Även om rymden är fylld av stjärnor, är den själv mörk. Men varför? Denna till synes enkla fråga är faktiskt så komplex att den till och med fick ett speciellt namn – Olbers paradox. Döm själv – enligt astronomer finns det cirka 200 miljarder biljoner stjärnor i det observerbara universum. Många är lika ljusa som vår sol, men många fler stjärnor lyser mycket starkare. Så varför är då inte rymden fylld med bländande ljus? Astronomer tror med rätta att svaret kan ligga på avstånd – många av stjärnorna vi observerar är väldigt långt från jorden. Och ju längre bort en stjärna är, desto mindre ljus ser den ut. Men detta är bara en del av ett pussel för vilket olika lösningar har föreslagits genom århundradena. Nu, med hjälp av rymdteleskopet James Webb, föreslår forskare en ny lösning på den berömda paradoxen.
Det är mörkt i rymden. Men astronomer har inte kunnat förstå varför i flera århundraden. Bild: miro.medium.com
Innehåll
- 1 Olbers paradox
- 2 På jakt efter ett svar
- 3 «New Horizons»
- 4 Hur mycket ljus finns det i universum och hur tar man reda på det?
Olbers paradox
Olbers paradox är uppkallad efter Heinrich Wilhelm Olbers, den tyska astronomen som gjorde den populär på 1800-talet. Faktum är att denna paradox först diskuterades av tidigare tänkare, inklusive Thomas Digges, Johannes Kepler, Edmond Halley och Jean-Philippe de Chaize. De undrade alla varför natthimlen inte är lika ljus som daghimlen, med tanke på antagandet att universum är oändligt och fullt av stjärnor.
För att förstå Olbers paradox, låt oss föreställa oss en enkel analogi. Anta att du är i ett stängt rum utan fönster eller dörrar, och du har en elektrisk glödlampa i handen. Om du slår på den blir rummet ljust. Anta nu att du i din andra hand har en annan glödlampa, som du också tänder, vilket gör rummet ännu ljusare, eftersom det finns fler ljuskällor.
Om rymden är full av stjärnor, varför är det mörkt? Bild: www.syfy.com
Det visar sig att om man lägger till fler och fler glödlampor i ett rum så blir det så småningom så ljust att det blir svårt att se någonting. Detta händer eftersom ljuset från alla glödlampor fyller varje hörn av rummet, vilket betyder att det helt enkelt inte finns mer plats för mörker i det.
Se till att prenumerera på vår kanal i Yandex.Zen – artiklar publiceras regelbundet där som inte finns på webbplatsen!
Låt oss nu tillämpa denna analogi på natthimlen. Om universum är oändligt och fullt av stjärnor, borde det finnas en stjärna åt alla håll, oavsett hur långt bort de är. Ljuset från dessa stjärnor måste så småningom nå oss, även om det tar väldigt lång tid. Natthimlen ska vara lika ljus som daghimlen, eller till och med ljusare. Men varför är det inte så i verkligheten?
Att hitta svaret
Svaret kan tyckas självklart: stjärnorna är för långt borta, och de är också för svaga för att kunna observeras med det blotta ögat. Men detta är en otillfredsställande förklaring – även om stjärnorna är väldigt långt borta, och ljuset från dem är väldigt svagt, bör deras antal kompensera för både avstånd och ljusstyrka.
Svaret på varför rymden är mörk är fortfarande okänt. Bild: mediaproxy.salon.com
Om du till exempel tittar på en avlägsen bergskedja kommer du inte att kunna se varenda träd eller sten på den, men vi kommer att se deras form och färg . På samma sätt, när man tittar på en avlägsen galax, kommer det att vara omöjligt att se varje stjärna och planet, till skillnad från formen på galaxen och dess färg.
Läs också: Varför är yttre rymden inte så mörk som vi tror ?
Läs också: Varför är yttre rymden inte så mörk som vi tror?
p>
Därför, om det finns tillräckligt med stjärnor på himlen i alla riktningar, bör deras kombinerade ljus göra natthimlen ljus. Men i verkligheten räcker inte denna ljusstyrka igen. Även om vi antar att universum är homogent och statiskt, skulle vi behöva cirka 10 solar i varje riktning för att få den «önskade» resultat.
Dessutom är universum heterogent – det har regioner med olika densitet och temperaturer. En del av ljuset som kommer från stjärnor kan blockeras eller sprids av damm, gas och andra föremål i rymden. Dessutom är universum inte statiskt. Tvärtom, den är dynamisk och utvecklas.
Det betyder att stjärnor inte är eviga, och några av dem har försvunnit för länge sedan, vilket minskar deras bidrag till natthimlens ljusstyrka.
