Parfois, les questions et les réponses les plus simples donnent lieu à des réflexions approfondies. Parmi les questions envoyées à notre section, il y en avait beaucoup de merveilleuses et intéressantes, mais cette semaine le lecteur,
interrogeant sur l'abîme de l'espace profond, reçoit l'honneur de recevoir une réponse:
Le cosmos que nous voyons la nuit peut-il être noir, car une personne peut voir pas très loin?
En d'autres termes, pourquoi le ciel nocturne est-il si sombre et dépourvu de lumière?
Si vous y réfléchissez, cela n'a aucun sens. En effet, notre atmosphère est transparente, elle nous permet de regarder dans les profondeurs de l'espace lorsque le Soleil est situé de l'autre côté de notre monde. En raison de notre emplacement dans la galaxie, seule une partie de l'Univers nous est cachée par le gaz et la poussière galactiques, bloquant la lumière des sections centrales de la Voie lactée. Mais si nous vivions dans un univers vraiment infini, alors dans n'importe quelle direction de vue à travers une distance suffisamment grande, nous tomberions certainement sur un point lumineux.
Bien sûr, nous pouvons regarder dans les profondeurs les plus profondes de l'espace, où vous ne pouvez voir ni les étoiles, ni les galaxies, ni à l'œil nu, ni à travers des télescopes ordinaires - nous pouvons leur forcer le télescope. Hubble pour examiner ces points pendant des heures et des jours. Après cela, nous constatons que l'Univers est en réalité rempli d'étoiles et de galaxies. Des millions, des milliards et des dizaines de milliards d'années, la lumière parcourt l'Univers et atteint nos équipements. Il peut prendre du temps pour collecter suffisamment de photons à une aussi grande distance, mais comme la partie observable de l'Univers contient au moins 170 milliards de galaxies, on peut se demander si leur nombre est infini.
En principe, cela est possible, mais la quantité visible pour nous ne peut pas être infinie seulement. Au 19ème siècle,
Heinrich Wilhelm Olbers s'est rendu compte que si l'Univers était vraiment infini et qu'il y avait une infinité d'étoiles, alors tôt ou tard, où que vous regardiez, votre regard tomberait sur la surface d'une étoile. Vous ne verriez pas les galaxies comme nous les voyons, car elles sont principalement composées de vide. Vous verriez toutes ces étoiles, plus toutes les étoiles dans les galaxies derrière elles, plus des étoiles encore plus éloignées, etc. Marchez en ligne droite des milliards, des trillions, des quadrillions d'années-lumière - tôt ou tard vous rencontrerez une étoile.
Mathématiques simples: si vous prenez un espace infini avec une densité de matière finie non nulle, puis en regardant de n'importe où dans n'importe quelle direction, vous tomberez tôt ou tard sur cette substance à une distance finie. Si le cosmos est rempli d'étoiles, quoique rarement, mais sans fin, et avec la même densité, alors vous rencontrerez une étoile, où que vous regardiez. Et pour éviter cela, tout déversement sur une lumière absorbant la poussière, ne fonctionnera pas.
Le théorème mathématique, affirmant que la lumière des étoiles de toutes les directions atteint tôt ou tard votre position, est applicable à toutes les parties de l'espace, y compris la poussière. Avec le temps, cette poussière se réchauffera et commencera également à briller. S'il s'agissait de notre Univers - statique, infini, avec des étoiles infiniment lumineuses - le ciel nocturne serait à jamais brillant.
Qu'est-ce qui nous sauve? Si vous voulez - croyez-le ou non - mais c'est le Big Bang! Le fait que l'Univers n'existe pas pour toujours, et donc nous ne pouvons voir que des étoiles et des galaxies situées à une distance finie de nous - et en recevoir une quantité finie de lumière et d'énergie - explique pourquoi il n'y a pas un grand nombre d'étoiles dans notre ciel nocturne . Bien sûr, il y a suffisamment de points de lumière dispersés dans tout l'Univers. Mais la quantité que nous voyons est limitée par la vitesse de la lumière et la physique de l'univers en expansion, bien sûr. Très probablement, l'Univers est beaucoup plus grand, il y a plus d'étoiles et de galaxies au-delà de notre vue, mais elles ne peuvent pas éclairer notre ciel, car il n'y a pas eu assez de temps depuis le Big Bang pour que leur lumière nous atteigne. L'univers est peut-être infini, mais nous ne pouvons voir que la lumière qui a parcouru 13,8 milliards d'années - le temps qui s'est écoulé depuis le Big Bang.
"Attendez une minute", pourrait-on dire, "le Big Bang dit que dans le passé l'Univers était plus chaud et plus dense, donc aujourd'hui nous devons voir tous les rayonnements de cet état dans toutes les directions!" Et il en fut ainsi, avant l'apparition des premières étoiles et galaxies; Il y a 13,8 milliards d'années, l'Univers était si chaud que des atomes neutres ne pouvaient pas y apparaître. Et lorsque des atomes neutres se sont formés, la lumière pouvait voyager librement en lignes droites, et aujourd'hui elle devrait atteindre nos yeux constamment et de toutes les directions.
Environ 1% de la statique de la télévision est CMBEt nous voyons et acceptons réellement cette lumière, chaque fois que nous allumons l'ancien téléviseur analogique sur le 3ème canal. La «neige» que vous voyez provient de diverses sources - les émissions radio humaines, le Soleil, les trous noirs et toutes sortes d'autres phénomènes astrophysiques. Mais environ 1% provient de la lueur résiduelle du Big Bang: du rayonnement relique. Si nous pouvions regarder dans les parties micro-ondes et ondes radio du spectre au lieu de la partie visible, nous verrions le ciel nocturne avec approximativement la même luminosité, sans zones sombres.
Il s'agit d'une combinaison de deux faits:
1. L'univers existe pour un temps fini,
2. nous ne pouvons voir la lumière que dans la partie visible du spectre,
rend le ciel nocturne sombre. La seule raison pour laquelle nous voyons dans le ciel nocturne exactement ce que nous voyons est que la lumière de notre soleil se trouve sur une parcelle de plusieurs milliers de Kelvin, nous voyons donc tout cela: des étoiles, des galaxies et des objets qui reflètent la lumière du soleil. Si nous pouvions voir plusieurs unités de Kelvin dans les régions spectrales, tout le ciel nocturne serait brillant pour nous. Dans un sens, ce sont les limitations de nos sens qui nous ont poussés à étudier l'Univers!