysikaalisista ilmiöistä. Noin 1% tulee alkuräjähdyksen jälkivalosta: kosmisesta mikroaaltotaustasta. Jos voisimme nähdä sähkömagneettisen spektrin mikroaaltouunissa ja radiossa - ei vain näkyvässä -, huomaisimme, että yötaivaan kirkkaus on melkein tasainen eikä missään ole mustia pisteitä.
Se on yhdistelmä kahdesta tosiasiasta:
- että maailmankaikkeus oli olemassa rajallisen ajan;
- ja että näemme valoa vain näkyvässä spektrissä
vastuussa yötaivaan pimeydestä. Itse asiassa ainoa syy, miksi olemme sopeutuneet valon näkemiseen, johtuu siitä, että aurinkomme valo on tuhansien Kelvin-astetta, joten näemme kaiken, mikä heijastuu pois. Tavallaan rajoitetut aistimme pakottivat meidät tutkimaan maailmankaikkeutta.
ILYA KHEL