Над цим питанням вчені розмірковували з найдавніших часів. У 1800 році Генріх Ольберс дійшов висновку, що якщо наш Всесвіт насправді нескінченний, то зірок у ньому теж має бути нескінченне число. А значить, куди б ми не подивилися — все одно наш погляд має натрапити на якусь зірку.
Звідси можна зробити висновок, що нічне небо та весь простір у Всесвіті мають бути завжди дуже яскравими. Але чому тоді нічне небо та космос загалом такі темні?
Занадто молодий Всесвіт
Звичайно, по всьому Всесвіту розкидана колосальна кількість джерел світла, цих зірок і галактик. Але їх кількість, яку ми можемо побачити із Землі в нічному небі, все ж таки не нескінченна, і вона обмежена швидкістю світла, а також самою фізикою розширення Всесвіту.
Розширення Всесвіту
Наскільки нам зараз відомо, Всесвіт мав початок або, принаймні, був час, приблизно 13,7 мільярда років тому, коли він був настільки маленьким і щільним, що наше стандартне уявлення про простір і час для нього не працювало. Через це, коли ми дивимося в нічне небо на далекі зірки та галактики, то ми розуміємо, що за ними є ще більша кількість таких самих об’єктів, але побачити ми їх не можемо лише тому, що у зв’язку з обмеженістю швидкості світла, моменту Великого Вибуху світло цих об’єктів ще не встигло долетіти до нас. Адже за мірками астрономічних відстаней 13,7 млрд. років це не так уже й багато.
Розширення Всесвіту
Як було сказано вище, Всесвіт розширюється, а це означає, що далекі галактики віддаляються від нас. Ми знаємо це завдяки тому, що коли об’єкти віддаляються від нас, вони стають, так би мовити, червоними. Явище усунення частоти світла, випромінюваного певним об’єктом за його переміщенні у просторі називається ефектом Доплера. Прикладом цього ефекту для звукових хвиль є рух автомобіля повз нас. Коли автомобіль наближається, його звук стає вище, а коли віддаляється — нижче.
В результаті цього довжина хвилі світла стає більшою і вона зміщується до червоної частини спектру. І що далі об’єкт, то швидше він віддаляється від нас, а отже, стає червонішим, поки його світло не стане інфрачервоним. Після цього ми більше не можемо побачити цей об’єкт принаймні неозброєним оком. Тому ми можемо говорити про те, що в тих частинах неба, де ми бачимо темряву, насправді повно галактик, просто ми не сприймаємо їхнє випромінювання.
Космічне фонове випромінювання
Припустімо, що ми знайшли крапку на небі, де немає зірок і глянули туди. Неозброєним оком ми нічого не побачимо, але за допомогою спеціальних телескопів ми зможемо бачити випромінювання вже не від зірок чи галактик, а від того, що залишилося від Великого Вибуху. Таким чином, ми виявимо космічне фонове випромінювання, яке згідно зі спостереженнями надходить більш менш рівномірно з усіх сторін, утворюючи так званий фон за межами зірок.
Анізотропія реліктового випромінювання за даними супутника План
1% цього випромінювання ми бачимо у чорно-білому шумі старих телевізорів. Якби наші очі могли бачити в мікрохвильовому та радіо-діапазонах, то ми помітили б, що нічне небо практично повністю світиться.
Тому ми можемо зробити висновок, що нічне небо виглядає темним із двох причин. По-перше, тому, що сам Всесвіт мав початок і з моменту Великого Вибуху світло від далеких об’єктів ще не встигло досягти нас. А по-друге, тому що більшість космічного випромінювання не видно неозброєним оком. Якби ми його бачили, то небо здавалося б нам одним суцільним джерелом світла.
