في بعض الأحيان ، تثير أبسط الأسئلة والإجابات عنها رؤى عميقة. من بين الأسئلة المرسلة إلى قسمنا ، كان هناك العديد من الأسئلة الرائعة والمثيرة للاهتمام ، ولكن هذا الأسبوع ، القارئ ، الذي
يسأل عن هاوية الفضاء العميق ، يتلقى شرف تلقي إجابة:
هل يمكن أن يكون الكون الذي نراه في الليل أسود ، لأن الإنسان قادر على الرؤية ليس بعيدًا جدًا؟
وبعبارة أخرى ، لماذا السماء مظلمة للغاية وخالية من الضوء؟
إذا فكرت في الأمر ، فهذا لا معنى له. في الواقع ، غلافنا الجوي شفاف ، يسمح لنا بالنظر في أعماق الفضاء عندما تقع الشمس على الجانب الآخر من عالمنا. نظرًا لموقعنا في المجرة ، فإن جزءًا فقط من الكون مخفي عنا بغاز المجرة والغبار ، مما يحجب ضوء الأجزاء المركزية من درب التبانة. ولكن إذا كنا نعيش في كون لا نهائي حقًا ، فعندئذ في أي اتجاه للعرض من خلال مسافة كبيرة بما فيه الكفاية ، فإننا بالتأكيد سنصل إلى نقطة مضيئة من الضوء.
بالطبع ، يمكننا النظر في أعمق أعماق الفضاء ، حيث لا يمكنك رؤية النجوم أو المجرات ، أو بالعين المجردة ، أو من خلال التلسكوبات العادية - يمكننا إجبار التلسكوب عليها. هابل للنظر في هذه النقاط لساعات وأيام. بعد ذلك ، نجد أن الكون مليء بالنجوم والمجرات. الملايين والمليارات وعشرات المليارات من السنين ، ينتقل الضوء عبر الكون ويصل إلى معداتنا. قد يستغرق جمع ما يكفي من الفوتونات من هذه المسافة الضخمة بعض الوقت ، ولكن بما أن الجزء المرئي من الكون يحتوي على ما لا يقل عن 170 مليار مجرة ، فقد يتساءل المرء عما إذا كان عددها غير محدود.
من حيث المبدأ ، هذا ممكن ، لكن الكمية المرئية لنا لا يمكن أن تكون بلا حدود فقط. في القرن التاسع عشر ، أدرك
هاينريش فيلهلم أولبرز أنه إذا كان الكون لا نهائيًا وكان هناك عدد لا نهائي من النجوم ، فعاجلاً أم عاجلاً ، أينما نظرت ، فإن نظراتك ستتعثر على سطح نجم. لن ترى المجرات كما نراها ، لأنها تتكون بشكل أساسي من الفراغ. سترى كل هذه النجوم ، بالإضافة إلى كل النجوم في المجرات خلفها ، بالإضافة إلى النجوم البعيدة ، إلخ. امش في خط مستقيم بمليارات ، تريليونات ، كوادريليون سنة ضوئية - عاجلاً أم آجلاً ستصطدم بنجم.
رياضيات بسيطة: إذا أخذت مساحة غير محدودة بكثافة محدودة غير صفرية للمادة ، ثم تنظر من أي مكان في أي اتجاه ، فسوف تتعثر عاجلاً أم آجلاً على هذه المادة على مسافة محدودة. إذا كانت المساحة مليئة بالنجوم ، وإن كان ذلك نادرًا ، ولكن بلا نهاية ، وبنفس الكثافة ، فستتعثر على نجم أينما نظرت. ولتجنب ذلك ، لن ينجح التخلص من كل شيء على ضوء امتصاص الغبار.
