オルバースのパラドックスとは何ですか？

オルバースのパラドックスは、暗い夜空のパラドックスとしても知られ、夜空が暗い理由を説明する問題に与えられた名前です。 パズルが最初に提起されたのは、宇宙が静的で、範囲が無限で、無限に古いと想定されていたときです。 これらの仮定に基づいて、空のすべてのポイントをカバーする無限の数の星があるので、空は明るいはずです。 パラドックスは、ハインリッヒ・オルバースにちなんで命名されました。1826年、彼はすべての視線が星で終わり、空を明るくすると述べました。 しかし、この問題は、16世紀にさかのぼり、天文学の歴史の中で以前にも何度か発生していました。

パラドックスに関する最初の知られている言及は、天文学者のトーマス・ディグスが1576年に出したもので、星のランダムな分布を持つ無限の宇宙の記述で問題に遭遇しました。 1610年、ヨハネスケプラーは、宇宙が有限でなければならないことを示すために、オルバースのパラドックスとして知られるようになるものを引用しました。 しかし、有限の宇宙には問題があるように見えました。それは、その中の星と惑星の重力引力のために、それ自体で崩壊するということでした。 したがって、ほとんどの天文学者は、宇宙は無限であり、逆説が残っていると想定していました。

ほとんどの星は遠くにありすぎて見えないという最初の提案はすぐに拒否されました。 宇宙が無限に古ければ、星からの光は私たちに届く時間が無限にあるため、最も遠い星でさえ明るい空になります。 星が均等に分布している無限の宇宙では、空全体が平均的な星のように明るくなければならないことを数学的に示すことができます。 星の明るさは距離とともに減少しますが、星の数は無限の宇宙では限りなく、距離とともに増加します。 効果は相殺され、明るい空が残ります。

今後数百年にわたってパズルを解決するために、さらにさまざまな試みが行われました。 説明の初期の試みの1つは、ほとんどの星明かりがほこりによって隠されていたことでした。 私たちの銀河の塵の雲がその大部分を視界から遮っているのは事実ですが、星の数が無限であれば、最終的にはすべての塵が星のように熱くなって輝きます。

別の提案は、星がランダムに分布しているのではなく、間に大きな空隙があるグループに配置されていることです。 現在、これが事実であることがわかっています。星は銀河にグループ化され、銀河はクラスターとスーパークラスターにグループ化されています。 しかし、最大規模では、宇宙は均質であり、オルバース自身が説明するように、すべての視線は星で終わらなければならないとオルバースのパラドックスは述べています。 このように言いますと、星がランダムにグループ化されないのは、星が互いの後ろに並んで、互いの光を遮った場合にのみ暗い空を説明できることは明らかです。

1929年にエドウィンハッブルが発見したことにより、オルバースのパラドックスに対する解決策が提示されました。 現在、観測可能な宇宙は距離とともに増加する速度で膨張していることが知られており、時間を遡って見ると、私たちは小さなボリュームと巨大な密度のポイントに到達します。 これは、空が暗い理由を2つ示します。 最初の、そして最も重要な理由は、宇宙には有限の年齢があるため、一定の距離を超える星からの光が私たちに届く時間がなかったということです。 2番目の理由は、宇宙の膨張により、距離に応じて増加する星からの光のドップラーシフトが生じることです。 特定の距離を超えると、すべての光が可視スペクトルを超えてシフトし、星が見えなくなります。