Kodėl Visata tęsiasi amžinai ir jei joje pilna žvaigždžių, kodėl naktinis dangus tamsus? Tai yra klausimas, kurį nuo antikos laikų uždavė filosofai ir mokslininkai. Kaip stebėtojas, matydamas medžius visomis kryptimis, stovėdamas miške, kiekviena begalinės visatos matymo linija turėtų pasibaigti žvaigždės mirksėjimu. Bendras rezultatas turėtų būti dangus, nurimęs su dangaus šviesa. Naktinis dangus ne tik turėtų būti toks pat šviesus, jei ne šviesesnis nei dienos metu, bet ir visų saulės spindulių turėtų pakakti, kad Žemės vandenynai išvirtų! Todėl žvaigždėtoje scenoje, pavaizduoto nuostabiame paveikslėlyje, pridėtame prie šio straipsnio, neturėtų atrodyti žvaigždžių, palyginti su žvilgsniu į „Kosmosą“ aukščiau.
Edgaras Allenas Poe apie šią mįslę kalbėjo 1850 m. Kūrinyje „Žodžių galia“. Dangaus šviesos skleidžiamą kombinuotą apšvietimą jis pavadino „auksinėmis Visatos sienomis“. Pvz., Stebėtojas miške mato medžių ekraną, nes miškas tęsiasi toliau, nei jo fono riba - vidutinis atstumas, kurį matymo linija nutraukia medį. Panašiai, bet kuriame begalinės Visatos, užpildytos žvaigždėmis, taške esančios žvaigždės turėtų sutapti su tolimesnėmis žvaigždėmis, kol kiekvienas vaizdas kvadratiniame colyje bus užpildytas tolimos Saulės šviesa.
Remiantis 2003 m. Australijos astronomų atlikta apklausa, remiantis dabartiniais skaičiavimais, Visatoje žvaigždžių skaičius yra 70 sekstillionų (70 000 milijonų milijonų). Tai yra dešimt kartų didesnis nei smėlio grūdelių skaičius visuose Žemės paplūdimiuose ir dykumose. Tai tikrai daugiau nei pakankamai, kad visą dangų užpildytų žvaigždžių šviesa!
Naktinis dangus visatos šviesoje nėra užtemdytas, todėl ankstyvieji teoretikai spėliojo, kad arba žvaigždžių skaičius yra ribotas, arba jų šviesa kažkaip nepavyko pasiekti Žemės. Kai buvo aptiktos tarpžvaigždinės dulkės, kai kas manė, kad priežastis buvo rasta. Tačiau skaičiavimai greitai parodė, kad jei dulkių dalelės sugeria visą trūkstamą žvaigždę, tada pačios dulkių dalelės pradės švytėti.
Atsakymas buvo galutinai paaiškintas Alberto Einšteino reliatyvumo teorijos padariniais.
Kažkur nuo dešimties iki dvidešimties milijardų metų Visatą suformavo įvykis, vadinamas Didžiuoju sprogimu. Kodėl tai įvyko ir kas vyko prieš tai, tebėra giliausios paslaptys, tačiau tai, kas įvyko dabar, daugumai mokslininkų atrodo gana neginčijama. Visa materija ir energija, iš esmės viskas, kas kada nors buvo, yra ar gali būti, buvo tik koncentruota, neįsivaizduojamai tanki. Įdomu tai, kad Visatoje visa nebuvo suspausta į kažkokią vietą, apsuptą nieko neužpildyta erdve. Tiesą sakant, tai buvo Visata - visa materija, energija ir visos erdvės, kurią jie užpildo. Išorinis dydis buvo nesvarbus, nes neturėjo išorinio paviršiaus; niekas neegzistavo - tai tebėra teisinga ir šiandien.
Tada dėl vis dar diskutuojamų priežasčių šis Visatos branduolys pradėjo plėstis ypač sparčiai, lyg būtų sprogęs. Ši plėtra niekada nenutrūko, tiesą sakant, jos greitis bėgant laikui padidėjo! Mūsų diskusijos esmė yra ta, kad Visata prasidėjo ribotu laiko momentu.
Viena kita reliatyvumo teorijos implikacija taip pat padeda paaiškinti mūsų tamsų nakties dangų. Šviesa važiuoja ribotu greičiu. Tačiau jis juda taip greitai, kad greitis išreiškiamas per atstumą, kurį jis nuvažiuoja per vienerius metus. Tai vadinama šviesiaisiais metais ir per tą laiką šviesa pravažiuos 9,46 trilijonus (9,46 10 1012) kilometrų arba 5,88 trilijono (5,88 Ã 1012) mylios.
