Звездное небо черное


2 Александр Щербатый:
"Если объяснять проще, то светимость звезд падает с расстоянием как 1/R^2, а количество звезд увеличивается кубически ρ*a^3 (где a — сторона куба). Т.е. количеством звезд мы побеждаем ослабление их светимости."

Это-то я понимаю. Но это объяснение того, что, при постоянной плотности звезд, чем больший объем космоса мы охватим, тем больше будет светимость. Однако к чему будет стремиться эта светимость при бесконечном радиусе — к бесконечности?
Я не уверен. Светимость может возрастать не до бесконечности, а асимтотически приближаться к некоторому пределу.
А в чем будет выражаться зависимость светимости от плотности распределения звезд? Неужели при бесконечном пространстве, заполненном звездами, небо будет светиться одинаково ярко при плотности в 1 звезду на парсек^3, и при плотности в 0.0000001 звезды на парсек^3?

PS Математически Ваше доказательство вполне убедительно. Из него следует, что светимость должна расти линейно от радиуса (в знаменателе — R в кубе, в числителе — в квадрате), а угол наклона прямой зависеть от плотности звезд.
Но не слишком ли это просто, не требуется ли здесь более изощренный математический аппарат. Что-то мне подсказывает, что с бесконечным увеличением радиуса, свет от все большей части удаленных звезд будет блокироваться — упираться в уже заполненные точки.


Есть еще одно соображение: светимость будет бесконечной, если на единицу объема каждую секунду будет приходится бесконечное количество фотонов. У любого фотона в такой бесконечной вселенной неизбежно будет ограничено среднее время жизни — рано или поздно каждый фотон будет поглощен звездой. Каждая звезда испускает колоссальное, но все же КОНЕЧНОЕ число фотонов в единицу времени. Будучи умноженным на среднее время жизни фотона, это количество даст среднее количество фотонов, испущенных одной звездой и находящихся где-либо во Вселенной в данный момент времени. Количество звезд в единице объема Вселенной всегда конечно. Количество фотонов в единице объема тоже окажется КОНЕЧНЫМ, хотя и очень большим. И значит фотоны не заполнят непрерывно все пространство космоса, между ними останутся путые промежутки, как и между звездами. Соответственно, и светимость не должна достигнуть бесконечности…

Источник: vk.com

В очередной раз благодарю своего друга Звездное небо черноеwakeuphuman за информацию и подсказки, которые были использованы в этой статье.


Звездное небо черное
На заре астрономии, исследователи задавались вопросом: почему при всем огромном количестве звезд на небе (нашей Галактики Млечный путь и световых потоков от других галактик) – мы видим черное ночное небо с достаточно низкой плотностью видимых звезд. Да, в телескоп можно увидеть гораздо больше звезд. Но и этот инструмент не усиливает визуальный эффект до такой степени, чтобы видеть сплошную пелену из миллиардов светил. Итак, что говорит наука по этому поводу…

Существует Фотометрический парадокс (парадокс О́льберса) — один из парадоксов дорелятивистской космологии, заключающийся в том, что в стационарной Вселенной, равномерно заполненной звёздами (как тогда считалось), яркость неба (в том числе ночного) должна быть примерно равна яркости солнечного диска.

Звездное небо черное
B бесконечной статической Вселенной, всё пространство которой заполнено звёздами, всякий луч зрения должен оканчиваться на звезде, аналогично тому, как в густом лесу мы обнаруживаем себя окружёнными «стеной» из удалённых деревьев. Поток энергии излучения, принимаемого от звезды, уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния до неё.
угловая площадь (телесный угол), занимаемая на небе каждой звездой, также уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния, из чего следует, что поверхностная яркость звезды (равная отношению потока энергии к телесному углу, занимаемому на небе звездой) не зависит от расстояния. Поскольку наше Солнце является во всех отношениях типичной звездой, то поверхностная яркость звезды в среднем должна быть равна поверхностной яркости Солнца. Когда мы смотрим в какую-то точку неба, мы видим звезду с той же поверхностной яркостью, что и Солнце; поверхностная яркость соседней точки должна быть такой же, и вообще во всех точках неба поверхностная яркость должна быть равна поверхностной яркости Солнца, поскольку в любой точке небосвода должна находиться какая-нибудь звезда. Следовательно, всё небо (независимо от времени суток) должно быть таким же ярким, как и поверхность Солнца.

