מדוע שמים הלילה כהה?

DIY Night Routine Life Hacks! 30 DIY Hacks - DIY Makeup, Healthy Recipes & Room Decor (יולי 2019).

Anonim

כל יום, כשהשמש מתגלגלת מערבה, היא מושכת את השמיכה הכחולה של המשי עוטפת אותה יחד איתה. כאשר שמיכה זו מחליקה מערבה, המזרח חשוף בהתמדה לחושך החשוף של החלל החיצון. החלל עשוי להיות חשוך, אבל הוא לא ריק. שמי הלילה מנומרים בכוכבים אינספור, אולי זוהרים אפילו יותר מהשמש שלנו, שסובבים סביבם עולמות שלא נחקרו.

(צילום: Pixabay)

הגלקסיה שלנו לבדה סביב 200 מיליארד כוכבים ויש לפחות 100 מיליארד גלקסיות ביקום הנצפה! אם השמים חשופים כל לילה לכמעט מספר אינסופי של כוכבים הבוערים בהירים כמו השמש, מדוע שמי הלילה כה כהים?

המשימה

"החיפוש שלנו" התחיל עם אריסטו, שהאמין שכל הכוכבים, כולל השמש, הירח וכל כוכבי הלכת במערכת השמש שלנו סובבו סביב כדור הארץ במעגלים קונצנטריים. עם זאת, היוונים ציינה כי כוכבים רבים נראה קבוע; לא נראה שהם זזים, ללא קשר לכיוון שממנו הם נראו. תלמי סיכם את הנוף הזה במודל שבו, למעט הקרום החיצוני העבה של כוכבים קבועים, כל גוף שמימי מסתובב סביב כדור הארץ.

מה שהיה מעבר ל'כוכבים קבועים' לא היה צלול. עמימות זו, לעומת זאת, הותירה מקום לגיהנום ולשמים.

עם זאת, למרות המודל נראה טוב על הנייר, זה לא יכול ליישב את המסלולים של כוכבי הלכת זה ניבא עם מה שנצפה בפועל. המודל שיכול היה ליישב חיזוי והתבוננות היה המודל של קופרניקוס. הוא פשוט הציע שזה כדור הארץ וכוכבי הלכת שסובבים סביב השמש, ולא להיפך. קופרניקוס, כומר, כדי לא להיות מושמץ ככופר, פרסם את רעיונותיו בעילום שם.

הדגם שלו אושר כאשר גלילאו צפה בלהקה של ירחים שסובבה סביב יופיטר. עם זאת, לאכזבתו של קפלר (התראה OCD), כוכבי הלכת לא הסתובבו סביב השמש במעגלים מושלמים, אלא במעגלים מוארכים מעט או באליפסות. יתר על כן, חרדתו החריפה כאשר הוא מצא כי כוח המשיכה שקושר את השמש ואת כוכבי הלכת הוא לא, כפי שהוא חזה, מגנטי.

הכוח הוא, כפי שכולנו יודעים עכשיו, כוח הכבידה . התיאוריה של כוח הכבידה הונחה לראשונה על ידי ניוטון ב Principia Mathematica שלו , אולי ההישג האינטלקטואלי הגדול ביותר בהיסטוריה של המדעים הפיזיקליים. לבסוף, המודל של קופרניקוס החליף את המודל של תלמי לחלוטין, אבל ניוטון עדיין היה מוטרד על ידי חוסר פעילות של "כוכבים קבועים". אם כוח הכבידה אילץ חפצים מסיביים למשוך, מדוע הם אינם נעים זה אל זה? למעשה, אם הכוכבים היו סופיים במספר, הם לא צריכים ליפול יחד בשלב מסוים?

ניוטון טען כי זה לא יהיה המקרה אם באמת יש מספר אינסופי של כוכבים מופץ אחיד על פני שטח אינסופי. עכשיו, כי כל כוכב הוא מוקף כוכבים אינסופי, אין נקודת מרכז ליפול לתוך. עם זאת, הפילוסוף הגרמני היינריך אולברס טען כי אם היקום היה מורכב מכוכבים אינסופיים, אז כל קו ראייה מפני כדור הארץ צריך בסופו של דבר על פני אחד. זה יגרום השמים כולו, במהלך הלילה וגם ביום, להיות בהיר כמו השמש. אולברס העריך שהנושא בינינו לבין הכוכבים יכול לספוג את אורם ולמנוע ממנו להגיע אלינו. עם זאת, כל כך הרבה חום ואור היה לחמם את העניין להתערב עצמה, מה שגרם לו להפוך ליבון. הבהירות מעדיפה להיות מורכבת. אז למה זה לא כך?

