Hva er Olbers 'paradoks?

Olbers 'paradoks, også kjent som det mørke nattehimmelparadokset, er navnet som gis til problemet med å forklare hvorfor himmelen er mørk om natten. Puslespillet ble først stilt på et tidspunkt da det ble antatt at universet var statisk, uendelig i omfang og uendelig gammelt. Basert på disse antagelsene, ser det ut til at himmelen skulle være lys, da det ville være et uendelig antall stjerner som vil dekke hvert punkt på himmelen. Paradokset er oppkalt etter Heinrich Olbers, som i 1826 uttalte at hver siktlinje ville ende ved en stjerne og gjøre himmelen lys. Problemet hadde imidlertid oppstått flere ganger tidligere i astronomiens historie, helt tilbake til 1500-tallet.

Den tidligste kjente referansen til paradokset kommer fra astronomen Thomas Digges i 1576, som møtte problemet i sin beskrivelse av et uendelig univers med en tilfeldig fordeling av stjerner. I 1610 siterte Johannes Kepler det som skulle bli kjent som Olbers 'paradoks for å vise at universet må være endelig. Det så ut til å være et problem med et begrenset univers, men det var at det ville kollapse i seg selv på grunn av gravitasjonsattraksjonen til stjernene og planetene der inne. De fleste astronomer antok derfor at universet var uendelig, og slik forble paradokset.

De første forslagene om at de fleste av stjernene var for langt unna til å bli sett, ble raskt avvist. Hvis universet var uendelig gammelt, ville lys fra stjerner ha en uendelig mye tid å nå oss, så selv de fjerneste stjerner ville bidra til en lys himmel. Det kan matematisk vises at for et uendelig univers med jevnt fordelt stjerner, må hele himmelen være så lys som en gjennomsnittlig stjerne. Stjernens lysstyrke avtar med avstanden, men antall stjerner øker med avstanden, uten grense i et uendelig univers. Effektene avbryter og etterlater en lys himmel.

Ulike ytterligere forsøk ble gjort for å løse puslespillet i løpet av de neste hundre årene. Et tidlig forsøk på en forklaring var at mest stjernelys ble tilslørt av støv. Selv om det er sant at støvskyer i vår galakse blokkerer store områder av den fra utsikten, hvis det var et uendelig antall stjerner, ville til slutt alt støvet varme opp og glød, akkurat som stjernene.

Et annet forslag var at stjernene ikke ble fordelt tilfeldig, men ble ordnet i grupper med store tomrom imellom. Vi vet nå at dette faktisk er tilfelle: stjerner er gruppert i galakser, som er gruppert i klynger og superklynger. I største målestokk er imidlertid universet homogent, og Olbers 'paradoks, som beskrevet av Olbers selv, uttaler at hver siktlinje må ende ved en stjerne. Når det er formulert på denne måten, er det tydelig at en ikke-tilfeldig gruppering av stjerner bare kunne redegjøre for den mørke himmelen hvis stjernene tilfeldigvis ble stilt opp bak hverandre og blokkerte hverandres lys - et scenario ingen kunne ta på alvor.

Det var ikke før oppdagelsen av Edwin Hubble, i 1929, at universet utvider at en oppløsning til Olbers 'paradoks presenterte seg. Det er nå kjent at det observerbare universet utvides med en hastighet som øker med avstand, og når vi ser bakover i tid, kommer vi til et punkt med lite volum og enorm tetthet. Dette gir to grunner til at himmelen er mørk. Den første, og viktigste årsaken, er at universet har en begrenset alder, så det ikke hadde vært tid til lyset fra stjerner utenfor en viss avstand nå oss. En annen grunn er at utvidelsen av universet resulterer i et Doppler-skifte i lyset fra stjerner som øker med avstand; over en viss avstand, ville alt lyset bli forskjøvet utover det synlige spekteret, noe som gjør stjernene usynlige.