Proč je v noci nebe tmavé?MinutePhysics

Proč je nebe v noci tmavé? Zdánlivě je to jasné – slunce nesvítí. Ale ve dne je nebe modré jen proto, že se světlo v atmosféře rozptyluje. Kdyby tu atmosféra, třeba jako na Měsíci, nebyla, nebe by bylo tmavé vždy. I když by Slunce svítilo. Ptejme se jinak: Proč je vesmír tmavý?

Je přeci plný hvězd, nespočtu hvězd jasných jako Slunce. A v nekonečném vesmíru je v každém směru, když se podíváte dost daleko, hvězda nebo galaxie. Celé nebe by mělo ve dne v noci svítit jako Slunce. A když není, znamená to, že v určité vzdálenosti od nás už nejsou hvězdy?

Hranice mezi něčím a ničím? Okraj vesmíru? Ne tak docela. Podle našich pozorování vesmír nemá okraj. Ale časoprostor ano. Ne prostorový, ale časový. Pokud víme, tak vesmír měl začátek.

Nebo alespoň moment před 13,7 miliardami let, kdy byl tak malý a hustý, že naše vnímání prostoru a času nefunguje. A vzhledem k tomu, že od tohoto počátku uběhl daný čas, znamená to, že některé hvězdy plnící nebe světlem jsou tak daleko, že jejich světlo k nám ještě nedorazilo. Je to, jako kdyby vesmír byl bouřkou a my pořád čekali na hrom od vzdálených hvězd.

Ale je to ještě lepší. Protože světlu trvá, než proletí vesmírem, když se díváme na něco velmi vzdáleného, vidíme tu část vesmíru v době, kdy bylo světlo vyzářeno. Při sledování 13,5 miliard let starého světla, to není tak, že k nám světlo od některých hvězd nedorazilo, ale proto, že se díváme na vesmír před vznikem hvězd. Vesmír bez hvězd.

To zní jako dobrý důvod pro temnou oblohu, ale není pravdivý. Je pravda, že najdeme části nebe bez hvězd tím, že se díváme v čase tak daleko nazpět, ale i když teleskop namíříme za nejstarší hvězdy, stále vidíme světlo. Ne z hvězd. Ale světlo Velkého třesku.

Toto reliktní záření vidíme přibližně stejné ze všech směrů, vytváří pozadí za hvězdami. Takže nebe vlastně není tmavé. Takže když nám teleskopy ukazují, že nebe není tmavé, proč tedy vypadá tmavě? Tady je nápověda. Když Hubblův teleskop fotil vzdálené hvězdy Hubblova ultrahlubokého pole, používal infračervenou kameru.

Proč? Vzdálené hvězdy se od nás vzdalují, protože vesmír se rozpíná. Stejně jako zpomalení zvuku sníží jeho výšku, Dopplerův efekt dělá vzdalující se hvězdy červenější. A čím jsou dál, tím jsou rychlejší i červenější, dokud se nestanou infračervenými. A pak už je nevidíme, alespoň ne očima.

A proto nebe vypadá v noci tmavě. Kdybychom žili v nekonečném, neměnném vesmíru, celé nebe by svítilo. Ale nebe je tmavé, protože vesmír měl začátek a hvězdy nejsou všude, ale také proto, že světlo od vzdálených hvězd a reliktní kosmické záření se rozpínáním vesmíru posune do infračervené.

Takže ho prostě nevidíme. Konečně jsme si posvítili na to, proč je noční nebe temné. A také proč není. Překlad: Šaman Bobo www.videačesky.cz