Κάθε βράδυ, το σκοτάδι του ουρανού μας φαίνεται το πιο αυτονόητο πράγμα στον κόσμο. Ωστόσο, για αιώνες, αυτό το σκοτάδι αποτελούσε ένα από τα μεγαλύτερα προβλήματα της αστρονομίας. Αν το σύμπαν ήταν άπειρο, αιώνιο και γεμάτο με άπειρα αστέρια, τότε σε όποιο σημείο κι αν κοιτούσαμε, το βλέμμα μας θα έπρεπε να «προσκρούει» στην επιφάνεια ενός αστεριού. Ο ουρανός θα έπρεπε να είναι εκτυφλωτικά φωτεινός, ακόμα και τη νύχτα.
“Το γεγονός ότι ο ουρανός είναι μαύρος αποτελεί μια από τις ισχυρότερες ενδείξεις ότι το σύμπαν είχε μια αρχή και ότι δεν είναι στατικό.”
1. Η Αναλογία του Δάσους
Για να καταλάβουμε το παράδοξο, ας χρησιμοποιήσουμε την αναλογία του Heinrich Olbers. Φανταστείτε ότι βρίσκεστε στη μέση ενός απέραντου δάσους. Αν το δάσος εκτείνεται στο άπειρο, τότε προς όποια κατεύθυνση κι αν κοιτάξετε, η γραμμή όρασής σας θα καταλήξει τελικά στον κορμό ενός δέντρου. Δεν θα βλέπατε κανένα κενό.
Με τον ίδιο τρόπο, αν το σύμπαν ήταν άπειρο και στατικό, ολόκληρος ο ουρανός θα έπρεπε να καλύπτεται από αστέρια. Η λαμπρότητα της νύχτας θα έπρεπε να είναι ίση με τη λαμπρότητα της επιφάνειας ενός μέσου αστεριού, όπως ο Ήλιος. Το σκοτάδι, λοιπόν, είναι ένα παράδοξο.
2. Η Λύση: Η Ηλικία του Σύμπαντος
Η πρώτη και κυριότερη λύση δόθηκε από τη συνειδητοποίηση ότι το σύμπαν έχει πεπερασμένη ηλικία. Σύμφωνα με τη θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης (Big Bang), το σύμπαν γεννήθηκε πριν από περίπου 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια.
Επειδή το φως ταξιδεύει με μια συγκεκριμένη ταχύτητα (περίπου 300.000 km/s), μπορούμε να δούμε μόνο το φως των αστεριών που βρίσκονται σε απόσταση μικρότερη από 13,8 δισεκατομμύρια έτη φωτός. Το φως από τα πιο μακρινά αστέρια δεν έχει προλάβει ακόμα να φτάσει σε εμάς. Τα μαύρα κενά που βλέπουμε είναι ουσιαστικά περιοχές όπου το φως βρίσκεται ακόμα «καθ’ οδόν».
3. Η Διαστολή του Σύμπαντος και το Redshift
Ακόμα κι αν το σύμπαν ήταν γεμάτο αστέρια, υπάρχει ένας άλλος λόγος που δεν τα βλέπουμε όλα: Η διαστολή του χώρου. Καθώς το σύμπαν διαστέλλεται, οι γαλαξίες απομακρύνονται από εμάς. Αυτό προκαλεί το φαινόμενο της ερυθρής μετατόπισης (redshift).
Το φως που ξεκινά ως ορατό από μακρινά αστέρια, «τεντώνεται» κατά τη διάρκεια του ταξιδιού του. Μέχρι να φτάσει στη Γη, το μήκος κύματός του έχει μεγαλώσει τόσο πολύ που έχει περάσει στο υπέρυθρο ή ακόμα και στα μικροκύματα. Αυτά τα μήκη κύματος είναι αόρατα στο ανθρώπινο μάτι. Αν μπορούσαμε να δούμε στα μικροκύματα, ο ουρανός θα έλαμπε παντού εξαιτίας της Κοσμικής Ακτινοβολίας Υποβάθρου.
4. Η Ζωή των Αστεριών
Μια επιπλέον παράμετρος είναι ότι τα αστέρια δεν είναι αιώνια. Έχουν μια αρχή και ένα τέλος. Ακόμα κι αν το σύμπαν ήταν άπειρο, τα αστέρια δεν καίνε για πάντα. Κάποια στιγμή εξαντλούν τα καύσιμά τους και σβήνουν. Αυτό σημαίνει ότι σε καμία χρονική στιγμή δεν είναι όλα τα αστέρια του σύμπαντος ταυτόχρονα «αναμμένα» για να φωτίσουν τον ουρανό. Για να κατανοήσετε πώς ακριβώς το σύμπαν διαστέλλεται και τι σημαίνει αυτό, δείτε το Σύμπαν & Big Bang.
