Prečo vidíme tak málo hviezd na oblohe?

obsah

• Video: bi 2 bluff bl ff
• Video: aj ako science

Prečo single "Buď svetlo!" Vesmír nie je dosť? "Pozrite sa na tú krásu života. Pozrite sa na hviezdy a hľa, oni sami bežať s nimi, "- povedal Marcus Aurelius. Predstavte si, že na nočnej oblohe. Ďaleko od miest, na bezmesačnú noci v najtemnejších miestach, kde ste niekedy navštívili. Možno, že ste išiel na trávu a vzhliadol k nebu. Vzduch je v pohode, je jasná obloha, žiadne mraky a hľadáte nahor vy.

Čo vidíš?

K dispozícii je planéta, svetlé a matné hviezdy, a dokonca aj Mliečna dráha, ktorý môže byť videný vo svojej periférne videnie, keď sa pozriete trochu na stranu. Ale najzaujímavejšie nie je prítomnosť týchto niekoľkých tlmené svetlá na nočnej oblohe, ale skôr skutočnosť, že takmer každý bod, ku ktorému sa vzťahujú, nebo samo o sebe je temná.

Ak si myslíte o tom chvíľu, potom to bude zdať divné. V prípade, že vesmír je v skutočnosti plná hviezd - svetelných bodov vo všetkých smeroch - by ste plne očakávať, že kamkoľvek sa pozriete, v konečnom dôsledku vaša priama viditeľnosť padne na hviezdy.

A akonáhle sa tak stane, budete už vidieť "tmu" v nebi. Každý bod bude naplnený svetlom, bez ohľadu na to, ako ďaleko hviezdy, galaxie alebo iný svetelný bod.

Jedná sa o jednu z najväčších iróniou 19.storočia: fotometrické paradox alebo paradox Olbers, ktorý ukázal, že idea nekonečného vesmíru naplnené nekonečným počtom hviezd, je nezlučiteľná s temnou nočnej oblohy, môžeme všetci hodiniek.

Samozrejme, že riešenie tohto paradoxu spočíva v tom, že keď sa pozrieme na vzdialenom vesmíre, sa pozrieme späť v čase, a keď vesmír existoval v horúcom a hustom, rovnomernejším stavu, došlo v čase, keď neboli žiadne hviezdy. Ak sa pozriete za určitý bod, budete nikdy vidieť jedinú hviezdu.

Po veľkom tresku, vesmír bol horúci, hustý a jednotný, ale tiež rozšíril a ochladí. V čase, keď sa zrazil 380,000 roky, to sa ochladí dosť tvoriť neutrálne atómy prvýkrát. Ale existujú dve prekážky, ktoré nám umožňujú vidieť niečo:

1. Aj keď nie je nič, čo vyžaruje svetlo, nič na pohľad.

2. Vesmír musí byť transparentné.

Hoci tieto dve otázky - formovanie prvých hviezd a transparentnosť vesmíru - často kombinované ako "doby temna", sú to dve rôzne problémy, ktoré treba riešiť.

Po prvé, že nemáte nič na pohľad, kým si vybudovať prvé hviezdy. V tých dňoch, keď bol vesmír začal takmer dokonalý jednotný tvar, ktorý má drobné nedostatky, niektoré oblasti začali s viac hmoty než ostatní. V priebehu doby, gravitácia ťahá spolu tieto mimoriadne husté oblasti stále viac a viac materiálu, teda pestovať v nich zhluky hmoty.

Trvalo desiatky miliónov rokov, ale keď uplynulo dosť času, tieto zhluky vzrástol natoľko veľký, že gravitácia viedla k jeho zrúteniu. A keď sa tieto zrazeniny jadro atómy a molekuly sa stanú dostatočne silná, proces fúzie začala - horenia vodíka paliva na hélium.

Tieto miesta fúzia oceľ jadra prvé hviezdy vo vesmíre je horúco, svetlé a vyžarujú prvé viditeľné svetlo vo vesmíre od prvých krokov horúceho veľkého tresku. K tomu došlo po 50 miliónov rokov od začiatku histórie vesmíru, a to je celkom krátka doba pre prvých hviezd.

Problém je v tom, že my nevidíme žiadny z týchto hviezd.

Vieme, že hviezdy emitujú svetlo, ale rovnako to žiariť hviezdy "temnú hmlovinu» Barnard 68. Táto hmlovina je tma, pretože atómy a molekuly v hmlovine fyzicky absorbuje viditeľné - a preto sú nepriehľadné.

Aj keď jednotlivé atómy majú iba určité atómové prechody, ktoré môžu absorbovať svetlo, keď sú spojené, spolu so všetkými druhmi komplexných konfigurácií, môžu blokovať celé spektrum viditeľného svetla. Tento typ nepriehľadnosti vznikla pri prvej hviezdy: vesmír môže byť, a vyvolalo svetlo, ale nenašiel cestu k našim očiam.

Čo s tým urobíme?

Je nevyhnutné, aby ionizáciu atómov? Alebo presnejšie, reionizirovat pretože kedysi ionizovanej: ešte predtým, než sa stanete neutrálne.

Avšak, tento proces zaberie veľa času a zapojenie miliárd hviezd, ktoré tvoria, emitujú ultrafialové žiarenie a ionizujúceho pokles o viac ako 99% neutrálnych atómov vo vesmíre. Je to postupný proces, ale bude to vyžadovať dokončenie 550 miliónov rokov.

Až do nedávnej doby sme si mysleli, že reionization - tento poslednej fáze vesmíru, čo je transparentný k viditeľnému svetlu - došlo k 450 miliónov rokov po Veľkom tresku, ale ďalším faktorom v podobe 100 miliónov rokov bola stanovená nedávnymi pozorovaniami Planckova satelitu.

Toto, podľa poradia, neznamená to, že najstaršie hviezdy vo vesmíre boli tvorené 100 miliónov rokov neskôr, než sme si predtým mysleli. To znamená, že prvé hviezdy vznikli oveľa, oveľa skôr, než môžeme vidieť, a vytvorili sme hviezd nestačí - a žili dosť dlho - až reionizirovat vesmíru a aby bol transparentný pre svetlo. Vo vesmíre bol jednoducho nestačí povedať: "Buď svetlo!", Chcete vidieť prvé hviezdy: svetlo by malo mať možnosť voľne prechádzať priestorom.

Neexistuje žiadny spôsob, ako je vidieť vo viditeľnom spektre, bez ohľadu na to, ako dobrý je Hubble Space Telescope, bez ohľadu na to, ako dlho sa pozrie na tie časti oblohy, on nikdy neuvidí prvé hviezdy, pretože vesmír je stále nepriehľadný pre viditeľné svetlo ,

Ale je tu nádej, a James Webb Space Telescope má potenciál prekladať, že nádeje do reality.

Ak sa pozerať na dlhé vlnové dĺžky svetla, prašný štruktúra atómov a molekúl, môže byť celkom transparentné týchto vlnových dĺžkach. Hoci HST nikdy nemôžu vidieť hviezdy, bude James Webb nahliadnuť do infračervené (i dlhších) vĺn a musí byť schopný sledovať ich cestu do éry, kedy bol vesmír transparentný k viditeľnému svetlu.

Inými slovami, počas niekoľkých rokov budeme môcť skutočne objavovať prvé hviezdy vesmíru. Možno, že sú neviditeľné pre nás, ale je to chyba našich očí, a nie svetlo.