Úvodní strana  >  Články  >  Vzdálený vesmír  >  Proč obloha nezáří tak jasně, když je vesmír plný hvězd?

Proč obloha nezáří tak jasně, když je vesmír plný hvězd?

Střed kulové hvězdokupy Omega Centauri.
Autor: Hubble/NASA

Asi už vás to napadlo. Díváte se do nebe a víte, že tím směrem jsou tisíce hvězd. Přesto je nebe pomerně tmavé a pokud neruší světelné znečištění, není na něm v tom směru víc jak pár desítek zářivých bodů. Myšlenka, že v každém směru, kam se podíváme, je nějaká hvězda, a tudíž by celé noční nebe mělo svítit, není zdaleka dnešní a vešla ve známost již v roce 1823 jako Olbersův paradox. Na školách se o tom ale neučíme, tak si pojďme zodpovědět otázku: Proč tedy nebe ve skutečnosti tak výrazně nesvítí?

Tato idea má původ už u Johanna Keplera a blíže ji zformuloval v roce 1823 (a přeformuloval ještě přesněji v roce 1826) Heinrich Olbers, po kterém je také pojmenována. V té době panovala představa, že vesmír  je statický, nekonečně starý a že tu zkrátka vždy byl takový, jaký je. V každém směru bychom tedy měli vidět nějakou hvězdu, nebo spíše galaxii a žádné tmavé pozadí, podobně jako uprostřed lesa každým směrem vidíme stromy, přes které nevidíme z lesa ven. Což je však, jak všichni víme, v rozporu s pozorováním, a lidé si tak poměrně dlouhou dobu lámali hlavu s vysvětlením zdánlivě tak dětské a banální otázky, proč je obloha tmavá.

K řešení nám pomůže se zaměřit na zmíněné předpoklady, které doprovázely formulaci Olbersova paradoxu, a sice že vesmír je nekonečně starý a neměnný. Dnes víme, že vesmír je starý přibližně 13,8 miliardy let a vznikl při události, které říkáme velký třesk. Zároveň víme, že se vesmír neustále a dokonce zrychleně rozpíná. Hubbleův zákon hovoří o tom, že čím je od nás objekt dál (myšleno ve velkých měřítkách desítek megaparseků), tím rychleji se od nás vzdaluje.  Jak to ale souvisí s tmavou oblohou?

Pohled v každém směru zastiňuje strom, stejně jako by pohled na oblohu měl být plný hvězd. Autor: Hvězdárna a planetárium Plzeň
Pohled v každém směru zastiňuje strom, stejně jako by pohled na oblohu měl být plný hvězd.
Autor: Hvězdárna a planetárium Plzeň

Předpokládejme, že v každém směru, kam se podíváme, se skutečně nachází nějaká hvězda. Potíž však spočívá v tom, že od určité vzdálenosti je nemůžeme vidět. Země je totiž obklopena „bublinou“ o poloměru přibližně 46 miliardy světelných let, které říkáme pozorovatelný vesmír. Dle běžné představy by měla mít poloměr 13,8 miliardy světelných let, což je ovšem představa, která v rozpínajícím se vesmíru neplatí. Pozorované světlo ze vzdálených objektů vzniklo v době, kdy k nám ještě byly mnohem blíže a zároveň se asi prvních 7 miliard let rozpínání vesmíru zpomalovalo. Díky tomu se k nám dostalo i světlo z objektů, které jsou momentálně mnohem dál než 13,8 miliardy světelných let a dokonce se od nás vzdalují nadsvětelnou rychlostí. Světlo z větší vzdálenosti, než zmíněných 46 miliard světelných let, už k nám ale dolétnout nemohlo a z toho plyne, že za tuto hranici nevidíme. Za hlavní důvod, proč je noční nebe tmavé, se považuje právě to, že tato „bublina“ pozorovatelného vesmíru už je příliš malá na to, abychom v každém směru skutečně narazili na nějaký svítící objekt.

Do děje však vstupuje ještě další jev, který pro naše oči dále „ořezává“ pozorovatelný vesmír, a sice takzvaný rudý posuv. Ten je znám především z Dopplerova efektu, který se týká vzájemného pohybu pozorovatele a zdroje vlnění a nejčastěji se ilustruje na příkladu projíždějící sanitky, kdy při přibližování vnímáme zvuk sirény jako vyšší, tedy s vyšší frekvencí a naopak při vzdalování jako hlubší, tedy s nižší frekvencí, přestože sanitka houká stále stejně. Podobná věc se děje s velmi vzdálenými objekty, u kterých se také prodlužuje vlnová délka jejich světla. Zde se ale nejedná o Dopplerův posuv, nýbrž o kosmologický posuv, jenž je daný tím, jak světlo postupně prolétá rozpínajícím se prostorem. Nejdříve je vidět posun světla k červené barvě (odtud název „rudý posuv“), nicméně při opravdu velkých vzdálenostech dochází k posunu dominantní části světla až do infračervené, nebo i mikrovlnné části spektra, tedy mimo viditelnou oblast. To znamená, že tyto objekty také očima nespatříme. A je to i případ reliktního záření, zmíněného světlého pozadí z doby krátce po velkém třesku, které bylo vlivem rudého posuvu přesunuto až do oblasti mikrovln, čili jej můžeme pozorovat jen senzory, které snímají příslušné vlnové délky.

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] Cfa.harvard.edu - Paul S. Wesson, Proč je obloha temná?
[2] Math.ucr.edu - Heinrich Olbers
[3] Deepastronomy.com - Proč je obloha v noci temná?
[4] Curious Astronomy - Zajímavosti z astronomie
[5] Physics.org - Je-li tam tolik hvězd, proč je obloha tmavá?
[6] Rozpínání vesmíru podle soudobých poznatků

Převzato: Hvězdárna a planetárium Plzeň



O autorovi

Štítky: Wilhelm Olbers


47. vesmírný týden 2017

47. vesmírný týden 2017

Přehled událostí na obloze od 20. 11. do 26. 11. 2017. Měsíc bude v první čtvrti. Saturn už je večer jen velmi nízko nad jihozápadem. První polovina noci nabízí také planety Neptun a Uran. Nad ránem je vidět nad jihovýchodem Mars, výše stoupá i Jupiter a mizí Venuše. Očekáváme start rakety Falcon 9 s tajnou družicí (mise Zuma).

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

M81 LRGB nové spracovanie

Dvojice galaxií ve Velké Medvědici. Jistě si na ně vzpomene každý amatérský astronom, ze kterého se mnohdy později vyklubal i astronom profesionální. Byl to většinou čtvrtý objekt při hledání „mlžných“ objektů na noční obloze malým dalekohledem. Hned po galaxii v Andromedě, planetární mlhovině

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

Vycházející Orion.

Orion vycházející nad noční Vltavou. Nikon d750 + Irix 15mm na Star Advenurer montáži. Nejdříve nafocen spodek, pak jsem sundal fotoaparát, nasadil montáž a nafotil oblohu.

Další informace »