Paradoks Olbersa
Paradoks Olbersa brzmi następująco: Dlaczego w nocy niebo jest ciemne, skoro patrząc w każdym kierunku patrzę na jakąś gwiazdę? Paradoks został sformułowany przez Heinricha Olbersa.
Paradoks ten nie jest obecnie tak frapujący, jak niegdyś – kiedy zakładano, że Wszechświat jest nieskończony (przestrzennie i czasowo) i jednorodny. Obecnie wiemy, że Wszechświat powstał w wyniku Wielkiego Wybuchu 13.75 ± 0.11 miliardów lat temu, a zatem skończony jest jego wiek. Zatem nawet, jeśli Wszechświat jest nieskończony przestrzennie, to ze względu na skończoną prędkość światła, dociera do nas promieniowanie jedynie ze skończonego obszaru. Co więcej, z powodu ekspansji Wszechświata, światło dalekich galaktyk jest osłabione (przesunięte ku czerwieni) tym bardziej, im dalej dane źródło się znajduje.
Olbers rozumował następująco:
- Jeśli Wszechświat jest nieskończony i jednorodny, to patrząc w każdym kierunku powinienem widzieć światło gwiazdy. Co prawda – gwiazdy im są dalej, tym słabiej świecą, jednakże jest to jedynie pozorny argument. Rozważmy trzy sfery o środku w Ziemi i promieniach równych odpowiednio a, 2a, 3a. Gwiazdy leżące pomiędzy sferą 2 i 3 świecą średnio cztery razy słabiej niż te położone pomiędzy sferą 1 i 2, ale też jest ich osiem razy więcej, ponieważ natężenie światła maleje proporcjonalnie do powierzchni sfery, a ilość gwiazd rośnie proporcjonalnie do objętości kuli, ograniczanej przez tę sferę.
- Drugim kontrargumentem jest nieprzeźroczystość Wszechświata. Być może światło z odległych gwiazd nie dociera do nas, gdyż napotyka po drodze na jakieś przeszkody w postaci nieświecącej materii. I ten kontrargument możemy jednak zbić: zgodnie z pierwszym prawem termodynamiki owa zasłaniająca światło materia powinna się nagrzać i po odpowiednio długim czasie sama zacząć świecić.
Jeśli Wszechświat byłby zatem taki, jak w założeniach Olbersa, noc wcale nie powinna być ciemna.
Alternatywne rozwiązanie paradoksu Olbersa podał Benoit Mandelbrot. Stwierdził on, że nie musimy koniecznie negować nieskończoności Wszechświata. Możemy zanegować jego jednorodność – materia według Mandelbrota nie jest rozłożona w przestrzeni jednorodnie, a fraktalnie. Dla kosmosu fraktalnego nie można zastosować modelu Friedmana, przewidującego jednorodną ekspansję Wszechświata[1].
Przypisy
- ↑ Benoît Mandelbrot: The Fractal Geometry of Nature. New York: Freema, 1977. za Thomas Dandekar. Olbers' paradox. „Nature”. 351, s. 21, 2.05.1991. doi:10.1038/351021b0. ISSN 0028-0836.
[edytuj] Bibliografia
- Stanisław Bajtlik, Bajtlik: Dlaczego w nocy jest ciemno?, Gazeta.pl, 26 lipca 2008
