Če se vesolje razširi za vedno in če je polno zvezd, zakaj je nočno nebo temno? To je vprašanje, ki so si ga že od antike zastavili filozofi in znanstveniki. Tako kot opazovalec vidi drevesa v vse smeri, ko stoji v gozdu, tako bi se morala vsaka črta vida v neskončnem vesolju končati z utripanjem zvezde. Rezultat bi moral biti nebo, ki se obarva z nebeško svetlobo. Ne samo, da bi moralo biti nočno nebo tako svetlo, če ne celo svetlejše kot podnevi, ampak bi morala toplota iz vseh teh soncev zadoščati, da odplakne Zemljine oceane! Zato bi moral biti zvezdniški prizor, prikazan na presenetljivi sliki, ki je priložena temu članku, videti manjkajoče zvezde v primerjavi s pogledom v Kozmos zgoraj.
Edgar Allen Poe je o tej sestavljanki razmišljal v svojem delu iz leta 1850 z naslovom "Moč besed". Kombinirano osvetlitev, ki jo izžareva nebesna svetloba, je označil za "zlate stene vesolja". Na primer opazovalec v gozdu vidi zaslon dreves, ker se gozd nadaljuje dlje, kot je omejitev ozadja - povprečna razdalja, na kateri drevo prekine vidno črto. Podobno bi morale iz katere koli točke neskončnega Vesolja, napolnjene z zvezdami, zvezde, ki so blizu, prekrivati zvezde, ki so bolj oddaljene, dokler vsak kvadratni centimeter pogleda ni napolnjen s svetlobo oddaljenega Sonca.
Trenutne ocene štejejo število zvezd v vesolju na 70 sektilionov (70.000 milijonov milijonov) na podlagi raziskave iz leta 2003, ki so jo opravili avstralski astronomi. To je desetkratno število peščenih zrn na vseh Zemljinih plažah in puščavah skupaj, vsekakor pa več kot dovolj, da celotno nebo napolnimo z zvezdno svetlobo!
Toda nočno nebo se v luči Vesolja ne preplavi, zato so zgodnji teoretiki ugibali, da so bodisi zvezde omejene po številu bodisi njihova svetloba nekako ni dosegla Zemlje. Ko so odkrili medzvezdni prah, so nekateri pomislili, da je bil najden razlog. Toda izračuni so hitro pokazali, da če prašni delci absorbirajo vso manjkajočo zvezdno svetlobo, potem bi prašni delci sami začeli žareti.
Odgovor so končno pojasnili z implikacijami teorije relativnosti Alberta Einsteina.
Nekje pred desetimi in dvajsetimi milijardami let je vesolje nastalo z dogodkom, imenovanim Big Bang. Zakaj se je zgodilo in kaj pred tem ostaja najgloblje skrivnosti, vendar se zdi, da se to danes v znanstveni skupnosti večini zdi neizpodbitno. Vsa zadeva in energija - v bistvu vse, kar je bilo, je ali je mogoče - je omejeno na koncentrirano, nepredstavljivo gosto stanje. Zanimivo je, da ni bilo tako, kot da bi bilo vse v Vesolju stisnjeno na neko lokacijo, obkroženo s prostorom, polnim ničesar. V resnici je je bil Vesolje - vsa stvar, energija in ves prostor, ki ga zapolnijo. Zunanja velikost je bila nepomembna, saj ni imela zunanje površine; zunaj tega ni bilo nič - to velja še danes.
Nato se je zaradi razlogov, o katerih še vedno razpravlja, to jedro Vesolja začelo širiti z izjemno hitro, kot da je doživelo eksplozijo. Ta širitev ni nikoli prenehala, pravzaprav se sčasoma povečuje! Bolj v bistvu naše razprave je dejstvo, da vesolje se je začelo v končnem trenutku.
Drug pomen teorije relativnosti pomaga razložiti tudi naše temno nočno nebo. Svetloba potuje s končno hitrostjo. Vendar pa se premika tako hitro, da se izrazi v razdalji, ki jo prevozi v enem letu. To je znano kot svetlobno leto in v tem času bo svetloba presegla 9,46 bilijona (9,46 1012) kilometrov ali 5,88 bilijona (5,88 1012) milje.
