Астроном объясняет, почему космос выглядит таким темным, несмотря на то, что в нем находится 200 миллиардов триллионов звезд.
Люди так давно задаются вопросом о том, почему космос темный, несмотря на то, что в нем много звезд, что этот вопрос получил специальное название – парадокс Ольберса.
По оценкам астрономов, в наблюдаемой Вселенной насчитывается около 200 млрд. триллионов звезд. И многие из них такие же или даже более яркие, чем наше Солнце. Так почему же космос не наполнен ослепительным светом?
Я – астроном, изучающий звезды и планеты, в том числе находящиеся за пределами нашей Солнечной системы, и их движение в пространстве. Изучение далеких звезд и планет помогает таким астрономам, как я, понять, почему космос такой темный.
Вы можете сказать, что это происходит потому, что многие звезды во Вселенной находятся очень далеко от Земли. Конечно, чем дальше звезда, тем менее яркой она выглядит – звезда, удаленная в 10 раз дальше, выглядит в 100 раз тусклее. Но, как оказалось, причина не только в этом.
Содержание
Представьте себе пузырь
Представьте на минуту, что Вселенная настолько стара, что свет даже самых далеких звезд успел достичь Земли. В этом воображаемом сценарии все звезды во Вселенной вообще не движутся.
Представьте себе большой пузырь с Землей в центре. Если бы пузырь был около 10 световых лет в поперечнике, то в нем находилось бы всего около десятка звезд. Конечно, на расстоянии нескольких световых лет многие из этих звезд будут с Земли смотреться довольно тускло.
Если увеличить размеры пузыря до 1 000 световых лет, затем до 1 миллиона, а потом до 1 млрд. световых лет, то самые далекие звезды в пузыре будут выглядеть еще более тусклыми. Но внутри пузыря будет все больше и больше звезд, и все они будут излучать свет. Но даже если самые далекие звезды будут выглядеть все тусклее и тусклее, их ведь будет гораздо больше, а значит все ночное небо должно быть очень ярким.
Может показаться, что я вернулся к тому, с чего начал, но на самом деле я немного приблизился к ответу.
Возраст имеет значение
В примере с воображаемым пузырем я попросил вас представить, что звезды не движутся и что Вселенная очень стара. Но возраст Вселенной составляет всего около 13 млрд. лет.
Хотя с точки зрения человека это неимоверно долго, с точки зрения астрономии это очень мало. Это достаточно мало, чтобы свет от звезд, находящихся на расстоянии более 13 млрд. световых лет, еще не успел достичь Земли. Поэтому реальный пузырь вокруг Земли, в котором находятся все видимые нами звезды, простирается только на расстояние около 13 млрд. световых лет от Земли.
В пузыре просто не хватает звезд, чтобы заполнить всю область обзора. Если посмотреть на небо, то можно увидеть звезды, но есть участки, где звезд не видно. А все потому, что в этих темных местах звезды, которые там находятся, находятся так далеко, что их свет еще не дошел до Земли. С течением времени свет все более и более далеких звезд будет достигать нашей планеты.
Доплеровский сдвиг
Вы можете спросить, будет ли ночное небо в конце концов полностью светлым. Это возвращает меня к тому, что я просил вас представить: все звезды не движутся. На самом же деле Вселенная расширяется, и наиболее удаленные галактики удаляются от Земли почти со скоростью света.
А поскольку галактики удаляются так быстро, свет от их звезд переходит в спектр цвета, который человеческий глаз не может увидеть. Этот эффект называется доплеровским смещением. Поэтому, даже если бы весь свет звезд успел дойти до вас, вы все равно не смогли бы увидеть свет самых далеких звезд своими глазами. И ночное небо все так же не было бы полностью заполнено звездами.
Если ждать еще дольше, то в конце концов все звезды погаснут – такие звезды, как Солнце, живут всего около 10 млрд. лет. Астрономы предполагают, что в далеком будущем – через тысячу триллионов лет – Вселенная станет еще темнее, и ее будут населять только остатки звезд, такие как белые карлики и черные дыры.
Несмотря на то, что наше ночное небо не полностью заполнено звездами, мы живем в совершенно особый период существования Вселенной, когда нам посчастливилось наслаждаться богатым и сложным ночным небом, наполненным светом и темнотой.
Брайан Джексон, доцент кафедры астрономии Университета штата Бойсе.
Читайте также: Смогут ли люди постоянно жить в глубоком космосе?