Чому вночі темно?

Кожна людина хоча б раз у житті замислювався над причиною темряви в нічний час доби. В основному подібними питаннями задаються діти, хоча і дорослим напевно цікава відповідь.

Найбільш просте пояснення

Навряд чи дитина захоче вислуховувати тривалу лекцію про те, що наш Всесвіт складається з безлічі зірок, які віддалені з різною силою від Землі і т.д. і т.п. Найкращою відповіддю буде коротким.

У зв’язку з тим, що Земля постійно обертається навколо своєї осі, вона з певною періодичністю буває повернута до сонця або однієї, або іншою стороною. Та сторона, яка звернена до сяючою зірці «обличчям», буде висвітлюватися. Відповідно на ній буде день. Інша ж сторона, яка в цей момент прихована від променів сонця буде перебувати під покровом ночі. На ній буде темно.

А що насправді?

Щомиті сонце освітлює своїми променями якраз ту сторону планети Земля, яка в цей момент звернена до нього. За час о 24 годині (добу) наша планета робить навколо своєї осі повний оборот. Саме тому всім здається, що сонце робить рух по небосхилу, а поступово ховаючись за горизонтом воно викликає наступ вечора, а потім і ночі.

Крім сонця у всесвіті є безліч інших світил. Наприклад, ті ж зірки. Удень їх не видно, тому що світить сонце і заглушає їх світіння. Але що заважає їм вночі, коли сонце сховалося за обрій, висвітлювати Землю? Кожна зірка є розпечений куля значних розмірів. Так, незаперечним є той факт, що зірки розташовуються набагато далі, ніж сонце, яке є найближчою до нашої планети сяючою зіркою. За рахунок великої віддаленості величезна кількість зірок людям здаються надмірно маленькими, а то і зовсім не помітними.

З іншого боку, якщо вважати, що наш Всесвіт заповнена зірками рівномірно, то погляд людини (незалежно від того, в яку точку він спрямований) повинен обов’язково натрапити на якусь зірку. З цього випливає, що темних місць або пустот на небі бути не повинно. Однак, світлова енергія, яка виходить від зірки, з відстанню зменшується і та площа, яку займає безпосередньо кожна зірка на небі, зменшується в пропорційних величинах. Відповідно, яскравість зірки незалежно від її віддаленості від Землі зберігається.

Теорії вчених про зоряне небо

Першим, хто звернув увагу на проблему нічної темряви, був Йоганн Кеплер. Він вважав, що темрява ночами є прямим доказом того, що Всесвіт не нескінченна і має певні межі. Як говорив Кеплер, якби Всесвіт була нескінченною, то тоді все небо повинно було бути повністю покрито масою сяючих зірок, таких же яскравих, як і саме сонце.

У сучасному світі астрономії та фізики така проблема стала називатися «парадокс Ольберса» на честь Генріха Ольберса, німецького астронома. У 1823 році він знову торкнувся дискусію, що розгорілася ще раніше навколо цього питання. Вчений висунув свою теорію, яка полягала в наступному. Енергія світла, яку випромінюють зірки, не доходить в повній мірі до нашої планети з тієї причини, що її поглинає космічна пил. Ця ідея, як вважав Ольберс, залишала право на існування теорії про нескінченність Всесвіту. І все-таки астроном помилявся. За розрахунками світло від зірки мав би настільки розігрівати пил в космосі, що вона світилася б не гірше самої зірки.

Свого часу Кеплер настільки люто виступав за ідею кінцівки Всесвіту, і виглядало це настільки переконливо, що астрономи практично до початку 20 століття непохитно вірили, що Чумацький шлях представляє собою своєрідний острів зірок, який оточений порожнечею з усіх боків. Тільки в 20-х роках минулого століття виявили, що ті слабкі туманності, які спостерігалися раніше серед зірок в Чумацькому шляху, є не що інше, як віддалені галактики, а не скупчення пилу або газів. І ці галактики так само як і Чумацький шлях складаються з колосальної кількості зірок. Значить, із зовнішнього боку Чумацького шляху порожнечі немає, вона заповнена іншими космічними тілами.

Оскільки Всесвіт нерівномірно заповнена зірками, то, очевидно, що в якихось проміжках зірки будуть розташовуватися щільніше і утворювати галактики. Останні, в свою чергу, формують галактичні скупчення. Але якщо навіть уявити, що всі зірки розташовуються із середньою щільністю по всьому відстані Всесвіту, то гіпотеза Кеплера залишатиметься в силі. Тобто, куди б не був спрямований людський погляд, він у будь-якому випадку наткнеться на якусь зірку.

Хоча в цьому випадку слід враховувати одне ключове обставина. Зірки розташовані від Землі на величезній відстані. І навіть якщо взяти середній показник цього відстані, то вийде близько 1023 світлових років. Саме стільки потрібно часу, щоб зоряне світло дістався до нашої планети. У той же час Всесвіт за поданнями сучаснихастрономів існує тільки 14 млрд. Років. Це набагато менше, ніж 1023 років. Т

Посилання на основну публікацію