moris_levran (moris_levran) wrote,
moris_levran
moris_levran

Почему небо чёрное?

Смотрите на звёзды
Кто в детстве не заглядывался на ночное небо, размышляя о причинах увиденного царственного великолепия? Множество звёзд на таком чёрном небе (если удавалось увидеть ночное небо вдали от света городов). Почему ночное небо чёрное? Ответ на этот, казалось бы, детский вопрос имеет глубоко идущие следствия. И если бы ответ был найден несколько раньше, то, пожалуй, была бы возможность подойти к специальной теории относительности и к современному взгляду на космологию несколько раньше.

В 1823 году немецкий врач и астроном Генрих Вильгельм Ольберс сформулировал парадокс. Кратко его суть: если в бесконечном пространстве Вселенной равномерно рассеяны излучающие звезды, то в любом направлении на луче нашего зрения обязательно должна оказаться какая-то звезда, а значит, вся поверхность неба должна представляться нам ослепительно яркой, подобной поверхности Солнца; в действительности же ночное небо темное. Почему? В разное время этим вопросом занимались Иоганн Кеплер, Жан Шезо, Эдмонд Галлей.
В то время господствовали Ньютоновские взгляды на Вселенную. При этом постулировалось:
I. Вселенная безгранична и неизменна во времени.
II. Число звезд, равномерно распределенных в однородном пространстве, подчиняющемся геометрии Эвклида, бесконечно.
III. Все звезды в среднем имеют одинаковую светимость. Потому яркие светила можно считать расположенными ближе, слабые — дальше.
В рамках этих представлений решить этот парадокс не представлялось возможным. Объяснения Жана Филиппа Шезо и Генриха Вильгельма Ольберса, пытающегося спасти престиж Ньютона, о пылевых облаках, задерживающих излучение, был разбит аргументами Уильяма Гершеля. Он показал, что вся энергия, поглощённая материей, вновь будет излучена. Таким образом, баланс энергии останется прежним, хотя и будет перераспределён по новым направлениям, если конечно, свет не будет полностью поглощён безвозвратно, в результате какого ни будь процесса.
Итак, парадокс не решаем, если верны классические постулаты Ньютоновской Вселенной.
Решение впервые предложил У. Томпсон: скорость света конечна; время существования Вселенной конечно либо конечно время светимости звёзд; ср. расстояние между звёздами порядка нескольких световых лет или более. Современная космология оценивает возраст Вселенной в 13,8 миллиард лет. Таким образом, глядя в ночное небо, мы видим то, что было миллиарды лет назад. И неизбежно, видим участки неба, где "ещё не образовались звёзды". Модель расширяющейся Вселенной дополняет решение парадокса – в расширяющейся Вселенной излучение претерпевает красное смещение, сдвигающее пик излучения из видимого участка спектра в инфракрасный, невидимый для глаз. Если бы наши органы чувств могли регистрировать радиоволны в микроволновом диапазоне, то небо для нас не было бы чёрным. Во всех направлениях Землю достигает микроволновое излучение, возникшее в то время горячей Вселенной, когда излучение отделилось от вещества. Из-за красного смешения температура излучения Т=2,73 К. Это и есть реликтовое микроволновое излучение. Так что ночное небо, строго говоря не совсем чёрное. Точнее, для нас, видящих в оптическом диапазоне чёрное, но для приборов, "рассматривающих" Вселенную в микроволновом диапазоне Вселенная "вся залита" этим излучением, неоднородным из за неоднородности метрики пространства-времени и неоднородности начальных условий Ранней Вселенной.
Так же, если Вселенная замкнута (весьма вероятно), то ограниченна не только Вселенная, но и число звёзд во всех направлениях. И, наконец, в ускоренно расширяющейся Вселенной, звёзды и галактики, удаляющееся со скоростью превышающей скорость света (парадокса в этом нет, скорость звёзд не превышает скорость света, эту скорость даёт расширяющееся пространство Вселенной) могут вообще никогда не наблюдаться. Мало этого, из-за этого эффекта, некоторые звёзды, со временем, могут перестать быть наблюдаемы. Грустно, да? Вот сколько интересных ответов можно получить в ответ на правильно заданный вопрос. Но в этой "детективной " истории есть ещё и мистическое продолжение…
В 1848 году писатель Эдгар Аллан По, писатель мистик, написал поэму в прозе "Эврика". В этой поэме он силой только воображения (математический аппарат не был использован – он не являлся математиком) он предвосхитил научные открытия XX века. Он сформулировал гипотезу Большого Взрыва, считая что Вселенная возникла из некой единой и уникальной «первочастицы» (primordial particle), изначально вмещавшей в себя всю материю и затем, по воле Творца, одномоментно разделившейся на неисчислимое, но конечное множество элементов. Образовавшиеся после этого «разделения» атомы, стали распространяться во всех направлениях, заполняя пустующее пространство и образуя при этом правильную сферу, геометрическим центром которой должна была стать та самая «первочастица». Если первочастицу поменять на квантовую флуктуацию, одномоментное разделение на Большой Взрыв то его прозрение почти точно в цель. К сожалению, на его работу никто не обратил своего внимания…
Tags: Астрономия, Физика
Subscribe
promo moris_levran december 22, 2014 02:45 8
Buy for 10 tokens
Византийская принцесса Анна – Великая княгиня Киевской Руси. В. Васнецов. "Крещение князя Владимира". В 1988 году в Советском Союзе отмечалась знаменательная дата – 1000-летие Крещения Руси. Минуло 26 лет, и сейчас можно рассмотреть подробнее эти события, поскольку к религии советская власть…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 0 comments