Selvom rummet er fyldt med stjerner, er det selv mørkt. Men hvorfor? Dette tilsyneladende simple spørgsmål er faktisk så komplekst, at det endda fik et særligt navn – Olbers' paradoks. Døm selv – ifølge astronomer er der omkring 200 milliarder billioner stjerner i det observerbare univers. Mange er lige så klare som vores sol, men mange flere stjerner skinner meget klarere. Så hvorfor er rummet så ikke fyldt med blændende lys? Astronomer mener med rette, at svaret kan ligge i afstand – mange af de stjerner, vi observerer, er meget langt fra Jorden. Og jo længere væk en stjerne er, jo mindre lysstyrke ser den ud. Men dette er kun en del af et puslespil, som der er blevet foreslået forskellige løsninger på gennem århundreder. Nu, med hjælp fra James Webb Space Telescope, foreslår forskere en ny løsning på det berømte paradoks.
Det er mørkt i rummet. Imidlertid har astronomer ikke været i stand til at forstå hvorfor i flere århundreder. Billede: miro.medium.com
Indhold
- 1 Olbers' paradoks
- 2 På jagt efter et svar
- 3 «New Horizons»
- 4 Hvor meget lys er der i universet, og hvordan finder man ud af det?
Olbers' paradoks
Olbers' Paradox er opkaldt efter Heinrich Wilhelm Olbers, den tyske astronom, der gjorde det populært i det 19. århundrede. Faktisk blev dette paradoks først diskuteret af tidligere tænkere, herunder Thomas Digges, Johannes Kepler, Edmond Halley og Jean-Philippe de Chaize. De undrede sig alle over, hvorfor nattehimlen ikke er så lys som daghimlen, givet den antagelse, at universet er uendeligt og fuld af stjerner.
For at forstå Olbers' paradoks, lad os forestille os en simpel analogi. Antag, at du er i et lukket rum uden vinduer eller døre, og du har en el-pære i hånden. Hvis du tænder for det, bliver rummet lyst. Antag nu, at du i din anden hånd har en anden pære, som du også tænder, hvilket vil gøre rummet endnu lysere, da der er flere lyskilder.
Hvis rummet er fyldt med stjerner, hvorfor er det så mørkt? Billede: www.syfy.com
Det viser sig, at hvis du tilføjer flere og flere pærer til et rum, vil det til sidst blive så lyst, at det bliver svært at se noget. Dette sker, fordi lyset fra alle pærerne fylder hvert hjørne af rummet, hvilket betyder, at der simpelthen ikke er mere plads til mørke i det.
Sørg for at abonnere på vores kanal i Yandex.Zen – artikler er jævnligt offentliggjort der, som ikke er på hjemmesiden!
Lad os nu anvende denne analogi på nattehimlen. Hvis universet er uendeligt og fyldt med stjerner, så burde der være en stjerne i alle retninger, uanset hvor langt væk de er. Lyset fra disse stjerner skal til sidst nå os, selvom det tager meget lang tid. Nattehimlen skal være lige så lys som daghimlen eller endnu lysere. Men hvorfor er det ikke sådan i virkeligheden?
At finde svaret
Svaret kan virke indlysende: Stjernerne er for langt væk, og de er også for svage til at kunne observeres med det blotte øje. Men det er en utilfredsstillende forklaring – selvom stjernerne er meget langt væk, og lyset fra dem er meget svagt, bør deres antal kompensere for både afstand og lysstyrke.
Svaret på, hvorfor rummet er mørkt, er stadig ukendt. Billede: mediaproxy.salon.com
Hvis du for eksempel ser på en fjern bjergkæde, vil du ikke kunne se hvert eneste træ eller sten på det, men vi vil se deres form og farve . Ligeledes, når man ser på en fjern galakse, vil det være umuligt at se hver eneste stjerne og planet, i modsætning til galaksens form og dens farve.
Læs også: Hvorfor er det ydre rum ikke så mørkt, som vi tror ?
Læs også: Hvorfor er det ydre rum ikke så mørkt, som vi tror?
p>
Derfor, hvis der er nok stjerner på himlen i alle retninger, bør deres kombinerede lys gøre nattehimlen lys. Men i virkeligheden er denne lysstyrke igen ikke nok. Selvom vi antager, at universet er homogent og statisk, ville vi have brug for omkring 10 sole i hver retning for at få den «ønskede» resultat.
Desuden er universet heterogent – det har regioner med forskellige tætheder og temperaturer. Noget af det lys, der kommer fra stjerner, kan blive blokeret eller spredt af støv, gas og andre genstande i rummet. Desuden er universet ikke statisk. Tværtimod er det dynamisk og udviklende.
Det betyder, at stjerner ikke er evige, og nogle af dem er for længst forsvundet, hvilket reducerer deres bidrag til nattehimlens lysstyrke.
