چرا آسمان شب تاریک است؟

همه ما تجربه‌ ای مشابه داریم؛ وقتی شب فرا می‌ رسد و به آسمان نگاه می‌ کنیم، با پهنه‌ ای از ستارگان روبرو می‌ شویم که در دریای تاریکی فرو رفته‌ اند. اما چرا آسمان شب تاریک است؟ این سوال به ظاهر ساده، یکی از پرسش‌ های بنیادین و پیچیده‌ ای است که قرن‌ ها ذهن فلاسفه و دانشمندان را به خود مشغول کرده است. این پرسش که به «پارادوکس اولبرس» معروف است در واقع یکی از اولین معماهای علم کیهان‌ شناسی مدرن به شمار می‌ آید.

چرا آسمان شب باید تاریک باشد؟

پارادوکس اولبرس به نام ستاره‌ شناس آلمانی، هاینریش ویلهلم اولبرس، نام‌ گذاری شده است. او در سال ۱۸۲۳ میلادی این سوال را مطرح کرد که اگر جهان بی‌ نهایت بزرگ و پر از ستارگان است چرا آسمان شب تاریک است؟ به بیان دیگر اگر جهان بی‌ نهایت باشد و در همه جهت‌ ها ستارگان بی‌ پایانی وجود داشته باشد هر نقطه از آسمان باید به سمت یک ستاره روشن باشد. به طوری که آسمان شب به اندازه سطح خورشید روشن به نظر برسد.

اگر به این پرسش به شکلی سطحی نگاه کنیم نتیجه‌ گیری به نظر منطقی می‌ آید. اگر جهان بی‌ پایان و بی‌ زمان باشد. یعنی ستارگان همواره وجود داشته‌ اند و نورشان به ما می‌ رسد پس چرا ما تنها یک آسمان تاریک با چند نقطه روشن می‌ بینیم؟

راه‌ حل‌ های اولیه برای پارادوکس اولبرس

در طول تاریخ بسیاری از دانشمندان تلاش کرده‌ اند تا راه‌ حل‌ هایی برای این پارادوکس بیابند. برخی از این راه‌ حل‌ ها شامل ایده‌ هایی مانند وجود غبار کیهانی که نور ستارگان را جذب می‌ کند یا وجود یک حد مشخص برای دید انسان است. اما این نظریات دارای مشکلات خاص خود بودند. برای مثال اگر غبار کیهانی زیادی در فضا وجود داشته باشد به مرور زمان خود باید به دلیل جذب و انتشار نور ستارگان، گرم و روشن شود.

نقش انبساط جهان در تاریکی آسمان شب

پاسخ دقیق‌ تر و مدرن‌ تر به پارادوکس اولبرس از کشف‌ های جدید در علم کیهان‌ شناسی نشات می‌ گیرد. با کشف نظریه نسبیت عام توسط آلبرت اینشتین و کشف انبساط جهان توسط ادوین هابل در دهه ۱۹۲۰، دانشمندان متوجه شدند که جهان در حال گسترش است. این انبساط به این معناست که فاصله بین کهکشان‌ ها و ستارگان به طور مداوم در حال افزایش است.

این کشف، تاثیر مهمی در فهم ما از تاریکی آسمان شب داشت. اگر جهان در حال انبساط باشد نور ستارگان دوردست که به سوی ما می‌ آیند. به دلیل «انتقال به سرخ» (Redshift) کشیده شده و طول موج آن‌ ها افزایش می‌ یابد. این افزایش طول موج باعث می‌ شود که نور مرئی ستارگان به امواج فروسرخ یا حتی امواج رادیویی تبدیل شود که برای چشم انسان قابل دیدن نیستند.

همچنین بخوانید:

دلایلی که باعث قرمز شدن آسمان می شود!

گاهی اوقات ممکن است در طول روز آسمان را کاملا قرمز مشاهده کنید که برایتان بسیار جالب و تعجب برانگیز بوده اما با این حال ما در این مقاله سعی داریم تا…

محدودیت عمر جهان و نقش آن در تاریکی آسمان شب

یکی دیگر از عوامل مهم که به حل پارادوکس اولبرس کمک می‌ کند محدودیت عمر جهان است. جهان ما حدود ۱۳.۸ میلیارد سال پیش در رخدادی به نام بیگ بنگBig Bang) ) شکل گرفته است. بنابراین تنها ستارگانی که نورشان به ما در این مدت زمان رسیده باشد قابل مشاهده هستند. ستارگانی که فاصله‌ شان از ما به قدری دور است که نورشان هنوز به زمین نرسیده، در تاریکی باقی می‌ مانند.

علاوه بر این ستارگان و کهکشان‌ ها هم خود محدودیت عمر دارند. آن‌ ها با گذشت زمان انرژی‌ شان را از دست می‌ دهند و می‌ میرند. این فرآیند نیز باعث می‌ شود که تعداد ستارگانی که می‌ توانند آسمان را روشن کنند محدود باشد.

جهان مشاهده‌ پذیر و مرزهای آن

درک این نکته که جهان قابل مشاهده محدود به نوری است که تا کنون به ما رسیده، کمک می‌ کند تا پارادوکس اولبرس را بهتر بفهمیم. جهان قابل مشاهده بخشی از کل جهان است که نور ستارگان و کهکشان‌ های آن به ما در طول عمر کیهان رسیده است. این یعنی ما تنها قادر به دیدن یک بخش کوچک از کیهان بی‌ نهایت هستیم.

نقش تابش زمینه کیهانی

یک توضیح دیگر برای تاریکی آسمان شب، تابش زمینه کیهانی است. این تابش که از بیگ بنگ باقی مانده، به شکل امواج مایکروویو ضعیفی در سراسر آسمان پراکنده است و به عنوان پس‌ زمینه‌ ای یکنواخت و سرد دیده می‌ شود. در دمای بسیار پایین حدود ۲.۷ کلوین، این تابش برای چشم انسان نامرئی است. اما به عنوان شاهدی بر تاریخچه پر انرژی جهان عمل می‌ کند.

تغییرات آینده و آسمان شب

آسمان شب همیشه تاریک نخواهد بود؛. ستارگان به تدریج می‌ میرند و کهکشان‌ ها از یکدیگر دور می‌ شوند. به مرور زمان با انبساط ادامه‌ دار جهان، آسمان شب ممکن است حتی تاریک‌ تر هم شود. اگرچه این فرآیند میلیاردها سال طول خواهد کشید اما در نهایت آسمان شب ممکن است به یک تاریکی کامل تبدیل شود.

در نهایت پاسخ به سوال «چرا آسمان شب تاریک است؟» ما را به درکی عمیق‌ تر از ساختار و تاریخچه جهان رهنمون می‌ سازد. این تاریکی ناشی از ترکیب پیچیده‌ ای از عواملی مانند انبساط جهان، محدودیت عمر ستارگان و جهان قابل مشاهده و انتقال به سرخ است. هرکدام از این عوامل به شکلی نقش دارند که آسمان شب آن‌ گونه که ما می‌ بینیم تاریک باشد.

بیشتر در این رابطه بخوانید:

چرا رنگ ستاره ها در آسمان فرق می کند ؟