Nocne niebo nie jest jasne od światła wszystkich gwiazd, bo Wszechświat nie jest nieskończony i nie istnieje od nieskończonego czasu, a dodatkowo jego przestrzeń się rozszerza. W praktyce oznacza to, że tylko część światła ma w ogóle szansę do nas dotrzeć, a część dociera już mocno „osłabiona”.
Co zakładałaby naiwna intuicja?
Gdyby gwiazdy wypełniały nieskończony, wieczny i statyczny Wszechświat w miarę równomiernie, to w dowolnym kierunku patrzenia nasza linia wzroku w końcu trafiłaby w powierzchnię jakiejś gwiazdy. W takim obrazie każdy fragment nieba miałby jasność porównywalną z tarczą gwiazdy, a nocne niebo nie byłoby ciemne. Ten pozorny paradoks nazywa się paradoksem Olbersa.
Wszechświat ma „horyzont” i historię.
Kluczowe jest to, że Wszechświat ma skończony wiek, więc istnieje maksymalna odległość, z której światło zdążyło do nas dotrzeć. To tzw. obserwowalny Wszechświat. Gwiazdy świecą też przez ograniczony czas, a same nie zawsze istniały. W bardzo wczesnym kosmosie nie było jeszcze gwiazd, więc nie ma „nieskończonej ściany” światła, która mogłaby rozjaśnić całe niebo.
Rozszerzanie przestrzeni przyciemnia odległe światło.
Kolejny element to rozszerzanie się Wszechświata. Gdy przestrzeń się rozciąga, fale świetlne też się rozciągają, czyli rośnie ich długość fali. To przesunięcie ku czerwieni sprawia, że energia pojedynczych fotonów maleje, a część promieniowania z dalekich źródeł „ucieka” poza zakres widzialny, w podczerwień lub mikrofale. W efekcie sumaryczne światło od bardzo odległych obiektów nie buduje jasnego, jednolitego tła w barwach, które widzimy jako światło dzienne.
Czy to znaczy, że tła nie ma wcale?
Tło istnieje, ale nie w postaci oślepiającej poświaty. Najbardziej znanym przykładem jest mikrofalowe promieniowanie tła, czyli „resztkowe” światło po wczesnym, gorącym etapie Wszechświata, dziś schłodzone i przesunięte do mikrofal. Nasze oczy go nie widzą, a do tego na ziemskim niebie i tak dużo „ciemności” wynika z tego, że w nocy nie świeci nam Słońce i atmosfera nie rozprasza jego światła tak jak w dzień.
—
Czytaj więcej w dziale „Poznaj kosmos”: https://nextor.pl/category/poznaj-kosmos/
Materiał ma charakter popularnonaukowy i wyjaśnia zagadnienie na podstawie aktualnej wiedzy naukowej.