Universet udvider sig med en accelererende hastighed. Billede: content.api.news
Som du kan se, kan der være andre faktorer eller fænomener, der påvirker nattehimlens udseende, og Olbers paradoks er ikke kun en kuriosum eller et mysterium. Faktisk er det et vindue ind i universets natur og dets historie, som udfordrer alt, hvad vi ved om kosmos.
Du kan være interesseret i: Ny værdi af Hubble-konstanten: hvorfor er universet ekspanderer med en accelererende hastighed?
«New Horizons»
For fire år siden fik astronomer et fantastisk indblik i en ny type videnskabelig forskning, de kunne udføre: De ville endelig være i stand til at bestemme tilstedeværelsen (eller fraværet) afkosmisk optisk baggrund— summen af stråling i optiske bølgelængder, der stammer fra objekter placeret uden for Mælkevejen over hele universets historie.
I 2022 analyserede astrofysikere ved Rochester Institute of Technology hundredvis af billeder af baggrundslys taget af Long Range Reconnaissance Instrument (LORRI) af New Horizons-rumsonden. (New Horizons). Resultaterne, offentliggjort i The Astrophysical Journal, bekræftede, at rumfartøjet observerer meget mere lys, end det burde.
NASA rumfartøj «New Horizons» studerer universets lysstyrke. Billede: media-ecn.s3.amazonaws.com
Det er også interessant, at en anden gruppe videnskabsmænd fra forskellige forskningsinstitutter og observatorier tidligere var nået frem til lignende resultater. De brugte også data fra LORRI-enheden, men fokuserede på enkelte billeder. Tilsammen betyder disse resultater, at der må være strålingskilder ukendte for osi universet, og rummet uden for Mælkevejen er meget lysere end antaget.
Gå ikke glip af det. : New Horizons modtog nye data om dannelsen af planeter
Hvor meget lys er der i universet, og hvordan finder man ud af det?
Så hvis summen af alt dette lys, det vil sige den kosmiske optiske baggrund, matcher det lys, der forudsiges at komme fra galakser og deres sorte huller, så kan vi bekræfte det aktuelle billede af universet. Men hvis dette ikke er tilfældet, og det dybe rum ikke er helt mørkt, så er der noget i universet, som vi ikke aner.
Situationen blev dog endnu mere forvirrende efter offentliggørelsen af resultaterne af en ny undersøgelse, som kan findes på ArXiv preprint-serveren (det betyder, at værket ikke er blevet peer reviewed). Den nye opdagelse afviser tidligere undersøgelser, der antydede, at der var en “kosmisk optisk baggrund” oven på lyset fra kendte galakser.
Det dybeste billede af galakser på nattehimlen taget af NASA ved hjælp af James Webb Space Telescope (JWST). Billede: bigthink.com
Du er måske interesseret i: Hvor meget stof er der egentlig i universet?
Teoretisk set er den eneste “kosmiske optiske baggrund”, der burde være til stede i universet, lyset udsendt af stjerner, som skulle være begrænset til galakser og større klumper af stof plus lidt ekstra reflekteret lys fra de samme strukturer. Men fra Jorden og endda fra rummet i vores solsystem kan vi ikke foretage disse målinger – der er for meget «spredt lys» fra vores stjerne, der hopper af små partikler i det interplanetariske rum for at afsløre ægte mørke.
I rummet mellem disse galakser er der mange utydelige, svage galakser, der bidrager til den kosmiske optiske baggrund. At kvantificere denne baggrund på alle bølgelængder er afgørende for at sikre, at vores kosmologiske model nøjagtigt afspejler virkeligheden, siger astronomer.
Forskere har allerede foretaget en ekstraordinær optælling af svage galakser på en lang række afstande, ved at bruge kraftfulde højopløselige dyb-undersøgelsesteknikker fra observatorier som James Webb-teleskopet og Hubble, og ved at bruge lavere opløsnings-wide-view-teknikker fra teleskoper som f.eks. Sloan Digital Sky Survey, Gaia og Euclid. Men alle disse teleskoper har en betydelig ulempe: de er ikke placeret langt nok fra Solen.
Hvor kommer lyset fra i universet? Billede: i.gzn.jp/img
Som følge heraf er der en risiko for, at vildfarent lys, fra både Mælkevejen og dyrekredsstøv, forurener disse observatorier. For at udforske det interstellare rums dybder er vi nødt til at eliminere disse kilder til, i mangel af et bedre udtryk, «lysforurening».
Vidste du, at James Webb-rumteleskopet fangede lyset fra de allerførste galakser i universet? Detaljer her, gå ikke glip af det!
Den eneste rigtige mulighed, ifølge astronomer, er således at flyve meget, meget langt over store afstande, hvor tætheden af interplanetariske støvpartikler er ekstremt lav. Det viser sig, at selvom stjerner, galakser og Mælkevejen er et velkendt syn på nattehimlen, er det et mysterium, hvad der sker ud over det, og Olbers' paradoks har stadig ingen løsning.