Paradoxul lui Olbers

Paradoxul lui Olbers sau „De ce nu este cerul nopţii la fel de luminos ca Soarele?” se bazează pe observaţia că cerul nocturn este întunecat, un fenomen ce aparent este de neexplicat în condiţiile unui Univers care se întinde la infinit şi care ar fi populat în permanenţă de stele ale căror radiaţii, prin suprapunere, ar forma un fond luminos continuu.

În ipoteza că Universul s-ar extinde la infinit în toate direcțiile, ar putea exista un număr infinit de stele. Acest lucru ar înseamna că, indiferent în ce direcţie ne-am uita, fiecare punct de pe bolta cerească ar trebui să fie luminos.

In consecință, această problemă i-a preocupat pe astronomi, deoarece aceștia au înțeles că răspunsul la întrebarea  „De ce este cerul nopţii întunecat?” poate ajuta la înțelegerea unora dintre cele mai importante mistere ale Universului.

Explicații pentru paradoxul lui Olbers

Deși în decursul timpului au existat şi alţi oameni de ştiinţă care au înțeles importanţa acestui subiect, cum ar fi Thomas Digges sau Johannes Kepler, Heinrich Wilhelm Olbers (1758-1840) a fost cel care în anul 1826 a formulat şi a popularizat întrebarea de mai sus sub forma unui paradox cosmologic. El a încercat să ofere o explicaţie prin absorbţia radiaţiilor electromagnetice de către materia interstelară, doar că această explicaţie nu rezolva problema, deoarece această emisie ar fi urmată de o re-emisie pe o altă lungime de undă. Acesta este motivul pentru care nebuloasele strălucesc puternic chiar şi în condițiile în care ele nu conţin nicio sursă proprie de energie, dar sunt bombardate cu fotoni timp de milioane sau miliarde de ani prin intermediul radiaţiilor emise de stele.

O altă explicație a fost aceea că Universul în ansamblu nu are o distribuţie uniformă a materiei, deoarece stelele formează galaxii, iar galaxiile la rândul lor se concentrează în roiuri de galaxii. Deoarece cerul nocturn în ansamblu său nu este luminos, rezultă de aici faptul că stelele și galaxiile s-ar putea să nu fie distribuite în mod  uniform în jurul Cosmosului și în acest fel noi putem observa regiuni întunecate, deoarece acestea s-ar putea ascunde unele în spatele altora sau s-ar putea concentra în anumite zone ale Cosmosului.

S-a sugerat și că Universul ar putea fi infinit de mare, dar că el ar avea o masă finită, ceea ce ar însemna că numărul stelelor este finit. Cu toate acestea, numărul estimat de obiecte din universul observabil este 10^33. În aceste condiții, tot ne-am aștepta ca întreaga boltă cerească să fie strălucitoare.

În prezent se crede că paradoxul lui Olbers constituie o confirmare a teoriei Big Bang și a expansiunii Universului, deoarece în acest caz nu ar mai exista nicio contradicţie între teorie şi observaţie.

De ce este cerul nocturn luminos? Credit: Josh Felise

Se crede că Universul are o vârstă de 13,7 miliarde de ani şi că, în consecință, nu putem vedea niciun obiect aflat la mai mult de 13,7 miliarde de ani-lumină distanță, deoarece lumina celor mai îndepărtate stele nu a avut timp sa ajungă până la noi. Rezultă de aici ca universul nostru observabil este limitat.

Mai mult, se crede că stelele nu pot lumina bolta cerească în totalitate, deoarece şi acestea au o durată de viaţă limitată. Stelele se nasc si mor, iar lumina unora dintre ele poate nici nu a ajuns încă la noi.

Edwin Hubble a descoperit că Universul se extinde într-un ritm accelerat și că putem măsura cât de repede se îndepărtează sau se apropie de noi obiectele cosmice analizând modul în care s-a modificat lungimea de undă a radiației pe care o primim. Acest fenomen este cunoscut sub numele de deplasarea spre roșu. Cu cât o galaxie este mai îndepărtată, cu atât mai mare este deplasarea ei spre roșu și aceasta ar putea însemna că, în cazul stelelor și galaxiilor foarte îndepărtate de noi, spectrul radiaţiei acestora este deplasat spre roșu mult prea mult pentru ca acesta să ne apară pe timp de noapte sub formă de lumină vizibilă.

De altfel cerul nocturn nu este întunecat dacă îl privim într-un alt domeniu al spectrului electromagnetic, în afara celui vizual sau optic. Trebuie menţionată aici radiaţia cosmică de fond care este uniform repartizată în Univers. Se crede că aceasta constituie o reminiscenţă a radiaţiei emise în urma evenimentului Big Bang.

În concluzie, pe baza a ceea ce cunoaştem în prezent, paradoxul lui Olbers ne confirmă că Universul a avut un început în spaţiu şi în timp şi că acesta se află în expansiune.

Bibliografie:

Dicţionar de astronomie şi astronautică – Ed.Științifică și Enciclopedică
http://www.fromquarkstoquasars.com/the-olbers-paradox-why-is-the-night-sky-dark/