Kas ir Olbersa paradokss?

Olbersa paradokss, kas pazīstams arī kā tumšo nakts debesu paradokss, ir nosaukums, kas dots problēmai, kas izskaidro, kāpēc debesis naktī ir tumšas. Mīkla pirmo reizi tika uzdota laikā, kad tika pieņemts, ka Visums ir statisks, bezgalīgs un bezgalīgi vecs. Pamatojoties uz šiem pieņēmumiem, šķiet, ka debesīm vajadzētu būt gaišām, jo ​​būtu bezgalīgs skaits zvaigžņu, kas aptvertu katru debess punktu. Paradokss ir nosaukts Heinriha Olbersa vārdā, kurš 1826. gadā paziņoja, ka katra redzes līnija beigsies ar zvaigzni, padarot debesis gaišas. Tomēr šī problēma astronomijas vēsturē bija aktuāla vairākas reizes, sākot ar 16. gadsimtu.

Agrākā zināmā atsauce uz paradoksu nāk no astronoma Tomasa Digesa 1576. gadā, kurš saskārās ar problēmu, aprakstot bezgalīgu Visumu ar nejaušu zvaigžņu sadalījumu. 1610. gadā Johanness Keplers minēja to, ko vajadzēja saukt par Olbersa paradoksu, lai parādītu, ka Visumam ir jābūt ierobežotam. Tomēr šķita, ka ar ierobežotu Visumu ir problēma, proti, tas sabruks pats no sevis, pateicoties tajā esošo zvaigžņu un planētu gravitācijas pievilcībai. Tāpēc lielākā daļa astronomu pieņēma, ka Visums ir bezgalīgs, un tāpēc paradokss saglabājās.

Sākotnējie ieteikumi, ka lielākā daļa zvaigžņu atrodas pārāk tālu, lai tās būtu redzamas, ātri tika noraidīti. Ja Visums būtu bezgalīgi vecs, zvaigžņu gaismai būtu bezgalīgi daudz laika, lai mūs sasniegtu, tāpēc pat vistālākās zvaigznes veicinātu spilgtas debesis. Matemātiski var parādīt, ka bezgalīgā Visumā ar vienmērīgi sadalītām zvaigznēm visām debesīm jābūt tikpat spilgtām kā vidējai zvaigznei. Zvaigžņu spilgtums samazinās līdz ar attālumu, bet zvaigžņu skaits palielinās līdz ar attālumu bez ierobežojumiem bezgalīgā Visumā. Efekti izzūd, atstājot gaišas debesis.

Nākamo dažu simtu gadu laikā tika veikti dažādi turpmāki mēģinājumi atrisināt mīklu. Viens no agrīnajiem mēģinājumiem izskaidrot bija tāds, ka lielāko daļu zvaigžņu gaismas aizēnoja putekļi. Lai gan ir taisnība, ka putekļu mākoņi mūsu galaktikā bloķē lielas tās platības, ja būtu bezgalīgs skaits zvaigžņu, galu galā visi putekļi uzkarstu un spīdētu tāpat kā zvaigznes.

Vēl viens ierosinājums bija tāds, ka zvaigznes netika sadalītas nejauši, bet tika sakārtotas grupās ar lieliem tukšumiem starp tiem. Tagad mēs zinām, ka patiesībā tas tā ir: zvaigznes ir sagrupētas galaktikās, kuras ir sagrupētas kopās un superkopās. Tomēr vislielākajā mērogā Visums ir viendabīgs, un Olbersa paradokss, kā to aprakstījis pats Olberss, nosaka, ka katrai redzes līnijai jābeidzas pie zvaigznes. Šādi formulējot, ir skaidrs, ka nejauša zvaigžņu grupa varētu izskaidrot tumšās debesis tikai tad, ja zvaigznes būtu novietotas viena aiz otras, bloķējot viena otras gaismu. Šo scenāriju neviens nevarētu uztvert nopietni.

Tikai pēc Edvīna Habla atklājuma 1929. gadā Visums paplašinās, un Olbersa paradokss tika atrisināts. Tagad ir zināms, ka novērojamais Visums izplešas ar ātrumu, kas palielinās līdz ar attālumu, un, skatoties atpakaļ laikā, mēs nonākam pie neliela apjoma un milzīga blīvuma punkta. Tas dod divus iemeslus, kāpēc debesis ir tumšas. Pirmais un vissvarīgākais iemesls ir tas, ka Visumam ir ierobežots vecums, tāpēc gaismai no zvaigznēm, kas atrodas tālāk par noteiktu attālumu, nebūtu bijis laika, lai mūs sasniegtu. Otrs iemesls ir tas, ka Visuma izplešanās rezultātā notiek Doplera nobīde gaismā no zvaigznēm, kas palielinās līdz ar attālumu; aiz noteikta attāluma visa gaisma tiktu novirzīta ārpus redzamā spektra, padarot visas zvaigznes neredzamas.