Dlaczego przestrzeń kosmiczna jest czarna?

Wyobraź sobie, że jesteś w kosmosie. Tylko część unoszącą się w powietrzu, a nie sikającą do węża próżniowego czy jedzącą te dziwne „lody” z foliowych torebek. Gdybyś spojrzał na Słońce, byłoby jasno i twoje siatkówki by się rozjaśniły. Reszta nieba byłaby kojącą czernią, ozdobioną maleńkimi, mniej burymi punktami światła.

Jeśli odrobiłeś pracę domową, wiesz, że przestrzeń jest ogromna. Może być nawet nieskończona, co jest znacznie większe niż ogromna. Jeśli jest nieskończona, możesz sobie wyobrazić, że patrzysz w przestrzeń w dowolnym kierunku i tam jest gwiazda. Gwiazdy zaśmiecałyby wszystko. Głupie gwiazdy wszędzie niszczące widok. To są gwiazdy na całej długości, ludzie.

Więc, czy całe niebo nie powinno być jasne jak gwiazda, skoro jest gwiazda w każdym możliwym kierunku, w którym możesz kiedykolwiek spojrzeć? Jeśli kiedykolwiek zadałeś sobie to pytanie, prawdopodobnie nie będziesz zaskoczony, wiedząc, że nie jesteś pierwszy. Ponadto, w tym momencie możesz powiedzieć ludziom, że zastanawiałeś się nad tym i nigdy się nie dowiedzą, że właśnie oglądałeś to tutaj, a wtedy możesz brzmieć bardzo mądrze i zaimponować wszystkim tym kolesiom.

To pytanie zostało zadane przez niemieckiego astronoma Heinricha Wilhelma Olbersa, który opisał je w 1823 roku. Teraz nazywamy to Paradoksem Olbersa po nim. Pozwól, że udzielę Ci małego instruktażu, zaczniesz swoją rozmowę na imprezie od „Tak więc, ostatnio zastanawiałem się nad Paradoksem Olbersa… Och, co to jest? Nie wiesz, co to jest… och, to takie słodkie!”. Paradoks ten brzmi następująco: jeśli Wszechświat jest nieskończony, statyczny i istnieje od zawsze, to wszędzie, gdzie spojrzysz, powinna w końcu pojawić się gwiazda.

Nasze doświadczenia mówią nam, że tak nie jest. Proponując ten paradoks, Olbers wiedział, że Wszechświat nie może być nieskończony, statyczny i bezczasowy. Może być kilkoma z tych cech, ale nie wszystkimi trzema. W latach 20. ubiegłego wieku przystojny człowiek z miasta, Edwin Hubble, odkrył, że Wszechświat nie jest statyczny. W rzeczywistości galaktyki oddalają się od nas we wszystkich kierunkach, jakbyśmy mieli kokosy.

Prowadzi to do teorii Wielkiego Wybuchu, według której Wszechświat został kiedyś zebrany w jednym punkcie w czasie i przestrzeni, a następnie gwałtownie się rozszerzył. Nasz Wszechświat udowodnił, że nie jest statyczny ani ponadczasowy. I tak oto, PARADOKS ROZWIĄZANY!

Tutaj jest krótka wersja. Nie widzimy gwiazd w każdym kierunku, ponieważ wiele z nich nie było wystarczająco długo w pobliżu, aby ich światło dotarło do nas. Co, mam nadzieję, łaskocze Twój mózg w sposób, w jaki robi to mój. Nie tylko mamy ten niepojętnie ogromny rozmiar naszego Wszechświata, ale skala czasu, o której mówimy, kiedy przeprowadzamy te eksperymenty myślowe, jest absolutnie zdumiewająca. Więc, PARADOX ROZWIĄZANY!

Cóż, nie do końca. Krótko po Wielkim Wybuchu cały Wszechświat był gorący i gęsty, jak jądro gwiazdy. Kilkaset tysięcy lat po Wielkim Wybuchu, kiedy pierwsze światło było w stanie wyskoczyć w przestrzeń, wszystko, w każdym kierunku było tak jasne jak powierzchnia gwiazdy.

Więc, we wszystkich kierunkach, powinniśmy nadal widzieć jasność gwiazdy… a jednak nie widzimy. W miarę jak Wszechświat się rozszerzał, długości fal początkowego światła widzialnego były rozciągane i ciągnięte na szeroki koniec widma elektromagnetycznego, aż stały się mikrofalami. To jest Kosmiczne Mikrofalowe Promieniowanie Tła, i zgadłeś, możemy je wykryć w każdym kierunku, w którym możemy spojrzeć.

Tak więc instynkt Olbersa był słuszny. Jeśli spojrzysz w każdym kierunku, zobaczysz plamę tak jasną jak gwiazda, po prostu ekspansja Wszechświata rozciągnęła długości fal tak, że światło jest niewidoczne dla naszych oczu. Ale gdybyś mógł zobaczyć Wszechświat za pomocą oczu wykrywających mikrofale, zobaczyłbyś to: jasność w każdym kierunku.

Czy ty też wymyśliłeś Paradoks Olbersa? Jakie inne paradoksy Cię zastanawiały?