پارادوکس اولبرس؛ چرا آسمان شب تاریک است؟

به گزارش سیتنا، مردم از مدت‌ها پیش این پرسش را مطرح کرده‌اند که چرا فضا با وجود پر بودن از ستارگان، تاریک است؛ پرسشی که نام ویژه‌ای گرفته است: پارادوکس اولبرس. ستاره‌شناسان تخمین می‌زنند که حدود ۲۰۰ میلیارد تریلیون ستاره در جهان قابل مشاهده وجود دارد و بسیاری از آن‌ها به روشنایی یا حتی روشن‌تر از خورشید ما هستند. پس چرا فضا پر از نور خیره‌کننده نیست؟

برایان جکسون، ستاره‌شناس و استاد دانشگاه ایالتی بویز، در این باره توضیح می‌دهد: «شما ممکن است حدس بزنید دلیل این است که بسیاری از ستارگان جهان بسیار دور از زمین هستند. البته درست است که هرچه ستاره دورتر باشد، کم‌نورتر به نظر می‌رسد. ستاره‌ای که ۱۰ برابر دورتر است، ۱۰۰ برابر کم‌نورتر دیده می‌شود. اما معلوم می‌شود که این تمام پاسخ نیست.»

تصور یک حباب

برای لحظه‌ای تصور کنید که جهان آنقدر قدیمی است که نور حتی دورترین ستارگان نیز زمان رسیدن به زمین را داشته است. در این سناریوی خیالی، همه ستارگان جهان اصلاً حرکت نمی‌کنند.

یک حباب بزرگ را با زمین در مرکز آن تصور کنید. اگر قطر حباب حدود ۱۰ سال نوری باشد، حدود دوازده ستاره در آن وجود دارد. اگر حباب را به ۱٬۰۰۰ سال نوری، سپس به یک میلیون سال نوری و سپس به یک میلیارد سال نوری بزرگ کنید، دورترین ستارگان حباب حتی کم‌نورتر به نظر می‌رسند. اما ستارگان بیشتر و بیشتری درون حباب بزرگ‌تر وجود خواهند داشت که همگی نور ساطع می‌کنند. حتی اگر دورترین ستارگان کم‌نورتر و کم‌نورتر به نظر برسند، تعداد آن‌ها بسیار بیشتر خواهد بود و کل آسمان شب باید بسیار روشن به نظر برسد.

سن جهان مهم است

در تصویر حباب خیالی، از شما خواسته شد تصور کنید که ستارگان حرکت نمی‌کنند و جهان بسیار قدیمی است. اما جهان «تنها» حدود ۱۳ میلیارد سال سن دارد. حتی اگر این مدت از نظر انسانی زمان فوق‌العاده طولانی باشد، از نظر نجومی کوتاه است. اینقدر کوتاه است که نور ستارگان دورتر از حدود ۱۳ میلیارد سال نوری هنوز واقعاً به زمین نرسیده است. بنابراین، حباب واقعی اطراف زمین که شامل تمام ستارگانی است که می‌توانیم ببینیم، تنها تا حدود ۱۳ میلیارد سال نوری از زمین گسترش می‌یابد.

به سادگی ستارگان کافی در این حباب وجود ندارند که هر خط دید را پر کنند. البته اگر در برخی جهت‌های آسمان نگاه کنید، می‌توانید ستاره ببینید. اگر به بخش‌های دیگر آسمان نگاه کنید، هیچ ستاره‌ای نمی‌بینید. و این به این دلیل است که در آن نقاط تاریک، ستارگانی که می‌توانستند خط دید شما را مسدود کنند، آنقدر دور هستند که نورشان هنوز به زمین نرسیده است. با گذشت زمان، نور این ستارگان دورتر و دورتر زمان رسیدن به ما را خواهد داشت.

انتقال دوپلر و پارادوکس اولبرس

ممکن است بپرسید آیا آسمان شب در نهایت کاملاً روشن خواهد شد؟ اما این مرا به چیز دیگری بازمی‌گرداند که از شما خواستم تصور کنید: اینکه همه ستارگان حرکت نمی‌کنند. جهان در واقع در حال انبساط است و دورترین کهکشان‌ها با سرعتی نزدیک به سرعت نور از زمین دور می‌شوند.

از آنجا که کهکشان‌ها با چنین سرعتی دور می‌شوند، نور ستارگان آن‌ها به رنگ‌هایی انتقال می‌یابد که چشم انسان نمی‌تواند ببیند. این اثر انتقال دوپلر نامیده می‌شود. بنابراین، حتی اگر زمان کافی برای رسیدن به شما را داشت، همچنان نمی‌توانستید نور دورترین ستارگان را با چشمان خود ببینید. و آسمان شب کاملاً روشن نمی‌شد.

اگر حتی بیشتر صبر کنید، در نهایت همه ستارگان خاموش می‌شوند. ستارگانی مانند خورشید تنها حدود ۱۰ میلیارد سال دوام می‌آورند. ستاره‌شناسان فرض می‌کنند که در آینده دور — هزار تریلیون سال از حالا — جهان تاریک خواهد شد و تنها بقایای ستاره‌ای مانند کوتوله‌های سفید و سیاه‌چاله‌ها در آن ساکن خواهند بود.

با وجود اینکه آسمان شب ما کاملاً پر از ستاره نیست، ما در زمان بسیار ویژه‌ای از زندگی جهان زندگی می‌کنیم، زمانی که به اندازه کافی خوش‌شانس هستیم که از آسمان شب غنی و پیچیده، پر از نور و تاریکی، لذت ببریم.

خط پایانی: پارادوکس اولبرس می‌پرسد چرا فضا تاریک است اگر جهان پر از ستاره است. پاسخ این است که هنوز تمام نور ستارگان دور به ما نرسیده است. به علاوه، جهان در حال انبساط است، بنابراین نور ستارگان به سرخ منتقل می‌شود و به رنگ‌هایی می‌رسد که چشم انسان نمی‌تواند ببیند.

انتهای پیام