Чтобы понять, почему небо темнеет ночью, нужно понять устройство Вселенной

Наука и жизньИстория

Так почему же ночью небо тёмное?

Кандидат физико-математических наук Алексей Понятов

Фото Андрея Лисинского

Вопрос лишь на первый взгляд кажется детским. На самом деле ответ на него требует понимания устройства нашей Вселенной не только в космологическом смысле, но и в «просто» физическом. Именно поэтому над ним размышляли многие исследователи прошлого. Пожалуй, на этом парадоксе можно было тестировать космологические воззрения.

Средневековые европейские астрономы полагали, что видимые звёзды, которых не так уж и много, зафиксированы на далёкой вращающейся «сфере неподвижных звёзд». Она всё ещё присутствует даже в трудах Николая Коперника (1473—1543). В то время ответ на поставленный вопрос был очевиден: эти звёзды просто давали мало света.

Развитие астрономии привело к отказу от этой сферы, причём окончательно лишь в XVIII веке. Астрономы вернулись к забытым было представлениям древних о бесконечной Вселенной. Аргументы в её пользу можно найти, например, у Лукреция (I век до н. э.). Вот тут и начались сложности. Бесконечное число звёзд должно было заставить небо всё время ярко светиться, ведь куда ни посмотри, наткнёшься на звезду. Как в лесу взгляд повсюду натыкается на деревья. Расчёты показали, что поверхностная яркость неба должна быть не меньше солнечной! Но этого не наблюдалось. Мы видим чёрное небо с точками звёзд. Так появился фотометрический парадокс, который также называют парадоксом Ольберса или Шезо — Ольберса. Жану Шезо принадлежит первая полная и чёткая его формулировка (1744), но задумывались над этой проблемой и ранее.

Отметим английского астронома Томаса Диггеса (1546—1595), который, похоже, первым поставил такой вопрос. Он полагал, что число звёзд бесконечно, но наблюдаем мы лишь конечное их число. Остальные находятся слишком далеко и крайне слабы для наблюдений. В то время это казалось очевидным. Даже известный астроном Эдмунд Галлей, прославившийся исследованием комет и открытием собственного движения звёзд, в 1721 году думал так же. Но Шезо показал неверность такого решения: огромное число слабых источников должно было всё равно светиться ярко. Впрочем, ряд астрономов, включая Иоганна Кеплера и Отто фон Герике, по-прежнему просто считали число звёзд конечным.

Строение Вселенной по Копернику из работы Томаса Диггеса «Совершенное описание небесных сфер» (1576). Надпись на внешней сфере начинается с «Эта сфера звёзд простирается бесконечно во всех направлениях. Нерушимый дворец счастья украшен бесчисленными, вечными и великолепными огнями, превосходящими наше Солнце по количеству и качеству…». Иллюстрация: Wikimedia Commons/PD

Шезо и Ольберс предполагали, что свету далёких звёзд мешает до нас добраться поглощение в межзвёздной пыли. То, что это тоже неверно, стало ясно веком позже. Дело в том, что эта идея была выдвинута в то время, когда ещё не был известен закон сохранения энергии, а свет и тепло воспринимались как совершенно разные явления. Поэтому физики тогда считали само собой разумеющимся, что свет, поглощённый пылью, исчезал бесследно. К середине XIX века ситуация изменилась. Уже Джон Гершель в 1848 году критиковал это объяснение на основе пока ещё не общепринятого закона сохранения энергии: поглощение «лучистого тепла» от бесконечного числа звёзд должно было разогреть пыль до уровня этих звёзд. В результате, достигнув термодинамического равновесия, она должна была излучать столько же тепла, сколько получала. Правда, у Гершеля свет всё ещё пропадал, но вскоре и с этим вопросом разобрались — разогретая пыль начнёт светиться.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Трагедия Эйнштейна, или счастливый Сизиф Трагедия Эйнштейна, или счастливый Сизиф

Кто самый великий физик?

Наука и жизнь
Мафия Tesla: как бывшие подчиненные Илона Маска становятся его главными конкурентами Мафия Tesla: как бывшие подчиненные Илона Маска становятся его главными конкурентами

Люди, стоявшие у истоков Tesla, которые позднее бросили вызов Илону Маску

Forbes
Опасные гидраты и где они обитают Опасные гидраты и где они обитают

Потепление климата связывают с ростом в атмосфере количества парниковых газов

Наука и жизнь
Хроники русского языка: чем на самом деле различаются гаджет и девайс Хроники русского языка: чем на самом деле различаются гаджет и девайс

Одна из лингвистических заметок Ирины Левонтиной из книги «Честное слово»

Forbes
Когда близнецы не похожи друг на друга Когда близнецы не похожи друг на друга

Почему одни близнецы похожи друг на друга, а другие нет?

Наука и жизнь
«Что такое жизнь? Понять биологию за пять простых шагов» «Что такое жизнь? Понять биологию за пять простых шагов»

Отрывок из книги Пола Нёрса «Что такое жизнь?»

