Γιατί ο νυχτερινός ουρανός είναι σκοτεινός παρά τα εκατομμύρια αστέρια;

To σύμπαν είναι μόνο περίπου 13 δισεκατομμυρίων ετών. Παρόλο που αυτός είναι ένας εκπληκτικά μεγάλος χρόνος από ανθρώπινη άποψη, είναι μικρός σε αστρονομικούς όρους. Είναι αρκετά σύντομο ώστε το φως από αστέρια που είναι πιο μακρινά από περίπου 13 δισεκατομμύρια έτη φωτός δεν έχει φτάσει ακόμη στη Γη.

Το διάχυτο σκοτάδι του νυχτερινού ουρανού, παρά το γεγονός ότι είναι γεμάτο με εκατομμύρια αστέρια, είναι ένα μυστήριο που γοητεύει τους αστρονόμους εδώ και αιώνες. 

Αυτό το αίνιγμα, γνωστό ως Παράδοξο του Όλμπερς, προκύπτει από την αντίφαση μεταξύ της προσδοκίας ότι το σύμπαν θα πρέπει να φωτίζεται έντονα από τα πολυάριθμα αστέρια και το παρατηρούμενο σκοτάδι. Σε αυτό το φαινόμενο συμβάλλουν αρκετοί παράγοντες. 

Το παράδοξο του Όλμπερς 

Το παράδοξο Olbers διερωτάται γιατί, αν το σύμπαν είναι άπειρο και ομοιόμορφα γεμάτο με αστέρια, ο νυχτερινός ουρανός δεν είναι τόσο φωτεινός όσο ο Ήλιος. 

Η λύση σε αυτό το παράδοξο βρίσκεται στην κατανόηση της φύσης του σύμπαντος και των φυσικών νόμων που το διέπουν. 

Βασικοί Παράγοντες που Συμβάλλουν στο Σκοτάδι 

1. Ηλικία και μέγεθος του Σύμπαντος - Το σύμπαν είναι περίπου 13,8 δισεκατομμυρίων ετών. Αν και τεράστια, αυτή η ηλικία σημαίνει ότι μπορούμε να παρατηρήσουμε μόνο ένα μέρος της. Το φως από αστέρια που απέχουν μακρύτερα από 13,8 δισεκατομμύρια έτη φωτός δεν πρόλαβε να φτάσει σε εμάς, περιορίζοντας το παρατηρήσιμο σύμπαν. 

2. Διαστολή του Σύμπαντος - Το σύμπαν διαστέλλεται, αναγκάζοντας τους γαλαξίες να απομακρύνονται ο ένας από τον άλλο. Αυτή η διαστολή έχει ως αποτέλεσμα μια μετατόπιση προς το κόκκινο, όπου το φως από μακρινά αστέρια μετατοπίζεται προς το κόκκινο άκρο του φάσματος. Όσο πιο μακριά είναι ένα αστέρι, τόσο περισσότερο το φως του μετατοπίζεται στο κόκκινο, και τελικά γίνεται αόρατο στο ανθρώπινο μάτι. 

3. Ένταση και Απόσταση Φωτός - Η ένταση του φωτός μειώνεται με την απόσταση. Ένα αστέρι δέκα φορές πιο μακριά φαίνεται 100 φορές πιο θαμπό. Τα περισσότερα αστέρια είναι τόσο μακρινά που το φως τους είναι εξαιρετικά αδύναμο μέχρι να φτάσει στη Γη. 

4. Πεπερασμένη διάρκεια ζωής των αστεριών - Τα αστέρια έχουν περιορισμένη διάρκεια ζωής. Πολλά αστέρια έχουν ήδη εξαντλήσει τα καύσιμα τους και δεν εκπέμπουν πλέον φως. Επιπλέον, το φως από μερικά αστέρια δεν έχει φτάσει ακόμα σε εμάς λόγω των τεράστιων αποστάσεων τους. 