النظرية الرياضية ، التي تنص على أن ضوء النجوم من جميع الاتجاهات يصل إلى موقعك عاجلاً أو آجلاً ، ينطبق على جميع أجزاء الفضاء ، بما في ذلك الغبار. بمرور الوقت ، سوف يسخن هذا الغبار بحيث يبدأ في التوهج أيضًا. إذا كان هذا هو كوننا - ثابت ، لانهائي ، مع نجوم مضيئة بشكل لا نهائي - فإن سماء الليل ستكون مشرقة إلى الأبد.
ما الذي ينقذنا؟ إذا كنت تريد - صدق أو لا تصدق - لكنها الانفجار الكبير! حقيقة أن الكون غير موجود إلى الأبد ، وبالتالي يمكننا فقط رؤية النجوم والمجرات الواقعة على مسافة محدودة منا - وتلقي كمية محدودة من الضوء والطاقة منها - يفسر سبب عدم وجود عدد كبير من النجوم في سماء الليل لدينا . بالطبع ، هناك نقاط كافية من الضوء منتشرة في جميع أنحاء الكون. لكن الكمية التي نراها محدودة بسرعة الضوء والفيزياء للكون المتوسع بالطبع. على الأرجح ، الكون أكبر بكثير ، هناك المزيد من النجوم والمجرات فيه بعيدًا عن أعيننا ، لكنهم لا يستطيعون إضاءة سماءنا ، حيث لم يمر وقت كاف منذ الانفجار الكبير حتى يصل ضوءهم إلينا. قد يكون الكون لانهائيًا ، لكن لا يمكننا رؤية سوى الضوء الذي سافر 13.8 مليار سنة - وهو الوقت الذي انقضى منذ الانفجار العظيم.
يمكنك أن تقول "انتظر دقيقة" ، "الانفجار العظيم يقول أنه في الماضي كان الكون أكثر حرارة وكثافة ، لذا يجب علينا اليوم رؤية كل إشعاع هذه الحالة في جميع الاتجاهات!" وكان هذا كذلك قبل ظهور النجوم والمجرات الأولى. منذ 13.8 مليار سنة ، كان الكون حارًا جدًا لدرجة أن الذرات المحايدة لا يمكن أن تنشأ فيه. وعندما تتشكل الذرات المحايدة ، يمكن للضوء أن يسافر بحرية في خطوط مستقيمة ، ويجب أن يصل اليوم إلى أعيننا باستمرار ومن جميع الاتجاهات.
حوالي 1 ٪ من إحصائيات التلفزيون هي CMBونرى هذا الضوء بالفعل ونقبله ، في كل مرة نشغل فيها التلفزيون التناظري القديم على القناة الثالثة. يأتي "الثلج" الذي تراه من مصادر مختلفة - البث الإذاعي البشري ، والشمس ، والثقوب السوداء ، وجميع أنواع الظواهر الفيزيائية الفلكية الأخرى. لكن حوالي 1 ٪ منه يأتي من التوهج المتبقي للانفجار الكبير: من الإشعاع المتراكم. إذا استطعنا النظر في أجزاء الموجات الدقيقة والموجات اللاسلكية من الطيف بدلاً من الجزء المرئي ، فسنرى سماء الليل بنفس السطوع تقريبًا ، بدون مناطق مظلمة.
إنه مزيج من حقيقتين:
1. الكون موجود لوقت محدود ،
2. يمكننا رؤية الضوء فقط في الجزء المرئي من الطيف ،
يجعل سماء الليل مظلمة. السبب الوحيد الذي نراه في سماء الليل بالضبط هو ما نراه بالضبط لأن ضوء شمسنا على قطعة من عدة آلاف من الكلفن ، وهذا هو السبب في أننا نرى كل هذا: النجوم والمجرات والأشياء التي تعكس ضوء الشمس. إذا استطعنا رؤية العديد من وحدات كلفن في المناطق الطيفية ، فستكون سماء الليل بأكملها مشرقة بالنسبة لنا. بمعنى ما ، كانت قيود حواسنا هي التي دفعتنا إلى دراسة الكون!