Многие из нас осознают, что не знают ответов на самые простые вопросы. Хотя постойте… не такие уж они и простые. Не стоит сильно стыдиться, если точного ответа вы не знаете. Лучше прочитайте статью и подписывайтесь на наш канал, на котором мы отвечаем на самые интересные вопросы!
Когда вы смотрите в ночное небо или смотрите фотографии галактик и космоса, что поражает вас в первую очередь? Наверное, звёзды. Но кроме этого? Возникал ли у вас вопрос, а почему, собственно, и космос, и ночное небо так черны? Хочется ответить про свет солнца и что-то в этом роде. Но на самом деле ответ не так прост, как кажется.
Ответ лежит гораздо глубже – в понимании механизма работы Вселенной.
Представьте себе, что вы в лесу и окружены деревьями. Что вы видите? Стволы деревьев и просветы, пустое пространство между ними. Теперь представьте, что количество видимых вами деревьев становится всё больше и больше. До тех пор, пока пространство между ними не исчезнет вовсе и всё, что вы будете видеть, – это стволы деревьев повсюду. Причём те деревья, что ближе к вам, будут казаться вам гораздо больше тех, что вдали. Однако всё равно – вы будете видеть лишь стволы деревьев, никаких просветов.Этот мысленный эксперимент позволяет нам представить, что было бы, если бы Вселенная была бесконечна и содержала бесконечное же число звёзд. Выходит, что Вселенная представлялась нам как сияющая звезда без границ: просто сияющая поверхность. Это так, потому что, если допустить бесконечное число равномерно распределённых по космосу звёзд, в каждом направлении, куда бы вы не посмотрели, вы обязательно увидите звезду. При этом яркость ближайших звёзд будет больше, чем яркость дальних. Но так как в каждом выбранном направлении находится бесконечное количество звёзд с всё меньшей яркостью, их уменьшающаяся яркость компенсируется количеством.
Итак, мы будем видеть вместо ночного неба во всех направлениях единую по яркости картину сияющей звёздной поверхности.
Такой мысленный эксперимент изучался ещё Кеплером в 1600, а более чёткая научная формулировка была сделана в XIX веке немецким астрономом Ольберсом. Вопрос о том, почему ночное небо чёрное, привёл к появлению так называемого парадокса Ольберса, который говорит о том, что при таком мысленном эксперименте число звёзд должно быть конечно. Парадоксом он является потому, что на деле-то мы видим именно ночное тёмное небо, а не сверкающую бескрайнюю поверхность. Самое простое и напрашивающееся само собой объяснение этого парадокса для учёных доэйнштейновской эпохи состояло в том, что видимо во Вселенной просто не бесконечное число звёзд. Это объяснение содержит несколько несостыковок. Во-первых, если число звёзд во Вселенной конечно, то должен существовать некий «центр Вселенной», какая-то из звёзд должна находиться в «начале координат». Во-вторых, конечное число звёзд привело привело бы к нестабильности Вселенной и рано или поздно все звёзды «схлопнулись бы» в единую точку.
Однако с дальнейшим развитием науки появилось более чёткое понимание истории происхождения Вселенной, благодаря чему стало возможным и разрешение парадокса Ольберса.
Идея состоит в том, что Вселенная существовала не всегда, она имела начальный момент творения. После Большого взрыва Вселенная начала расширяться, так что некоторые звёзды находятся настолько далеко от нас, наблюдателей с Земли, что свет от них с момента Большого взрыва не успел до нас дойти и мы их не видим. Так что полностью тёмные зоны в космосе – это просто места, где находятся звёзды, чей свет до нас не дошёл. Забавно, что первым эту идею сформулировал вовсе не астроном или физик, а Эдгар Алан По, английский писатель, в своём эссе, написанном незадолго до смерти в 1848 году.
Теперь мы подходим, наконец, к современному объяснению парадокса Ольберса. Он заключается в модели Вселенной согласно теории Большого взрыва. Основные постулаты этой теории состоят в том, что (1) Вселенная имела начало и (2) Вселенная постоянно расширяется.Глядя в ночное небо мы, по сути, смотрим в глубь времён, в прошлое. Каждый раз, когда наш взгляд останавливается не на яркой точке звезды в ночном небе, а на чёрном пространстве, окружающем её, мы видим не пустоту, а прошлое нашей Вселенной.
Мы смотрим в прошлое и пока не видим звёзд, расположенных на таком далёком от нас расстоянии, что свет от них ещё не успел до нас «долететь».
То, что Вселенная постоянно расширяется, служит вторым ключиком к разрешению парадокса Ольберса. Дело в том, что расширение Вселенной приводит к существованию такого эффекта как «красное смещение». Это явление, при котором электромагнитное излучение увеличивает свою длину волны (например, свет становится красным). Красное смещение приводит к тому, что длина волны света, который исходит от очень отдалённых звёзд, находится вне видимой части спектра. (Правда, мы можем звёзды «слышать», так как в радиодиапазоне их излучение до нас доходит.) И это тоже объясняет огромные чёрные «пустые» пространства космоса.
Вся Вселенная полна звёзд, которых мы не видим. В этом есть что-то и очень печальное и одновременно воодушевляющее и грандиозное! Согласны?