Prostor in čas sta prepletena. Ne moremo pogledati v vesolje, če tudi ne pogledamo nazaj v čas. Prostora je ogromno in ločitev med zvezdami je ogromna. Na primer, povprečna razdalja med zvezdami je nekaj svetlobnih let. Vendar je to v primerjavi z drugimi dolžinami, ki jih meri astronomija. Razdalja od našega Sonca do središča naše Galaksije je približno 26.000 svetlobnih let ali 260 trilijonov kilometrov! Razdalja od naše Galaksije, Mlečne poti, do naslednje najbližje galaksije, ki se nahaja v ozvezdju Andromede, je več kot 2 milijona svetlobnih let. To pomeni, svetlobo, ki jo vidimo nocoj iz Velike galaksije Andromeda (M31), ki je zapustila Zemljo, ko na tem planetu ni bilo nobenih sodobnih človeških bitij ali Homo Sapiensa, čeprav je bila naša evolucijska roda dobro uveljavljena. Od Zemlje do najbolj oddaljenega predmeta, galaksije, ki jo je opazil vesoljski teleskop Hubble, je približno trinajst milijard svetlobnih let. To galaksijo vidimo tako, kot je izgledala, preden je nastala naša galaksija!
Torej, zato, ker so naša nočna neba črna, razlog, da vesolje ni napolnjeno z zaslepljujočo svetlobo, je to, ker veliko svetlobe zvezd, ki napolnjujejo nebo, še ni imelo časa, da bi dosegli Zemljo - mnogi so tako daleč, da jih preprosto ni mogoče zaznati v tem času. Čeprav je število zvezd v bistvu neskončno, je število zvezd, ki jih lahko vidimo, končno in to ustvarja temne vrzeli na nebu, ki jih vidimo kot prostranstvo vesolja.
Obstaja tudi nekaj drugih dejavnikov, zaradi katerih se zdi, da se prostor ne sveti. Na primer, številne zvezde sčasoma izumrejo ali eksplodirajo, kar odstrani njihov prispevek k količini svetlobe v vesolju. Poleg tega se zvezdna svetloba zmanjša z rdečim premikanjem - pojavom, ki je neposredno povezan s širjenjem Vesolja. Rdeče premikanje je podobno kot Dopplerjev učinek, ker oboje vključuje raztezanje svetlobnih valov.
Dopplerjev učinek opisuje gibanje svetlobnega vira glede na opazovalca. Svetloba predmeta, ki se premika proti opazovalcu, se stisne proti višjim frekvencam ali modrem koncu svetlobnega spektra. Svetloba predmeta, ki se odmika, se raztegne proti spodnjim frekvencam ali rdečemu koncu.
Rdeče premikanje nima nobene zveze z gibanjem svetlobnega vira, temveč z razdaljo, od katere je vir svetlobe od opazovalca. Ker se prostor širi v vse smeri, svetloba iz zelo oddaljenega vira prepotuje vedno večjo razdaljo in širša razdalja sama razteza svetlobne valovne dolžine proti rdečemu. Bolj ko je galaksija bolj oddaljena, daljša je pot, ki jo mora prehoditi svetloba, da doseže Zemljo. Ker se razdalja med galaksijo in Zemljo prav tako nenehno povečuje, se njena svetloba raztegne proti rdečemu koncu spektra. Tako se lahko svetloba iz zelo oddaljenih galaksij iz vidnega spektra rdeče preusmeri v infrardeče svetlobe ali čez to v svet radijskih valov. Zato rdeče premikanje zmanjšuje tudi obseg vidne zvezdne svetlobe, ki doseže Zemljo in zaradi tega se nočno nebo zdi temnejše.
Sliko, predstavljeno s to razpravo, je ustvaril astronom Brad Moore iz njegovega zasebnega observatorija v bližini Melbourna v Avstraliji v začetku letošnjega leta. Ta prizor se nahaja v bližini meglice Great Carinae in je znan kot NGC 3324. Ima tudi skupno ime meglice Keyhole, tako meglica kot meja Eta Carinae se nahajata približno 9000 svetlobnih let od Zemlje v južnem ozvezdju Carina. Sestavljen je iz mladega svetlega gruča zvezd, od katerih nekatere osvetljujejo okoliško meglico, bogato z vodikom in povzročajo, da žare.
Zanimivo je, da se temu reče tudi meglica Gabriela Mistral zaradi svoje čudežne podobnosti čilskega pesnika z Nobelovo nagrado. Poglejte natančno in v meglici lahko vidite njeno silhueto.
Odtenki v tej osupljivi podobi pa niso resnični. Določili so jim, da predstavljajo tudi sestavo gradiva, ki obsega ta pogled. Kisik je predstavljen z rdečo, zelena označuje prisotnost vodika, žvepla pa je prikazano z modrim odtenkom. Ta slika je zahtevala 36-urno osvetlitev z 12,5-palčnim teleskopom Ritchey-Chretien Cassegrain in astronomsko kamero s 3,5 megapikseli.
Imate fotografije, ki jih želite deliti? Objavite jih na astrofotografskem forumu Space Magazine ali jim pošljite e-pošto, morda pa jih bomo našli tudi v Space Magazinu.
Spisal R. Jay GaBany