5. Διανομή αστεριών - Τα αστέρια δεν είναι ομοιόμορφα κατανεμημένα. Υπάρχουν τεράστιες περιοχές του διαστήματος με λίγα ή καθόλου αστέρια, που συμβάλλουν στο συνολικό σκοτάδι. 

Πείραμα Σκέψης: Η Διαστημική Φούσκα

 Φανταστείτε το σύμπαν ως μια σειρά από διαστελλόμενες φυσαλίδες γύρω από τη Γη. Μια μικρή φούσκα μπορεί να περιέχει μερικές δεκάδες αστέρια, ενώ μια μεγαλύτερη φούσκα περιλαμβάνει εκθετικά περισσότερα αστέρια. Ωστόσο, τα αστέρια στην άκρη αυτής της φυσαλίδας φαίνονται αμυδρά λόγω της απόστασής τους. Αυτό το πείραμα σκέψης δείχνει ότι ακόμα κι αν το φως από όλα τα αστέρια έφτανε σε εμάς, η κατανομή και η απόστασή τους θα εξακολουθούσαν να επηρεάζουν τη φωτεινότητα του νυχτερινού ουρανού.

 Φαινόμενο Ντόπλερ

Το φαινόμενο Doppler και η μετατόπιση προς το κόκκινο είναι ζωτικής σημασίας για την εξήγηση του σκοτεινού σύμπαντος. Καθώς το σύμπαν διαστέλλεται, το φως από τους γαλαξίες που υποχωρούν μετατοπίζεται προς το κόκκινο άκρο του φάσματος. Για τους πιο μακρινούς γαλαξίες, αυτή η μετατόπιση μετακινεί το φως τους πέρα ​​από το ορατό φάσμα, καθιστώντας τους αόρατους χωρίς ειδικό εξοπλισμό. Αυτό το φαινόμενο παρέχει επίσης στοιχεία για τη θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης και βοηθά τους αστρονόμους να κατανοήσουν τη δομή μεγάλης κλίμακας του σύμπαντος. 

Το μέλλον των αστεριών και του διαστήματος

 Τα αστέρια, συμπεριλαμβανομένου του Ήλιου μας, έχουν πεπερασμένη διάρκεια ζωής. Ο Ήλιος, για παράδειγμα, βρίσκεται στα μισά της διάρκειας ζωής του, περίπου 10 δισεκατομμυρίων ετών. Όταν τα αστέρια εξαντλούν το πυρηνικό τους καύσιμο, εξελίσσονται σε κόκκινους γίγαντες, λευκούς νάνους ή μαύρες τρύπες, μειώνοντας σημαντικά την παραγωγή φωτός τους. Με τον καιρό, το σύμπαν θα έχει λιγότερα λαμπερά αστέρια, οδηγώντας σε έναν ακόμα πιο σκοτεινό ουρανό.

Συμπέρασμα 

Το σκοτάδι του σύμπαντος, παρά τα αμέτρητα αστέρια, είναι αποτέλεσμα πολλών αλληλένδετων παραγόντων: η πεπερασμένη ηλικία και το μέγεθος του σύμπαντος, η συνεχής διαστολή του, η φθίνουσα ένταση φωτός με την απόσταση, η πεπερασμένη διάρκεια ζωής των αστεριών και η κατανομή των αστεριών. Αυτή η περίπλοκη ισορροπία μεταξύ φωτός και σκότους αποκαλύπτει την πολυπλοκότητα και την απεραντοσύνη του σύμπαντος, αφήνοντάς μας δέος για τα μυστήρια και τη δυναμική του.

 

Chan Baruah/quora.com

 περισσότερα,

https://www.scientificamerican.com/article/why-is-the-sky-dark-even-though-the-universe-is-full-of-stars/#:~:text=But%20the%20universe%20is%20only,t%20actually%20reached%20Earth%20yet.