Pokud je vesmír neomezený a plný hvězd a galaxií, proč je nevidíme všude, kam se podíváme? Někdy mají nejjednodušší otázky hluboké kořeny. Co když se podíváme na noční oblohu a vidíme jen temnotu a hvězdy, které jsou mnohem méně početné než hvězdy ve vesmíru, je to proto, že jsme lidé a nevidíme více? Proč je noční obloha černá a bez světla?
Zpočátku se to může zdát jako nesmysl. Samozřejmě máme transparentní atmosféru, která nám umožňuje nahlédnout do obrovských hlubin vesmíru, když je Slunce na opačné straně našeho světa. A naše umístění v galaxii znamená, že pouze zlomek vesmíru je zakryt galaktickým plynem a prachem, který obvykle blokuje většinu světla v centrálních oblastech Mléčné dráhy. Pokud bychom však žili ve skutečně nekonečném vesmíru, kdyby prázdnota hlubokého vesmíru pokračovala dostatečně dlouho v jakémkoli směru, pak kamkoli jsme se podívali, uviděli bychom všude zářící body světla.
Samozřejmě se můžeme podívat do nejhlubších hlubin prázdného prostoru, kde neexistují žádné hvězdy ani galaxie, které by byly viditelné pouhým okem nebo běžnými dalekohledy, můžeme nasměrovat Hubbleův vesmírný dalekohled, aby do této temnoty nahlédl celé hodiny nebo dokonce dny. A pak zjistíme, že vesmír je plný hvězd a galaxií. Hvězdné světlo cestuje miliony, miliardy nebo dokonce desítky miliard světelných let a dosahuje našeho nejlepšího vybavení. Zachytit dostatek fotonů na tak velkou vzdálenost může trvat dlouho, ale vzhledem k nejméně 170 miliardám galaxií přítomných v té části vesmíru, kterou jsme měli příležitost pozorovat, by si někdo mohl myslet, že jich ve skutečnosti existuje nekonečné množství.
V každém případě vidíme jasně ne nekonečno. V roce 1800 si Heinrich Olbers uvědomil, že pokud by byl vesmír skutečně nekonečný - s nekonečným množstvím zářících hvězd - pak nakonec, kamkoli byste se podívali, by vaše oči zasáhly povrch hvězdy. Neviděli byste galaxie, které vidíme, které jsou většinou prázdným prostorem; viděli byste všechny jejich hvězdy a hvězdy v galaxiích za nimi a stále dál. Při cestování miliardami, biliony, kvadrilliony světelných let byste přistáli na hvězdě.
Jedná se o jednoduchý matematický fakt: pokud vezmete nekonečný prostor s konečnou, nenulovou hustotou „látky“, pak při pohledu na jakékoli místo (a jakýmkoli směrem), určitě byste k této látce dospěli přes konečnou vzdálenost. Za předpokladu, že je vesmír plný hvězd - i když jsou vzácné - ale nekonečný a rovnoměrné hustoty, k hvězdě nevyhnutelně přijdete, bez ohledu na směr.
Propagační video:
Stejná matematická věta vám říká, že nakonec světlo hvězd ze všech směrů dorazí na vaše místo i na všechna místa ve vesmíru. Pokud by náš vesmír byl takový - statický, nekonečný a s věčně zářícími hvězdami - noční obloha by byla vždy jasná.
Co nás před tím vším zachránilo? Věřte tomu nebo ne, toto je velký třesk. Skutečnost, že vesmír nikdy neexistoval a že můžeme pozorovat hvězdy a galaxie pouze v určité vzdálenosti - což znamená, že z nich získáváme omezené množství světla, tepla a energie - vysvětluje, proč je na naší noční obloze tak málo světla. Ve vesmíru je samozřejmě rozptýleno obrovské množství světelných bodů. Ale počet, který vidíme, je omezen rychlostí světla a fyzikou rozpínajícího se vesmíru. Někde je obrovský vesmír, spousta hvězd a galaxií, které nevidíme, ale nemohou osvětlit naši oblohu, protože od Velkého třesku neuplynulo tolik času, aby se jejich světlo dostalo k nám.
„Počkejte chvíli,“všimnete si, „velký třesk nám říká, že vesmír byl v minulosti žhavější a hustší, což znamená, že záření z tohoto hustého a horkého stavu by dnes mělo být všude a šířit se všemi směry.“A budete mít pravdu: před 13,8 miliardami let byl vesmír tak horký, že neutrální atomy nemohly vznikat, natož hvězdy a galaxie. Když se tyto neutrální atomy nakonec vytvořily, světlo začalo cestovat přímočaře a mělo by nám neustále přicházet do očí ze všech směrů, bez ohledu na to, co děláme.
A toto světlo vidíme pokaždé, když zapneme starý televizor na mrtvý kanál. Tento „sníh“, černý a bílý šum, který vidíte na televizní obrazovce, pochází ze všech zdrojů: rozhlasové vysílání, slunce, černé díry a všechny druhy astrofyzikálních jevů. Asi 1% pochází z dosvitu Velkého třesku: kosmického mikrovlnného pozadí. Pokud bychom mohli vidět v mikrovlnném a rádiovém dosahu elektromagnetického spektra - nejen ve viditelném - všimli bychom si, že noční obloha má téměř jednotný jas a nikde nejsou žádné černé skvrny.
Jedná se o kombinaci dvou skutečností:
- že vesmír existoval po konečnou dobu;
- a že vidíme světlo pouze ve viditelné části spektra
zodpovědný za temnotu noční oblohy. Jediným důvodem, proč jsme dobře přizpůsobeni, abychom viděli světlo, je ve skutečnosti to, že naše sluneční světlo je v rozmezí tisíců stupňů Kelvina, takže vidíme vše, co ho odráží. V jistém smyslu nás naše omezené smysly přinutily prozkoumat vesmír.
ILYA KHEL