Erdvė ir laikas yra susipynę. Negalime žiūrėti į kosmosą, nežiūrėdami atgal į laiką. Erdvė yra didžiulė, o žvaigždės - milžiniškos. Pavyzdžiui, vidutinis atstumas tarp žvaigždžių yra keli šviesmečiai. Bet tai yra arti kitų astronomijos išmatuotų ilgių. Atstumas nuo mūsų saulės iki mūsų galaktikos centro yra apie 26 000 šviesmečių arba 260 trilijonų kilometrų! Atstumas nuo mūsų galaktikos, Paukščių Tako, iki artimiausios artimiausios galaktikos, esančios Andromedos žvaigždyne, yra daugiau nei 2 milijonai šviesmečių. Tai reiškia, kad šviesa, kurią mes matome šiąnakt iš Didžiosios Andromedos galaktikos (M31), išvykusio į Žemę, kai šioje planetoje nebuvo šiuolaikinių žmonių ar Homo Sapienso, nors mūsų evoliucijos linija buvo gerai nustatyta. Atstumas nuo Žemės iki tolimiausio objekto, Hablo kosminio teleskopo pastebėta galaktika, yra apie trylika milijardų šviesos metų. Mes matome šią galaktiką tokią, kokia ji atrodė prieš mūsų galaktikos susiformavimą!
Taigi, mūsų naktinis dangus yra juodas, todėl erdvė nėra užpildyta apakinančia šviesa todėl, kad didžioji dalis žvaigždžių, kurios užpildo dangų, šviesos neturėjo laiko pasiekti Žemę - daugelis yra taip toli, kad jų tiesiog neįmanoma aptikti šiuo metu. Taigi, nors žvaigždžių skaičius iš esmės yra begalinis, žvaigždžių, kurias galime pamatyti, skaičius yra ribotas, ir tai sukuria tamsius dangaus tarpus, kuriuos mes matome kaip kosmoso platybes.
Taip pat yra keletas kitų veiksnių, dėl kurių erdvė atrodo neapšviesta. Pavyzdžiui, daugelis žvaigždžių laikui bėgant išnyksta arba sprogo ir tai pašalina jų indėlį į šviesos kiekį Visatoje. Be to, žvaigždės šviesą sumažina raudonos spalvos poslinkis - reiškinys, tiesiogiai susijęs su Visatos plėtimusi. Raudonas poslinkis yra panašus į Doplerio efektą, nes abu šie atvejai apima šviesos bangų tempimą.
Doplerio efektas apibūdina šviesos šaltinio judesį stebėtojo atžvilgiu. Šviesa iš objekto, judančio link stebėtojo, suspaudžiama link aukštesnių dažnių arba mėlynojo šviesos spektro galo. Šviesa iš objekto, kuris tolsta, tampa ištempta žemųjų dažnių arba raudonojo galo link.
Raudonas poslinkis neturi nieko bendra su šviesos šaltinio judesiu, o greičiau su atstumu, kurį šviesos šaltinis yra nuo stebėtojo. Kadangi erdvė plečiasi visomis kryptimis, šviesa iš labai tolimo šaltinio eina vis didėjančiu atstumu, o pats plečiamasis atstumas ištempia savo šviesos bangos ilgį link raudonos. Kuo labiau nutolusi galaktika, tuo ilgesnį kelią jos šviesa turi eiti, kad pasiektų Žemę. Kadangi atstumas tarp galaktikos ir Žemės taip pat nuolat didėja, jos šviesa ištempiama link raudonojo spektro galo. Taigi iš labai toli esančių galaktikų šviesa gali būti raudonai pasklidusi iš matomo spektro į infraraudonąją ar, beje, į radijo bangų sritį. Todėl raudonas poslinkis taip pat sumažina matomų žvaigždžių šviesą, pasiekiančią Žemę, ir naktinis dangus tampa tamsesnis.
Šių diskusijų metu padarytą nuotrauką šių metų pradžioje pagamino astronomas Bradas Moore'as iš savo privačios observatorijos netoli Melburno, Australijoje. Ši scena yra netoli Didžiojo Karinios ūko ir yra žinoma kaip NGC 3324. Jis taip pat turi bendrąjį rakto skylės pavadinimą, ir jis, ir Eta Carinae ūkas yra maždaug 9000 šviesos metų nuo Žemės, pietiniame Karinos žvaigždyne. Jį sudaro jaunas, ryškus žvaigždžių spiečius, kai kurie iš jų apšviečia aplinkinius vandenilį turtingus ūkus ir sukelia švytėjimą.
Įdomu tai, kad tai dar vadinama Gabrielos Mistral ūku, nes jis neabejotinai panašus į Nobelio premijos laureatą Čilės poetą. Atidžiai apžiūrėkite ir ūke galite pamatyti jos siluetą.
Tačiau šio stulbinančio įvaizdžio atspalviai nėra tikri. Jie buvo paskirti taip pat atstovauti medžiagą, kuri sudaro šį vaizdą. Deguonį žymi raudona spalva, žalia rodo vandenilio buvimą, o siera - mėlynu atspalviu. Šiam paveikslui reikėjo 36 valandų ekspozicijos per 12,5 colio „Ritchey-Chretien Cassegrain“ teleskopą ir 3,5 megapikselio astronominę kamerą.
Ar turite nuotraukų, kuriomis norėtumėte pasidalinti? Paskelbkite juos „Space Magazine“ astrofotografijos forume arba nusiųskite el. Paštu, ir mes galime juos paskelbti „Space Magazine“.
Parašė R. Jay GaBany