Universum expanderar i en accelererande hastighet. Bild: content.api.news
Som du kan se kan det finnas andra faktorer eller fenomen som påverkar natthimlens utseende, och Olbers paradox är inte bara en kuriosa eller ett mysterium. I själva verket är det ett fönster in i universums natur och dess historia, som utmanar allt vi vet om kosmos.
Du kanske är intresserad av: Nytt värde på Hubble-konstanten: varför är universum expanderar i en accelererande takt?
«New Horizons»
För fyra år sedan fick astronomer en fantastisk inblick i en ny typ av vetenskaplig forskning de kunde göra: de skulle äntligen kunna fastställa närvaron (eller frånvaron) avkosmisk optisk bakgrund— summan av strålning i optiska våglängder som härrör från objekt utanför Vintergatan under hela universums historia.
År 2022 analyserade astrofysiker vid Rochester Institute of Technology hundratals bilder av bakgrundsljus tagna av Long Range Reconnaissance Instrument (LORRI) av rymdsonden New Horizons. (New Horizons). Resultaten, publicerade i The Astrophysical Journal, bekräftade att rymdfarkosten observerar mycket mer ljus än den borde.
NASAs rymdfarkost «New Horizons» studerar universums ljusstyrka. Bild: media-ecn.s3.amazonaws.com
Det är också intressant att en annan grupp forskare från olika forskningsinstitut och observatorier tidigare kommit fram till liknande resultat. De använde också data från LORRI-enheten, men fokuserade på enstaka bilder. Sammantaget betyder dessa resultat att det måste finnas strålningskällor okända för ossi universum, och rymden bortom Vintergatan är mycket ljusare än trott.
Missa inte : New Horizons fick nya uppgifter om bildningen av planeter
Hur mycket ljus finns det i universum och hur får man reda på det?
Så om summan av allt detta ljus, det vill säga den kosmiska optiska bakgrunden, matchar ljuset som förutspås komma från galaxer och deras svarta hål, då kan vi bekräfta den aktuella bilden av universum. Men om så inte är fallet och rymden inte är helt mörk, så finns det något i universum som vi inte har någon aning om.
Situationen blev dock ännu mer förvirrande efter publiceringen av resultaten från en ny studie, som finns på ArXiv preprint-server (det betyder att arbetet inte har granskats av fackmän). Den nya upptäckten motbevisar tidigare studier som antydde att det fanns en “kosmisk optisk bakgrund” ovanpå ljuset från kända galaxer.
Den djupaste bilden av galaxer på natthimlen tagen av NASA med James Webb Space Telescope (JWST). Bild: bigthink.com
Du kanske är intresserad av: Hur mycket materia finns det egentligen i universum?
Teoretiskt sett är den enda “kosmiska optiska bakgrunden” som borde finnas i universum ljuset som sänds ut av stjärnor, vilket borde begränsas till galaxer och större materiaklumpar, plus lite extra reflekterat ljus inifrån samma strukturer. Men från jorden och till och med från rymden inom vårt solsystem kan vi inte göra dessa mätningar – det finns för mycket «spritt ljus» från vår stjärna, studsar av små partiklar i interplanetariskt rymden för att avslöja verkligt mörker.
I utrymmet mellan dessa galaxer finns det många oskiljbara svaga galaxer som bidrar till den kosmiska optiska bakgrunden. Att kvantifiera denna bakgrund på alla våglängder är avgörande för att säkerställa att vår kosmologiska modell exakt återspeglar verkligheten, säger astronomer.
Forskare har redan genomfört en extraordinär inventering av svaga galaxer på ett brett spektrum av avstånd, med hjälp av kraftfulla högupplösta djupundersökningstekniker från observatorier som James Webb-teleskopet och Hubble, och med lägre upplösningstekniker för bredbild från teleskop som t.ex. Sloan Digital Sky Survey, Gaia och Euclid. Men alla dessa teleskop har en betydande nackdel: de är inte placerade tillräckligt långt från solen.
Varifrån kommer ljuset i universum? Bild: i.gzn.jp/img
Som ett resultat finns det en risk att ströljus, från både Vintergatan och zodiakaldamm, förorenar dessa observatorier. För att utforska det interstellära rymdens djup måste vi eliminera dessa källor till, i brist på en bättre term, «ljusföroreningar».
Visste du att rymdteleskopet James Webb fångade ljuset från de allra första galaxerna i universum? Detaljer här, missa inte det!
Det enda verkliga alternativet, enligt astronomer, är alltså att flyga väldigt, väldigt långt, över stora avstånd, där densiteten av interplanetära dammpartiklar är extremt låg. Det visar sig att även om stjärnor, galaxer och Vintergatan är en välbekant syn på natthimlen, är det som händer bortom det ett mysterium, och Olbers paradox har fortfarande ingen lösning.