Paradoxul lui Olbers. De ce este cerul intunecat noaptea?

Confruntati cu descoperirea lui Galilei, care a fost primul care a sustinut ideea ca stelele sunt asemenea Soarelui nostru, înteleptii din vremurile trecute si-au pus întrebarea urmatoare: de ce noaptea cerul este întunecat? 

Natura paradoxala a problemei vine din faptul ca într-un univers static, care exista dintotdeauna si contine un numar infinit de stele distribuite într-un spatiu infinit (model cosmologic acceptat la un moment dat), cerul noptii ar trebui sa fie mai degraba luminos, iar nu întunecat.

 Heinrich Wilhelm Olbers

Daca Universul este infinit si stelele sunt corpuri ceresti asemenea Soarelui, de ce noaptea cerul e întunecat, neavând o luminozitate cel putin apropiata de cea din timpul zilei? Sa examinam în continuare diferitele posibilitati si apoi pe cea mai probabila dintre acestea.

Paradoxul este atribuit de obicei astronomului amator german Heinrich Wilhelm Olbers, care l-a formulat în anul 1823. De aici si titulatura. Desi Olbers a fost primul care a popularizat aceasta întrebare în rândul oamenilor de stiinta în secolul al XIX-lea, exista dovezi istorice ce arata ca astronomii si-au pus aceeasi problema înainte de Olbers. 

Primul care a încercat sa justifice fenomenul a fost chiar Johannes Kepler, care, inspirat de observatiile lui Galilei, scria despre luminozitatea cerului pe timp de noapte în lucrarea sa Dissertation cum Nuncio Sidereo din 1610. 

Kepler tragea concluzia ca întunericul specific noptii contrazicea conceptia specifica vremurilor, anume ca Universul este infinit în timp si spatiu. Din punctul lui de vedere undeva se afla o margine, pe care oamenii nu o puteau detecta deoarece Terra s-ar afla în centrul Universului.

Justificarea conform careia apa din atmosfera disperseaza lumina solara si ne face sa vedem cerul albastru si luminos nu este un raspuns complet pentru acest paradox, mai ales ca atmosfera are pe timp de noapte o compozitie aproximativ identica cu cea din timpul zilei.

De-a lungul timpului au fost formulate mai multe posibile explicatii ale paradoxului.

O presupunere ar fi ca praful interstelar si norii de gaz aflati în spatiul dintre Terra si stele absorb lumina acestora, împiedicându-ne sa observam totalitatea stelelor.

Explicatia se dovedeste gresita, deoarece calculele estimative cu privire la cantitatea de materie interstelara ce ar trebui sa existe în Univers pentru a se produce fenomenul de mai sus arata ca în situatia în care presupunerea ar fi adevarata, atunci si Soarele ar fi înconjurat de un nor de praf.

Faptul ca numarul stelelor este finit ar putea fi si el un raspuns la paradox. Totusi, exista un numar suficient de stele pentru a putea tapeta bolta cereasca cu acestea. Deci nici acesta nu pare a fi raspunsul.

Universul nu are o distributie uniforma a materiei. Stelele sunt concentrate în galaxii, iar galaxiile în roiuri de galaxii. Din aceasta afirmatie putem trage concluzia ca cerul este mai întunecat noaptea deoarece în spatele unei stele pot exista ascunse pentru noi multe altele. Este o presupunere care nu poate fi înca totalmente contrazisa.

Cea mai plauzibila explicatie vine din faptul ca Universul a avut un început în spatiu si timp.

Explicatia cea mai buna pentru paradoxul lui Olbers este însa legata de vârsta Universului si a corpurilor ceresti din componenta acestuia.

Stelele au o durata de viata limitata, de ordinul a 10 miliarde de ani. Unele se nasc abia acum, altele deja s-au stins. Lumina altora poate nici nu a ajuns înca la noi. Cu alte cuvinte, totalitatea stelelor nu pot lumina bolta cereasca terestra deodata. 

Pe de alta parte, faptul ca Universul este în expansiune produce modificari în radiatia pe care noi o receptam de la stele. Deoarece spatiul se dilata, stele se îndeparteaza de noi si lumina sufera un fenomen de deplasare spre rosu, ajungându-se ca radiatia emisa cândva de stea în domeniul vizibil sa fie receptata pe Terra sub forma de radiatie în infrarosu.

Cerul nu este deloc întunecat daca îl privim în alt domeniu al undelor decât cel vizual. Radioastronomii au descoperit asa-numita radiatie cosmica de fond, care este uniform repartizata pe suprafata boltei ceresti.

Din cele mai sus mentionate, ideea cea mai importanta este ca întunericul noptii, o observatie aparent banala, este o dovada graitoare pentru faptul ca traim într-un Univers ce are o vârsta finita si deci nu exista dintotdeauna, asa cum omenirea a crezut multa vreme. Totodata, faptul ca Universul se afla în expansiune se dovedeste benefic pentru existenta noastra, deoarece în lipsa expansiunii cerul ar putea fi de 180.000 de ori mai luminos decât este acum, conditii în care lumea ar fi aratat cu totul altfel astazi.

scientia.ro

Bogdan

Pentru fiecare de ce trebuie sa existe un cum