Wat is de paradox van Olbers?
Paradox van Olbers, ook bekend als de Dark Night Sky Paradox, is de naam die wordt gegeven aan het probleem van het uitleggen waarom de lucht 's nachts donker is. De puzzel werd voor het eerst gesteld op een moment dat werd aangenomen dat het universum statisch was, oneindig in omvang en oneindig oud. Op basis van deze veronderstellingen lijkt het erop dat de lucht helder zou moeten zijn, omdat er een oneindig aantal sterren zou zijn dat elk punt in de lucht zou bedekken. De paradox is vernoemd naar Heinrich Olbers, die in 1826 verklaarde dat elke gezichtslijn zou eindigen bij een ster, waardoor de hemel helder werd. Het probleem was echter meerdere keren eerder in de geschiedenis van de astronomie opgekomen en ging terug tot de 16e eeuw.
De vroegst bekende verwijzing naar de paradox komt van de astronoom Thomas Digges in 1576, die het probleem tegenkwam in zijn beschrijving van een oneindig universum met een willekeurige verdeling van sterren. In 1610 citeerde Johannes Kepler wat bekend zou worden als Olbers 'Paradox om aan te tonen dat het universum eindig moet zijne. Er leek echter een probleem te zijn met een eindig universum, dat was dat het op zichzelf zou instorten vanwege de zwaartekrachtattractie van de sterren en planeten erin. De meeste astronomen gingen er daarom van uit dat het universum oneindig was en dus bleef de paradox.
Eerste suggesties dat de meeste sterren te ver weg waren om te worden gezien, werden snel afgewezen. Als het universum oneindig oud was, zou licht van sterren een oneindige hoeveelheid tijd hebben om ons te bereiken, dus zelfs de meest verre sterren zouden bijdragen aan een heldere hemel. Het kan wiskundig worden aangetoond dat voor een oneindig universum met gelijkmatig verdeelde sterren, de hele hemel zo helder moet zijn als een gemiddelde ster. De helderheid van sterren neemt af met afstand, maar het aantal sterren neemt toe met afstand, zonder limiet in een oneindig universum. De effecten annuleren, waardoor een heldere hemel achterblijft.
Verschillende verdere pogingen wijopnieuw gemaakt om de puzzel de komende honderd jaar op te lossen. Een vroege poging tot een verklaring was dat het meeste sterrenlicht werd verdoezeld door stof. Hoewel het waar is dat stofwolken in onze sterrenstelsel grote delen ervan uit het zicht blokkeren, als er een oneindig aantal sterren waren, zou uiteindelijk al het stof opwarmen en gloeien, net als de sterren.
Een andere suggestie was dat de sterren niet willekeurig werden verdeeld, maar werden gerangschikt in groepen met grote leegten daartussenin. We weten nu dat dit in feite het geval is: sterren zijn gegroepeerd in sterrenstelsels, die zijn gegroepeerd in clusters en superclusters. Op de grootste schaal is het universum echter homogene en de paradox van Olbers, zoals beschreven door Olbers zelf, stelt dat elke gezichtslijn moet eindigen bij een ster. Op deze manier geformuleerd, is het duidelijk dat een niet-willekeurige groepsgroep van sterren alleen de donkere hemel kon verklaren als de sterren toevallig achter elkaar werden opgesteld, elkaars licht blokkeren-een scenario dat niemand serieus zou kunnen nemen.
Het was pas in de ontdekking van Edwin Hubble in 1929 dat het universum zich uitbreidt dat een resolutie aan de paradox van Olbers zich presenteerde. Het is nu bekend dat het waarneembare universum zich uitbreidt met een snelheid die toeneemt met de afstand en, achteruit in de tijd kijken, komen we op een punt van klein volume en enorme dichtheid. Dit geeft twee redenen waarom de lucht donker is. De eerste en belangrijkste reden is dat het universum een eindige leeftijd heeft, dus er zou geen tijd zijn geweest voor het licht van sterren voorbij een bepaalde afstand om ons te bereiken. Een tweede reden is dat de uitbreiding van het universum resulteert in een Doppler -verschuiving in het licht van sterren die toeneemt met afstand; Na een bepaalde afstand zou al het licht voorbij het zichtbare spectrum worden verschoven, waardoor alle sterren onzichtbaar worden.