Kadang-kadang pertanyaan dan jawaban paling sederhana untuk mereka menimbulkan wawasan yang mendalam. Di antara pertanyaan yang dikirim ke bagian kami, ada banyak pertanyaan yang indah dan menarik, tetapi minggu ini pembaca, yang
bertanya tentang jurang ruang angkasa yang dalam, menerima kehormatan menerima jawaban:
Bisakah kosmos yang kita lihat di malam hari berwarna hitam, karena seseorang mampu melihat tidak terlalu jauh?
Dengan kata lain, mengapa langit malam begitu gelap dan tanpa cahaya?
Jika Anda memikirkannya, ini tidak masuk akal. Memang, atmosfer kita transparan, memungkinkan kita untuk melihat kedalaman ruang ketika Matahari berada di sisi lain dunia kita. Karena lokasi kita di galaksi, hanya sebagian dari Alam Semesta yang tersembunyi dari kita oleh gas dan debu galaksi, menghalangi cahaya bagian-bagian pusat Bimasakti. Tetapi jika kita hidup di alam semesta yang benar-benar tak terbatas, maka ke arah manapun dari pandangan melalui jarak yang cukup besar kita pasti akan menemukan titik terang cahaya.
Tentu saja, kita bisa melihat ke kedalaman ruang terdalam, di mana Anda tidak bisa melihat bintang, galaksi, atau dengan mata telanjang, atau melalui teleskop biasa - kita bisa memaksakan teleskop kepada mereka. Hubble untuk melihat titik-titik tersebut selama berjam-jam dan berhari-hari. Setelah itu, kita menemukan bahwa Semesta sebenarnya dipenuhi dengan bintang dan galaksi. Jutaan, miliaran dan puluhan miliar tahun, cahaya berkelana melintasi Semesta dan mencapai peralatan kita. Mungkin perlu waktu untuk mengumpulkan cukup foton dari jarak yang begitu jauh, tetapi karena bagian yang dapat diamati dari Semesta mengandung setidaknya 170 miliar galaksi, orang mungkin bertanya-tanya apakah jumlahnya tidak terbatas.
Pada prinsipnya, ini mungkin, tetapi kuantitas yang terlihat oleh kita tidak bisa tidak terbatas. Pada abad ke-19,
Heinrich Wilhelm Olbers menyadari bahwa jika Alam Semesta benar-benar tak terbatas dan ada banyak sekali bintang, maka cepat atau lambat, ke mana pun Anda melihat, pandangan Anda akan tersandung pada permukaan bintang. Anda tidak akan melihat galaksi seperti yang kita lihat, karena galaksi-galaksi itu sebagian besar terdiri dari kekosongan. Anda akan melihat semua bintang ini, ditambah semua bintang di galaksi di belakangnya, plus bintang yang lebih jauh, dll. Berjalanlah dalam garis lurus miliaran, triliunan, kuadriliun tahun cahaya - cepat atau lambat Anda akan bertemu bintang.
Matematika sederhana: jika Anda mengambil ruang tanpa batas dengan kepadatan materi yang tidak nol, kemudian melihat dari mana saja ke segala arah, Anda cepat atau lambat akan menemukan zat ini pada jarak terbatas. Jika kosmos dipenuhi dengan bintang, meskipun jarang, tetapi tanpa akhir, dan dengan kepadatan yang sama, maka Anda akan menemukan bintang, di mana pun Anda melihat. Dan untuk menghindari ini, membuang segala sesuatu di atas debu yang menyerap cahaya, tidak akan berhasil.
Teorema matematika, yang menyatakan bahwa cahaya bintang dari segala arah cepat atau lambat mencapai lokasi Anda, berlaku untuk semua bagian ruang, termasuk debu. Seiring waktu, debu ini akan memanas sehingga juga mulai bersinar. Jika ini adalah Semesta kita - statis, tak terbatas, dengan bintang-bintang bercahaya yang tak terhingga - langit malam akan selamanya cerah.
Apa yang menyelamatkan kita? Jika Anda ingin - percaya atau tidak - tetapi itu adalah Big Bang! Fakta bahwa Semesta tidak ada selamanya, dan oleh karena itu kita hanya dapat melihat bintang dan galaksi yang terletak pada jarak yang terbatas dari kita - dan menerima jumlah cahaya dan energi yang terbatas dari mereka - menjelaskan mengapa tidak ada banyak bintang di langit malam kita . Tentu saja, ada cukup banyak titik cahaya yang tersebar di seluruh Semesta. Tetapi jumlah yang kita lihat dibatasi oleh kecepatan cahaya dan fisika alam semesta yang mengembang, tentu saja. Kemungkinan besar, Alam Semesta jauh lebih besar, ada lebih banyak bintang dan galaksi di luar mata kita, tetapi mereka tidak dapat menerangi langit kita, karena belum cukup waktu sejak Big Bang untuk cahaya mereka mencapai kita. Alam semesta mungkin tidak terbatas, tetapi kita hanya dapat melihat cahaya yang telah menempuh 13,8 miliar tahun - waktu yang telah berlalu sejak Big Bang.
"Tunggu sebentar," Anda bisa berdebat, "Big Bang mengatakan bahwa di masa lalu Alam Semesta lebih panas dan lebih padat, jadi hari ini kita harus melihat semua radiasi kondisi ini di segala arah!" Dan ini benar, sebelum bintang dan galaksi pertama muncul; 13,8 miliar tahun yang lalu, Semesta sangat panas sehingga atom-atom netral tidak dapat muncul di dalamnya. Dan ketika atom-atom netral terbentuk, cahayanya dapat bergerak bebas dalam garis lurus, dan hari ini ia akan mencapai mata kita secara konstan dan dari segala arah.
Sekitar 1% statika televisi adalah CMBDan kita benar-benar melihat dan menerima cahaya ini, setiap kali kita menyalakan TV analog lama di saluran ke-3. "Salju" yang Anda lihat berasal dari berbagai sumber - siaran radio manusia, Matahari, lubang hitam, dan segala macam fenomena astrofisika lainnya. Tetapi sekitar 1% darinya berasal dari sisa cahaya Big Bang: dari radiasi peninggalan kembali. Jika kita dapat melihat bagian gelombang mikro dan gelombang radio dari spektrum alih-alih bagian yang terlihat, kita akan melihat langit malam dengan kecerahan yang kira-kira sama, tanpa area gelap.
Ini adalah kombinasi dari dua fakta:
1. Alam semesta ada untuk waktu yang terbatas,
2. kita dapat melihat cahaya hanya pada bagian spektrum yang terlihat,
membuat langit malam gelap. Satu-satunya alasan yang kita lihat di langit malam persis apa yang kita lihat adalah karena cahaya matahari kita berada di sebidang beberapa ribu Kelvin, jadi kita melihat semua ini: bintang, galaksi, dan benda yang memantulkan cahaya Matahari. Jika kita bisa melihat beberapa unit Kelvin di daerah spektral, langit malam penuh akan cerah bagi kita. Dalam arti tertentu, keterbatasan indera kitalah yang mendorong kita untuk mempelajari Alam Semesta!