N+1
Вселенная Эдгара По Вселенная Эдгара По

Иногда чуткие к достижениям науки писатели могут предугадывать будущее

Наука и жизнь
Английское убийство Английское убийство

Смерть инакомыслящего: по заказу монарха или по недоразумению?

Вокруг света
Бриллиант высокой кухни Бриллиант высокой кухни

Трюфели — одни из самых изысканных деликатесов мировой кулинарии

Наука и жизнь
Брокер или мошенник: как работают схемы с фейковыми инвестициями в акции и криптовалюты Брокер или мошенник: как работают схемы с фейковыми инвестициями в акции и криптовалюты

Как мошенники отбирают деньги, пользуясь доверчивостью россиян

Forbes
«Сейчас — облом обломович!» «Сейчас — облом обломович!»

Интервью с лидером фракции «Справедливая Россия» в Госдуме Сергеем Мироновым

Огонёк
В Стэнфорде назвали 4 причины «усталости от Zoom» и способы ее предотвратить В Стэнфорде назвали 4 причины «усталости от Zoom» и способы ее предотвратить

4 основные причины, по которым видеоконференции утомляют людей

Inc.
100 самых сексуальных женщин страны: 52-1 100 самых сексуальных женщин страны: 52-1

Итоговый рейтинг «100 самых сексуальных женщин страны – 2019»

Maxim
Nikon разработала двухслойную фотоматрицу со встроенным HDR Nikon разработала двухслойную фотоматрицу со встроенным HDR

Группы пикселей в ней снимают с разной экспозицией

N+1
Айновы карусели Айновы карусели

Как живет единственная крупная в России колония атлантических тупиков

Наука и жизнь
Рената Литвинова — о новом фильме, Земфире-композиторе и 13-м часе Рената Литвинова — о новом фильме, Земфире-композиторе и 13-м часе

Интервью с Ренатой Литвиновой о фильме «Северный ветер»

РБК
«Мне больно, когда выбирают другого»: есть ли польза от ревности? «Мне больно, когда выбирают другого»: есть ли польза от ревности?

Психолог: почему мы ревнуем и что с этим делать?

Psychologies
Парадокс Вселенной: почему измерения квантовых величин нашего мира не дают результатов Парадокс Вселенной: почему измерения квантовых величин нашего мира не дают результатов

На уровне мельчайших частиц наша Вселенная – удивительно тихое место

Популярная механика
Кишечная палочка подавила развитие опухолей в человеческих клетках Кишечная палочка подавила развитие опухолей в человеческих клетках

Бактериальный фермент повысил выживаемость мышей с онкологическими заболеваниями

N+1
10 фильмов о плохих парнях, которых мы все обожаем 10 фильмов о плохих парнях, которых мы все обожаем

Все большие девочки обожают плохих парней - особенно в кино

Cosmopolitan
Три стратегии для тех, кто хочет заставить капитал работать Три стратегии для тех, кто хочет заставить капитал работать

Чем руководствоваться при формировании инвестиционного портфеля

СНОБ
Устанавливаем границы в отношениях с близкими: 6 шагов Устанавливаем границы в отношениях с близкими: 6 шагов

Установить здоровые границы необходимо для того, чтобы сделать отношения крепче

Psychologies
Александр Рогов — о Бали, мини-юбках не для всех и трендах весны Александр Рогов — о Бали, мини-юбках не для всех и трендах весны

Стилист Александр Рогов — об отдыхе на Бали и отношениях с мамой

Cosmopolitan
Как сделать аромат стойким, ярким и шлейфовым: 16 работающих лайфхаков Как сделать аромат стойким, ярким и шлейфовым: 16 работающих лайфхаков

Как продлить стойкость любимым духам, которые почему-то быстро выветриваются

Cosmopolitan
Чисто английский обед Чисто английский обед

Несколько примечательных рецептов из произведений Дороти Л. Сэйерс

СНОБ
Кто такая и как прославилась Инстасамка: биография скандальной блогерши Кто такая и как прославилась Инстасамка: биография скандальной блогерши

Через что прошла Дарья Зотеева на пути к славе?

Cosmopolitan
Юные красавицы: 5 звездных дочерей, которые одеваются круче своих мам Юные красавицы: 5 звездных дочерей, которые одеваются круче своих мам

Лили-Роуз Депп и не только: стильные красавицы, которые одеваются круче мам

Cosmopolitan
На вторых ролях: почему ни один из топ-менеджеров Amazon не стал миллиардером На вторых ролях: почему ни один из топ-менеджеров Amazon не стал миллиардером

Что известно о Энди Ясси и почему он так и не стал миллиардером?

Forbes
Физики измерили асимметрию антикварков внутри протона Физики измерили асимметрию антикварков внутри протона

Асимметрия в распределении верхних и нижних антикварков внутри протона

N+1
Бокс, пробежки и торт «Шварцвальд»: Reuters рассказал о пребывании Навального в Германии после больницы Бокс, пробежки и торт «Шварцвальд»: Reuters рассказал о пребывании Навального в Германии после больницы

Reuters описал пребывание Навального в Германии

Forbes
Открыть в приложении