התשובה לשאלה שלך ושל אולבר ברורה כמו המודל של קופרניקוס.

היקום המתרחב

אם יש תרחיש אחד שבו שמים הלילה, חשוף למספר אינסופי של כוכבים, לא יכול להיות בהיר כמו פני השמש, זה אחד שבו הכוכבים לא היה מאיר לנצח, אלא קפץ אל תוך כמה זמן סופי בעבר. בתרחיש זה, שמי הלילה הם כהים, כי גם האור מן הכוכבים שזה עתה נולדו לא הגיע אלינו או שהנושא המתערב אינו מחומם מספיק.

ערפילית אוריון, אחת ממשתלות הכוכבים הקרובות שלנו (צילום: פרזאנץ / פוטוליה)

עם זאת, קפיצות אל תוך המציאות מחייבת אותנו לשאול מה האירועים גרמו לקיום זה? ואיזה אירועים גרמו לאירועים שהביאו את הכוכבים לקפיצה? אפשר להתחקות אחר השאלות 'מה גרם' לשאלה הראשונה. היקום, למעשה, יש סיבה ראשונה . זה נקרא המפץ הגדול וזה התרחש לפני 13.7 מיליארד שנה. מדהים עוד יותר הוא העובדה, מאז לידתו, היקום לא הפסיק לגדול.

אדווין האבל, אחד האסטרונומים המוכרים ביותר בהיסטוריה, למד זאת בשנת 1929, כאשר הבחין כי ללא קשר למקום שבו מסתכלים, גלקסיות רחוקות מתרחקות מאיתנו במהירות עצומה. הוא עשה את ההתבוננות המהפכנית שהיקום מתפשט ! לאחר מכן, חישבנו את גילו על ידי מעקב אחר ההתרחבות לנקודה אחת, נקודת הצפיפות האינסופית שהופיעה פתאום בפתאומיות והתרחבה אל היקום הרחב שאנו רואים כיום. סטיבן הוקינג האמין ש"זה כנראה התגלית המדהימה ביותר של הקוסמולוגיה המודרנית ".

המפץ הגדול של היקום. (צילום: ויקיפדיה Commons)

ככל שהיקום ממשיך להתרחב, כוכבים רחוקים וגלקסיות מתרחקים יותר ויותר מאיתנו. האור עשוי להיות הדבר המהיר ביותר ביקום, אבל מהירותו עדיין סופית. אור שמקורו בכוכבים במרחק מיליון שנות אור ייקח לנו מיליון שנה להגיע אלינו. מה שאנחנו רואים ולכן הוא לא הכוכב כפי שהוא קיים עכשיו, אבל איך זה היה לפני מיליון שנה. אולי זה עלול להיות מת, אבל אנחנו רק ללמוד כי לאחר מיליון שנים.

יתר על כן, האנרגיה של האור מתמעטת כאשר הכוכבים נסוגים, בדיוק איך צופר של רכבת מתרחקת. אורך הגל של האור התפוצץ במהלך המפץ הגדול בהדרגה נמתח מקרני גמא למיקרוגל. ממצא זה הוביל את הפיזיקאים לטפח תחבולה שהמסע שלנו עשוי להסתיים בחומרה. הכוכבים שאנו רואים הם גלויים כי הם לא נסוג עד כה לפלוט אורכי גל שקודמים לטווח הנראה ולא מאירים מספיק מבריק לפלוט אורכי גל שיצליחו.

(צילום: ואן גוך / ויקיפדיה)

עם זאת, כמו היקום ממשיך להתרחב, הכוכבים כי הדור הזה למד ייסוג עד כה, כי כלי האסטרונומיה של הדורות הבאים יהיה שימושי כמו משקפיים עבור עיוור. הם היו קיימים בלימבו תמידי. כיום, אנו חיים בעידן Goldilocks של האסטרונומיה, אם אנחנו רוצים לדעת למה אנחנו כאן ומניין באנו, עכשיו נראה הזמן הטוב ביותר.