Dlaczego w nocy jest ciemno?

Światło z dalszych powłok byłoby naturalnie ciemniejsze niż światło z powłoki najbliższej obserwatorowi, ale w dalszych powłokach byłoby więcej gwiazd. Tak the obserwator zobaczyć the ten sam kwota światło od skorupa #2 gdy on zrobić od skorupa #1. Każdy skorupa przyczyniać się jednostka światło, sumujący wszystkie który móc widzieć the obserwator. Z nieskończoną liczbą muszli, wszystko byłoby oślepiająco jasne.

Indeed, noce na Ziemi byłyby tak jasne jak dni tylko jeśli założenie, że wszechświat, będąc przestrzennie i czasowo nieskończony, i statyczny, był poprawny. Zgodnie z tym modelem, nie byłoby ani początku, ani końca wszechświata.

Wszechświat może być nieskończenie rozległy, ale nie jest nieskończenie stary. Istniał punkt w czasie, w którym wszystko powstało. Pojęcie to ostatecznie wyjaśnia powód, dla którego noc jest ciemna.

Światło podróżuje szybko z prędkością około 1080 milionów kilometrów na godzinę. Nic we wszechświecie nie może iść szybciej niż światło. Ale światło wciąż potrzebuje czasu, aby pokonać ogromne odległości. Jednym z powodów, dla których niebo jest ciemne w nocy, jest to, że od samego początku niektóre światła z odległych gwiazd nie dotarły jeszcze do nas, jak rozumował Edgar Allan Poe w swoim eseju Eureka z 1848 r.

Gdyby następstwo gwiazd było nieskończone, tło nieba przedstawiałoby nam jednolitą jasność, taką, jaką wykazuje Galaktyka – ponieważ w całym tym tle nie mogłoby być absolutnie żadnego punktu, w którym nie istniałaby gwiazda. Jedynym sposobem, w jaki przy takim stanie rzeczy moglibyśmy pojąć puste przestrzenie, które nasze teleskopy znajdują w niezliczonych kierunkach, byłoby założenie, że odległość niewidzialnego tła jest tak ogromna, że żaden promień z niego nie zdołał jeszcze do nas dotrzeć. – Edgar Allan Poe, Eureka

Teoria Wielkiego Wybuchu i ekspansja wszechświata

Są rzeczy, których statyczny model wszechświata nie potrafi wyjaśnić. Dzięki nowym technologiom, naukowcy i astronomowie znaleźli coraz więcej dowodów na to, że wszechświat nie jest statyczny. Obserwacje sugerują, że wszechświat się rozszerza. I to w bardzo szybkim tempie. Coś musiało spowodować tę ekspansję już dawno temu. Byü moĪe wielka eksplozja? Intuicyjny pogląd Poe’go o skończonym wieku wszechświata również wspierał te spekulacje, ponieważ sugeruje, że miał on początek. Wchodzi teoria Wielkiego Wybuchu.

Teoria Wielkiego Wybuchu mówi, że wszechświat był bardzo gorącym miejscem w pewnym momencie. Najgorętszym miejscem we wszechświecie (duh!) Był też bardzo gęsty. Potem nastąpił wybuch. Cała materia w „kosmicznej zupie pierwotnej”, która powstała krótko po wybuchu, zaczęła się ochładzać. Materia ta następnie skondensowała się, tworząc cząstki subatomowe, potem atomy – budulec gwiazd – i wszystko inne.

Na początku wszechświat był przypuszczalnie bardzo jasny, ale nieprzezroczysty, ponieważ wolne elektrony nie pozwoliłyby światłu podróżować tak daleko. Ochładzając się, wszechświat stawał się coraz bardziej przezroczysty. W tym samym czasie, wszechświat rozszerzał się. Wszystko wewnątrz zaczęło oddalać się od siebie. Ekspansja była tak szybka, że światła z gwiazd i galaktyk powstałych wcześniej we wszechświecie są rozciągnięte. Zjawisko to nazywane jest „kosmologicznym przesunięciem ku czerwieni” (ang. cosmological redshift). Termin 'redshift’ pochodzi z faktu, że gdy długość fali światła jest rozciągnięta, gdy wszechświat się rozszerza i ochładza, kolor światła staje się bardziej czerwony, ponieważ jego długość fali wydłuża się i wpada w obszar podczerwieni, powodując spadek jego energii w następstwie ochłodzenia wszechświata.

Gdy patrzymy na gwiazdy lub galaktyki, patrzymy w ich przeszłość. Dzieje się tak, ponieważ światło potrzebuje lat, aby przebyć drogę od tych obiektów do nas. Na podstawie kosmologicznego przesunięcia ku czerwieni naukowcy odkryli również, że im dalej od nas znajduje się gwiazda lub galaktyka, tym szybciej się oddala. Najdalszy obserwowalny obiekt niebieski jest widoczny tylko w podczerwonym obszarze widma elektromagnetycznego. Kiedy Teleskop Hubble’a sfotografował obraz eXtreme deep field (XDF), zrobił to za pomocą czujników podczerwieni, aby ujawnić gwiazdy i galaktyki w najdalszych zakątkach wszechświata, tak daleko, jak tylko możemy to zaobserwować za pomocą naszej obecnej technologii.

Kolejnym dowodem popierającym teorię Wielkiego Wybuchu jest kosmiczne promieniowanie tła nieumyślnie odkryte przez naukowców w 1965 roku, które jest promieniowaniem resztkowym w postaci mikrofal i fal radiowych rozprzestrzenionych w całym wszechświecie. Promieniowanie to jest tak rozciągnięte, że jest znacznie bardziej rozciągnięte niż światła z najdalszych obserwowalnych gwiazd i galaktyk. Ich fale są dłuższe niż te w zakresie podczerwieni. Kosmiczne promieniowanie tła jest, innymi słowy, schłodzoną wersją promieniowania uwolnionego w czasie Wielkiego Wybuchu. Jest to najstarsze obserwowalne promieniowanie. Możemy również myśleć o tym promieniowaniu jako o migawce wszechświata z czasów Wielkiego Wybuchu, który miał miejsce około 14 miliardów lat temu.

Krótka odpowiedź na pytanie „dlaczego w nocy jest ciemno?”

Podsumowanie jest takie, że nasze nocne niebo jest ciemne, ponieważ nie widzimy świateł z odległych gwiazd i galaktyk, ponieważ oddalają się one od nas tak szybko, że ich światła są rozciągane i stają się światłami podczerwonymi. Nie wszystkie światła ze wszystkich gwiazd we wszechświecie dotrą do nas w ciągu naszego życia, po prostu dlatego, że są one zbyt daleko. Ale tak naprawdę cały „obserwowalny wszechświat” jest oświetlony w tym samym czasie przez wszelkiego rodzaju promieniowanie niewidoczne dla naszych oczu i wciąż pełne cudów czekających na odkrycie.

.