Хората се питат защо космосът е тъмен, въпреки че е изпълнен със звезди, от толкова дълго време, че този въпрос си има специално име - парадокс на Олберс.

Астрономите смятат, че в наблюдаемата Вселена има около 200 милиарда трилиона звезди. И много от тях са също толкова ярки, колкото и нашето Слънце, че и повече. Защо тогава космосът не е изпълнен с ослепителна светлина?

Аз съм астроном, който изучава звездите и планетите - включително тези извън нашата Слънчева система - и тяхното движение в пространството. Изследването на далечните звезди и планети помага на хора като мен да разберат защо пространството е толкова тъмно.

Вероятно може да предположите, че това е така, защото много от звездите във Вселената се намират на огромно разстояние от Земята. Разбира се, вярно е, че колкото по-далеч е една звезда, толкова по-малка е нейната яркост - звезда, която е 10 пъти по-далеч, изглежда 100 пъти по-бледа. Оказва се обаче, че това не е целият отговор.

Представете си мехур

Да се престорим за момент, че Вселената е толкова стара, че дори светлината на най-отдалечените звезди е имала време да достигне Земята. В този въображаем сценарий нито една от звездите във Вселената не се движат.

Представете си голям балон, в чийто център се намира Земята. Ако е с диаметър около 10 светлинни години, той би съдържал около дузина звезди. Разбира се, на разстояние няколко светлинни години много от тях биха изглеждали доста бледи от Земята.

Ако продължите да увеличавате балона до 1000 светлинни години, после до 1 милион, а след това до 1 милиард, най-отдалечените звезди в него ще изглеждат още по-бледи. Но колкото по-голям е той, толкова повече звезди ще има в него и всички те ще допринасят за светлината. Въпреки че най-отдалечените звезди изглеждат все по-бледи, те ще са много повече и цялото нощно небе ще изглежда много ярко.

Изглежда, че отново съм в изходна позиция, но всъщност се намирам с една идея по-близо до отговора.

Възрастта има значение

В сценария с въображаемия балон ви помолих да си представите, че звездите не се движат и че Вселената е много стара. Но Вселената е само на около 13 милиарда години.

Галактики така, както са изглеждали преди около 13,1 милиарда години. Снимката е направена от космическия телескоп "Джеймс Уеб". Източник: NASA, ESA, CSA, and STScI

Въпреки че от човешка гледна точка това е невероятно дълъг период от време, от астрономическа е нищожен. Достатъчно кратък е, за да може светлината от звезди, отдалечени на повече от 13 милиарда светлинни години, все още да не е достигнала Земята. И така действителният мехур около Земята, който съдържа всички звезди, които можем да видим, се простира само до около 13 милиарда светлинни години от Земята.

Просто няма достатъчно звезди в мехура, които да запълнят всички линии на видимост. Разбира се, ако погледнете в някои посоки на небето, ще видите звезди. В други обаче няма да има никакви. И това е така, защото в тези тъмни участъци звездите, които биха могли да блокират линията ви на видимост, са толкова далеч, че светлината им все още не е достигнала Земята. С течение на времето обаче и това ще се случи.

Доплерово изместване

Може би ще се запитате дали в края на краищата нощното небе ще се озари изцяло от светлина. Това обаче ме връща към другото нещо, което ви казах да си представите: че нито една звезда не се движи. Всъщност Вселената се разширява, като най-отдалечените галактики се отдръпват от Земята почти със скоростта на светлината.

Поради факта, че галактиките се отдалечават от нас с толкова голяма скорост, светлината от техните звезди се изтласква в цветове, които човешкото око не може да види. Този ефект се нарича Доплерово отместване. Така че дори да има достатъчно време да достигне до вас, вие пак не бихте могли да видите с очите си светлината от най-отдалечените звезди. И нощното небе няма да бъде напълно осветено.

Доплеровото отместване, известно още като червено отместване, е явление, при което светлината от обекти, които се отдалечават от наблюдателя, се появява в червената част на спектъра.

Ако изчакате още повече време, накрая всички звезди ще изгорят - тези като Слънцето издържат само около 10 милиарда години. Астрономите предполагат, че в далечното бъдеще - след хиляда трилиона години - Вселената ще потъмнее и ще бъде населена само от звездни остатъци като бели джуджета и черни дупки.

Въпреки че нашето нощно небе не е изпълнено изцяло със звезди, ние живеем в много специален период от живота на Вселената, когато имаме късмета да се наслаждаваме на богат и сложен небосвод, изпълнен със светлина и тъмнина.

Автор: Брайън Джаксън (Brian Jackson), доцент по астрономия, Държавен университет в Бойс (Boise State University).

Тази статия е препубликувана от The Conversation под лиценза Creative Commons и преведена от Obekti.bg с любезното съгласие на нейния автор. Прочетете оригиналната статия тук.