Co je Olbersův paradox?

Olbersův paradox, také známý jako paradox temné noční oblohy, je jméno dané problému, který vysvětluje, proč je obloha v noci temná. Hádanka byla poprvé položena v době, kdy se předpokládalo, že vesmír byl statický, nekonečně široký a nekonečně starý. Na základě těchto předpokladů by se zdálo, že by obloha měla být jasná, protože by existovalo nekonečné množství hvězd, které by pokryly každý bod na obloze. Paradox je pojmenován po Heinrichovi Olbersovi, který v roce 1826 uvedl, že každá linie vidění skončí hvězdou, čímž se jasná obloha stane. Tento problém se však objevil již několikrát v historii astronomie, sahající až do 16. století.

Nejstarší známá zmínka o paradoxu pochází od astronoma Thomase Diggse v roce 1576, který se setkal s problémem ve svém popisu nekonečného vesmíru s náhodným rozdělením hvězd. V 1610, Johannes Kepler citoval co mělo stát se známé jako Olbersův paradox ukázat, že vesmír musí být konečný. Zdálo se však, že se jedná o problém s konečným vesmírem, který spočíval v tom, že se kvůli vlastní gravitační přitažlivosti hvězd a planet v něm zhroutil. Většina astronomů proto předpokládala, že vesmír je nekonečný, a tak paradox zůstal.

Počáteční návrhy, že většina hvězd byla příliš daleko na to, aby byly vidět, byly rychle odmítnuty. Kdyby byl vesmír nekonečně starý, světlo hvězd by mělo k dosažení nás nekonečné množství času, takže i ty nejvzdálenější hvězdy by přispěly k jasné obloze. Matematicky lze ukázat, že pro nekonečný vesmír s rovnoměrně rozloženými hvězdami musí být celá obloha stejně jasná jako průměrná hvězda. Jas hvězd klesá se vzdáleností, ale počet hvězd se zvyšuje s dálkou, bez omezení v nekonečném vesmíru. Efekty se zruší a zanechají jasnou oblohu.

Během několika dalších stovek let byly provedeny různé pokusy vyřešit hádanku. Jedním z prvních pokusů o vysvětlení bylo, že většina hvězdného světla byla zakryta prachem. I když je pravda, že prachové mraky v naší galaxii blokují velké oblasti pohledu, pokud by existovalo nekonečné množství hvězd, nakonec by se veškerý prach zahřál a zářil, stejně jako hvězdy.

Dalším návrhem bylo, že hvězdy nebyly rozděleny náhodně, ale byly uspořádány do skupin s velkými dutinami mezi nimi. Nyní víme, že tomu tak ve skutečnosti je: hvězdy jsou seskupeny do galaxií, které jsou seskupeny do shluků a superklasterů. V největším měřítku je však vesmír homogenní a Olbersův paradox, jak popisuje Olbers sám, uvádí, že každá linie vidění musí končit hvězdou. Tímto způsobem je zřejmé, že nahodilé seskupení hvězd by mohlo odpovídat za temnou oblohu, pokud by hvězdy byly uspořádány za sebou a blokovaly tak světlo druhého - scénář, který nikdo nemůže brát vážně.

Teprve až objev Edwina Hubbla v roce 1929 se vesmír rozšiřuje, že se projevilo usnesení k Olbersovu paradoxu. Nyní je známo, že pozorovatelný vesmír se rozšiřuje rychlostí, která se zvětšuje se vzdáleností a při pohledu zpět v čase se dostáváme k bodu malého objemu a obrovské hustoty. To dává dva důvody, proč je obloha tmavá. Prvním a nejdůležitějším důvodem je to, že vesmír má konečný věk, takže by nebylo času na to, aby se k nám dostalo světlo hvězd z určité vzdálenosti. Druhým důvodem je to, že expanze vesmíru má za následek Dopplerův posun ve světle od hvězd, které se zvětšují se vzdáleností; za určitou vzdálenost by se veškeré světlo posunulo za viditelné spektrum, čímž by byly všechny hvězdy neviditelné.