Вы можете подумать, что ответ очевиден - солнце не взошло. Но единственная причина, по которой небо выглядит голубым в течение дня в том, что солнечный свет рассеивается в атмосфере. Если бы у нас не было атмосферы, например как на Луне, небо всегда было бы тёмным, даже когда светит Солнце. Итак, давайте перефразируем вопрос - почему сам космос тёмный?
Я имею в виду, что пространство полно звёзд, бесчисленных звёзд, которые такие же яркие, как и Солнце. В бесконечной вселенной, независимо от того в каком направлении вы посмотрите, вы увидите звезду или галактику. Так что всё небо должно быть ярким днём и ночью!
Но, поскольку это не так, означает ли темнота ночного неба, что на некотором расстоянии от нас, звезды и галактики просто... заканчиваются? Там граница между чем-то и ничем? Край вселенной?
Не совсем. Все наши знания указывают на то, что космос не имеет границ. Вселенная скорее имеет не пространственные границы, а временные. Насколько нам известно, у вселенной было начало. Около 13,7 миллиардов лет назад вселенная была настолько маленькой и плотной, что наше стандартное представление о пространстве и времени там бы не работало.
С момента так называемого начала прошло конечное количество времени, это означает, что некоторые звезды, необходимые для заполнения «яркости во всех направлениях», находятся так далеко от нас, что свет от них ещё не успел к нам долететь. Это как если бы вселенная была большой грозой, то мы всё ещё как бы ждём, чтобы услышать гром от действительно далёких звёзд.
Свету требуется время, чтобы преодолеть расстояние. Когда мы направляем свои телескопы на что-то действительно далёкое, мы фактически видим вселенную такой, какой она была, когда излучался свет. Поэтому, когда мы смотрим на 13,5 миллиардов лет света, мы не видим звёзд только потому, что свет от них ещё не дошёл до нас. Мы не видим звёзд, потому что мы смотрим на вселенную до того, как какие-либо звезды образовались!
Вселенная без звёзд! Это звучит довольно веской причиной, почему мы смотрим вверх и видим тёмное ночное небо.
Но это не совсем так. Да, мы можем найти точки на небе, где нет никаких звёзд, но даже когда мы направляем наши телескопы в эту «пустоту», мы всё равно видим свет. Не звёздный свет, а свет оставшийся от большого взрыва.
И мы можем обнаружить, что это «космическое фоновое излучение» более или менее равномерно во всех направлениях. Я предположу, что ночное небо на самом деле не было тёмным с самого начала.
Так почему же если наши телескопы говорят нам что ночное небо не тёмное, почему оно выглядит тёмным?
Когда телескоп Хаббл фотографирует далёкие звезды чрезвычайно глубокого поля Хаббла, он делает снимки с помощью инфракрасной камеры. Зачем?
Далёкие звёзды и галактики постоянно удаляются от нас, потому что вселенная расширяется. Таким же образом замедление звука понижает высоту голоса, и эффект Доплера заставляет звезды, удаляющиеся от нас, становиться краснее. И чем дальше они находятся, тем быстрее они удаляются от нас и тем краснее они становятся, пока не станут инфракрасными. И тогда мы больше не можем их увидеть, по крайней мере, не с нашими человеческими глазами. И именно поэтому ночное небо кажется тёмным!
Если бы мы жили в бесконечной статичной вселенной, небо было бы таким же ярким, как солнце. Небо тёмное ночью, потому, что у вселенной было время, когда ещё не было звёзд во всех направлениях.
И что ещё более важно, свет от сверхдальних звёзд, и даже от более отдалённого космического фонового излучения, постепенно смещается в красную сторону спектра в результате расширения вселенной, поэтому мы просто не можем его увидеть.
Надеюсь теперь мы с вами пролили свет на то, почему ночное небо такое тёмное, и почему на самом деле это не так.