Столько звезд на маленьком квадратике неба видит мощный телескоп. Соль в том, что их должно быть еще больше.
Вселенная бесконечна, и в ней нет числа звездам. В центре леса, который меньше Вселенной, и деревьев не так много как звезд, нельзя увидеть просветы — поле зрения закрывают стволы и листья. Почему же тогда ночное небо не переполнено звездами? В этом и заключается парадокс Ольберса, или же фотометрический парадокс. Сегодня мы найдем ему разгадку.
Содержание:
Наука vs. Логика
Небо по парадоксу Ольберса
Загадка того, почему на ночном небе так мало звезд, мучила астрономов даже в научно-зрелом XIX веке. В телескопы, что правда, ученые видели куда больше светил — но меньше, чем горит в бескрайней Вселенной. Под сводами ученых лбов, логика твердила, что ночное небо должно выглядеть примерно так, как на анимации рядом.
Решение парадокса оказалось еще проще, чем формулировка.
Звезды-невидимки
Начнем с того, что звездочеты прошлого тысячелетия не так уже и ошибались. Фото ниже сделал орбитальный телескоп имени Хаббла (невероятно крутой аппарат, о нем даже есть статья). Изображен тут клочок размером 1/13,000,000 всей небесной сферы.
Все эти цветные звездочки — галактики, которые невидимы глазу. Для того чтобы сделать этот снимок, телескопу пришлось отправиться в космос, использовать сверхчувствительные матрицы и выдерживать кадр больше 11 суток! Такие технологии появились только в конце прошлого века.
Hubble Ultra Deep Field
Если бы человек видел все то же, что орбитальный телескоп, ночное небо было бы столь же ярким, как центр рукава нашего Млечного Пути! Однако все равно есть черные просветы, которые парадокс Ольберса отрицает. Разгадка этих пустот кроется в той же причине, по которой галактики скрыты от невооруженного глаза.
Вселенная расширяется слишком быстро
Мы уже разобрали вместе, как и почему мир вокруг нас раздувается. Вкратце, свет от далеких галактик преодолевает большее расстояние к нам, чем оно было в тот момент, когда он покинул дом. Это создает эффект красного смещения — частота и энергия лучей далеких звезд уменьшается.
Что из этого следует? Есть такие далекие звезды, лучи от которых угаснут еще до того, как долетят к Земле. Поэтому в черных пропастях космоса таки есть свет — просто мы его никогда не увидим.
Красное смещение
К слову, расстояние является главным источником фотометрического парадокса Об этом ниже.
Горизонт событий не резиновый
Чтобы достичь Земли, свету требуется время. 149 600 000 километров от Солнца к нам он проходит за 8,3 минуты, а 81360544648396 километров от звезды Сириус — за 8,6 года. Чем больше расстояние — тем дольше свету идти, тут все ясно.
Возраст нашей Вселенной составляет около 13,8 миллиарда лет. Но размеры космоса ведь бесконечны! Самые мощные телескопы смогли засечь свет с расстояния-времени в 12-13 миллиардов лет. А значит, прорва галактик остается невидимой — они настолько далеко, что излучение физически не успело долететь даже в виде неуловимых нейтрино!
Горизонт событий имеет непосредственное отношение к тому, почему черные дыры — черные. Жми тут чтобы смотреть в полном размере.
Так как Вселенная расширяется, то свету приходится преодолевать еще большее расстояние. И когда-то на задворках мира расширение сравняется со скоростью света — это установит так называемый горизонт событий. Он будет пододвигаться к нам все теснее, пока перестанут быть видны даже самые ближние звезды.
Это произойдет только если расширение не прекратится, и то через многие миллиарды лет. Недавно мы писали о масштабных космических катастрофах — даже их застать легче, чем дождаться горизонта событий у порога дома.
Напоследок
Получается, что загадка Ольберса и не парадокс вовсе — просто законы физики не позволяют сразу всем звездам слепить нам глаза. Однако ученых этим не остановить, и они продолжают открывать новые звезды. На диковинные светила можно полюбоваться в нашем каталоге звезд, а в паблике ВК мы выкладываем лучшие снимки телескопов и другие интересные вещи. Держитесь гида в мире космоса — и скучное не будет!
