چرا با وجود انبوهی از ستاره‌ها، فضا تاریک است؟/ عکس

0 65 زمان تقریبی مطالعه 3 دقیقه

تینا مزدکی_ من یک ستاره شناس هستم که ستارگان و سیارات، از جمله سیارات خارج از منظومه شمسی ما و حرکت آنها را در فضا مطالعه می‌کنم. مطالعه ستارگان و سیارات دور به ستاره شناسانی مانند من کمک می‌کند تا بفهمند چرا فضا تا این حد تاریک است.

ممکن است حدس بزنید به این دلیل است که بسیاری از ستارگان در جهان، بسیار دور از زمین هستند. البته، درست است که هر چه ستاره دورتر باشد، روشنایی آن کمتر به نظر می‌رسد؛ ستاره‌ای که 10 برابر دورتر است، 100 برابر تیره‌تر به نظر می‌رسد. اما معلوم شد که این تمام پاسخ نیست.

برای لحظه‌ای فرض کنید که جهان آنقدر پیر است که نور حتی از دورترین ستارگان زمان به زمین برسد. در این سناریوی خیالی، تمام ستارگان جهان اصلاً حرکت نمی‌کنند.

یک حباب بزرگ را با زمین در مرکز تصویر کنید. اگر قطر حباب حدود 10 سال نوری باشد، حدود 12 ستاره را در خود جای داده‌است. البته، در فاصله چند سال نوری از زمین، بسیاری از آن ستاره‌ها از زمین بسیار کم نور به نظر می‌رسند. اگر حباب را تا 1000 سال نوری، سپس به 1 میلیون سال نوری و سپس 1 میلیارد سال نوری بزرگ کنید، دورترین ستاره‌های حباب کم‌نورتر به نظر می‌رسند. اما ستاره های بیشتری نیز در داخل حباب وجود خواهند داشت که همه آنها به شدت نور کمک می‌کنند. حتی اگر دورترین ستاره‌ها کم نورتر و کم نورتر به نظر می‌رسند، تعداد آنها بسیار زیاد خواهد بود و کل آسمان شب باید بسیار روشن به نظر برسد.

به نظر می رسد من به همان جایی که شروع کردم برگشته ام، اما در واقع کمی به پاسخ نزدیکتر شده‌ام.

در تصویر حباب خیالی، از شما خواستم تصور کنید که ستاره‌ها حرکت نمی‌کنند و جهان بسیار قدیمی است. اما جهان تنها حدود 13 میلیارد سال سن دارد.

چرا با وجود انبوهی از ستاره‌ها، فضا تاریک است؟/ عکس — کهکشان‌هایی که تقریباً 13.1 میلیارد سال سن دارند، در عکسی که توسط تلسکوپ فضایی جیمز وب گرفته شده‌است.

اگرچه این زمان از نظر انسانی بسیار طولانی است، اما از نظر نجومی کوتاه است. این به اندازه کافی کوتاه است که نور ستاره‌های دورتر از حدود 13 میلیارد سال نوری هنوز در واقع به زمین نرسیده است و بنابراین حباب واقعی اطراف زمین که شامل تمام ستارگانی است که ما می‌توانیم ببینیم، تنها تا حدود 13 میلیارد سال نوری از زمین گسترش یافته‌است.

در نتیجه ستاره‌های کافی در حباب برای پر کردن تمام خطوط دید وجود ندارد. البته، اگر به برخی از جهت‌ها در آسمان نگاه کنید، می‌توانید ستاره‌ها را ببینید. اگر به بخش‌های دیگر آسمان نگاه کنید، هیچ ستاره‌ای را نمی‌بینید. و این به این دلیل است که در آن نقاط تاریک، ستارگانی که می توانند خط دید شما را پر کنند بسیار دور هستند، نور آنها هنوز به زمین نرسیده است. با گذشت زمان، نور این ستارگان دورتر و بیشتر زمان خواهد داشت تا به ما برسد.

چرا با وجود انبوهی از ستاره‌ها، فضا تاریک است؟/ عکس

ممکن است بپرسید که آیا آسمان شب در نهایت به طور کامل روشن می‌شود؟ اما این مرا به چیز دیگری که به شما گفتم تصور کنید برمی گرداند:« جهان در واقع در حال انبساط است و دورترین کهکشان ها با سرعتی نزدیک به نور از زمین دور می شوند.»

از آنجایی که کهکشان‌ها به سرعت دور می‌شوند، نور ستاره‌های آنها به رنگ‌هایی هدایت می‌شود که چشم انسان نمی‌تواند ببیند. این اثر تغییر داپلر نامیده می‌شود. بنابراین، حتی اگر زمان کافی برای رسیدن به شما داشته باشد، باز هم نمی‌توانید نور دورترین ستاره‌ها را با چشمان خود ببینید و آسمان شب به طور کامل روشن نمی شود.

اگر حتی بیشتر صبر کنید، در نهایت ستارگان خواهند سوخت؛ ستارگانی مانند خورشید تنها حدود 10 میلیارد سال عمر می‌کنند. ستاره‌شناسان فرض می‌کنند که در آینده دور، هزار تریلیون سال دیگر، جهان تاریک خواهد شد و تنها بقایای ستاره‌ای مانند کوتوله‌های سفید و سیاهچاله‌ها در آن ساکن خواهند شد.

اگرچه آسمان شب ما به طور کامل پر از ستاره نیست، ما در زمان بسیار خاصی از جهان زندگی می‌کنیم، زمانی که به اندازه کافی خوش شانس هستیم که از یک آسمان شب غنی و پیچیده، پر از نور و تاریکی لذت ببریم.

منبع: space