فضولي الأطفال هي سلسلة للأطفال من جميع الأعمار. إذا كان لديك سؤال تريد أن يجيب عليه خبير ، فأرسله إلى [email protected].
لماذا المساحة مظلمة جدا على الرغم من كل النجوم في الكون؟ – نيخيل ، 15 عامًا ، نيودلهي
لقد كان الناس يسألون عن سبب ظلام الفضاء على الرغم من امتلاء النجوم لفترة طويلة بحيث يكون لهذا السؤال اسمًا خاصًا – مفارقة أولبرز.
يقدر علماء الفلك أن هناك حوالي 200 مليار تريليون نجم في الكون الملحوظ. والعديد من هذه النجوم مشرقة أو حتى أكثر إشراقًا من شمسنا. فلماذا لا تملأ المساحة بالضوء المذهل؟
أنا عالم فلك يدرس النجوم والكواكب – بما في ذلك تلك خارج نظامنا الشمسي – وحركتهم في الفضاء. تساعد دراسة النجوم والكواكب البعيدة علماء الفلك مثلي على فهم سبب ظلام الفضاء.
يمكنك الاستماع إلى المزيد من المقالات من المحادثة ، التي روىها NOA ، هنا.
قد تخمن ذلك لأن الكثير من النجوم في الكون بعيدة جدًا عن الأرض. بالطبع ، صحيح أنه كلما كان النجم بعيدًا عن النجم ، كان يبدو أقل سطوعًا – يبدو نجمًا بعشر مرات بعيدة 100 مرة. لكن اتضح أن هذا ليس الجواب كله.
تخيل فقاعة
تظاهر ، للحظة ، أن الكون قديم لدرجة أن الضوء من أبعد النجوم كان لديه وقت للوصول إلى الأرض. في هذا السيناريو الخيالي ، لا تتحرك جميع النجوم في الكون على الإطلاق.
تصور فقاعة كبيرة مع الأرض في الوسط. إذا كانت الفقاعة حوالي 10 سنوات ضوئية ، فستتضمن حوالي عشرة نجوم. بالطبع ، في عدة سنوات ضوئية ، ستبدو العديد من هذه النجوم خافتة جدًا من الأرض.
إذا واصلت توسيع الفقاعة إلى 1000 سنة ضوئية عبر ، ثم إلى مليون سنة ضوئية ، ثم مليار سنة ضوئية ، فإن أبعد النجوم في الفقاعة ستبدو أكثر إغماءًا. ولكن سيكون هناك أيضًا المزيد والمزيد من النجوم داخل الفقاعة الأكبر والأكبر ، وكلهم يساهمون في الضوء. على الرغم من أن الأبعد من النجوم تبدو خافتة وتيمور ، إلا أنه سيكون هناك الكثير منهم ، وينبغي أن تبدو سماء الليل بأكملها مشرقة للغاية.
يبدو أنني عدت إلى حيث بدأت ، لكنني في الواقع أقرب قليلاً إلى الإجابة.
العمر يهم
في الرسم التوضيحي الخيالي ، طلبت منك أن تتخيل أن النجوم لا تتحرك وأن الكون قديم جدًا. لكن الكون يبلغ من العمر حوالي 13 مليار سنة.
على الرغم من أن هذا وقت طويل بشكل مثير للدهشة من الناحية الإنسانية ، إلا أنه قصير من الناحية الفلكية. إنه قصير بما فيه الكفاية أن الضوء من النجوم أكثر بعيدة من حوالي 13 مليار سنة ضوئية لم يصل بالفعل إلى الأرض بعد. وبالتالي فإن الفقاعة الفعلية حول الأرض التي تحتوي على جميع النجوم التي يمكننا رؤيتها تمتد فقط إلى حوالي 13 مليار سنة ضوئية من الأرض.
لا يوجد ما يكفي من النجوم في الفقاعة لملء كل سطر البصر. بالطبع ، إذا نظرت في بعض الاتجاهات في السماء ، يمكنك رؤية النجوم. إذا نظرت إلى أجزاء أخرى من السماء ، فلا يمكنك رؤية أي نجوم. وذلك لأن النجوم التي يمكن أن تمنع خط الرؤية في تلك البقع المظلمة ، لم تصل إلى الأرض بعد. مع مرور الوقت ، سيكون للضوء من هذه النجوم البعيدة الوقت للوصول إلينا.
تحول دوبلر
قد تسأل عما إذا كانت سماء الليل ستضيء في النهاية تمامًا. لكن هذا يعيدني إلى الشيء الآخر الذي أخبرتك أن تتخيله: أن كل النجوم لا تتحرك. يتوسع الكون في الواقع ، حيث تنتقل المجرات الأكثر بعيدة عن الأرض بسرعة الضوء تقريبًا.
نظرًا لأن المجرات تتحرك بسرعة كبيرة ، يتم دفع الضوء من نجومهم إلى الألوان التي لا تستطيع العين البشرية رؤيتها. ويسمى هذا التأثير تحول دوبلر. لذا ، حتى لو كان لديه وقت كافٍ للوصول إليك ، فلا يزال بإمكانك رؤية الضوء من النجوم البعيدة بعينيك. ولن تكون سماء الليل مضاءة تمامًا.
إذا انتظرت لفترة أطول ، فسوف يحترق النجوم في النهاية – نجوم مثل The Sun حوالي 10 مليارات سنة فقط. يفترض علماء الفلك أنه في المستقبل البعيد – بعد ألف تريليون سنة من الآن – سيصبح الكون مظلمًا ، يسكنه بقايا رائعة فقط مثل الأقزام البيضاء والثقوب السوداء.
على الرغم من أن السماء الليلية لدينا ليست مليئة بالنجوم ، إلا أننا نعيش في وقت خاص للغاية في حياة الكون ، عندما نكون محظوظين بما يكفي للاستمتاع بسماء ليلية غنية ومعقدة ، مليئة بالضوء والظلام.
مرحبا يا أطفال فضوليين! هل لديك سؤال تريد أن يجيب عليه خبير؟ اطلب من شخص بالغ إرسال سؤالك إلى [email protected]. من فضلك قل لنا اسمك وعمرك والمدينة التي تعيش فيها.
وبما أن الفضول ليس له الحد الأقصى للسن – البالغين ، فأخبرنا بما تتساءل أيضًا. لن نتمكن من الإجابة على كل سؤال ، لكننا سنبذل قصارى جهدنا.
يتم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة ، وهي مؤسسة إخبارية مستقلة غير ربحية تجلب لك الحقائق والتحليلات الجديرة بالثقة لمساعدتك على فهم عالمنا المعقد. كتبه: براين جاكسون ، جامعة ولاية بويز
اقرأ المزيد:
يتلقى برايان جاكسون منحًا بحثًا ممولة من ناسا.