Впервые этот парадокс сформулировал во всей его полноте швейцарский астроном Жан-Филипп Луи де Шезо в 1744 году, хотя аналогичные мысли высказывали ранее и другие учёные, в частности, Томас Диггес, Иоганн Кеплер, Отто фон Герике и Эдмунд Галлей. Иногда фотометрический парадокс называется парадоксом Ольберса в честь астронома, который привлёк к нему внимание в XIX веке.

Шезо и Ольберс предполагали разрешить этот парадокс предположением, что облака космической пыли экранируют свет далёких звёзд. Однако (как впервые отметил Джон Гершель в 1848 году) это объяснение неправильно: в однородной изотропной Вселенной в силу закона сохранения энергии пыль сама должна нагреваться и светиться так же ярко, как звезды.


Внятного научного объяснения не существует. Некоторые астрофизики даже отсылают к космологической поэме Эдгара По «Эврика», где якобы дается ответ.

Некоторые объясняют такое отсутствие звезд на ночном небе красным смещением при удалении звезд и галактик. Когда видимый спектр сдвигается в инфракрасный. Во-первых, все от нас не могут удаляться. Многие движутся с Солнцем по кругу вокруг центра Галактики. Во-вторых, даже если видимый спектр сдвинулся, то сдвинется и ультрафиолетовый – он станет видимым.

Звездное небо черное
Наша Галактика (вернее, взгляд на диск изнутри диска) на ночном небе в инфракрасном диапазоне. Как видно, яркость гораздо выше чем в видимом диапазоне. И она уменьшается (снижается плотность звезд) при удалении от нее.

Звездное небо черное
Вот так бы выглядела наша Галактика при виде с боку. Обратите внимание какова светимость в центре этой галактики и около плоскости ее диска.

Подробное математическое рассмотрение этого решения вопроса было дано Уильямом Томсоном (лордом Кельвином) в 1901 году. Оно основано на конечности возраста Вселенной и конечности скорости света.
скольку (по современным данным) более 13 млрд. лет назад во Вселенной не было галактик и квазаров, свет от самых далёких звёзд, которые мы в принципе можем наблюдать, идёт около 13 млрд лет. Это устраняет основную предпосылку фотометрического парадокса — то, что звёзды расположены на любых, сколь угодно больших расстояниях от нас. Вселенная, наблюдаемая на бо́льших расстояниях, настолько молода, что звёзды ещё не успели в ней образоваться. Иначе говоря, свет от очень далёких звёзд ещё не успел до нас дойти за время существования Вселенной.

Но смотрите, эта модель объясняет данный вопрос лишь при том условии, что никаких скоплений звезд в галактиках и скоплений самих галактик не существует. Т.е. если звезды примерно равномерно распределены по Вселенной. Давайте не будем заглядывать на большие расстояния и посмотрим на нашу Галактику и на нашу соседку – галактику Андромеда.

Плотность звезд в нашей и в других галактиках увеличивается при приближении к ее центру:

Звездное небо черное
Но мы не видим этого скопления на небе, хотя оно должно выглядеть точно так, как светящийся сгусток и даже в яркий солнечный день.

Расстояние от Солнца до центра нашей Галактики 40 тысяч световых лет. Запомним это. На расстоянии 2,5 миллиона световых лет от нас находится галактика, близнец нашей — Андромеда. Содержит в себе 200 миллиардов звезд. Посмотрите на ее снимок, сделанный телескопом Хаббл в 4К и видео:

Звездное небо черное



Обязательно включите субтитры и прочтите эти субтитры на видео.

Звездное небо черное

Звездное небо черное
Выделенный и увеличенный фрагмент галактики Андромеда

Звездное небо черное
Впечатляет? Напомню, что наша галактика Млечный путь – очень похожа на соседку, Андромеду. И где это великолепие на небе?

После просмотра мысленно помести себя в точку в Андромеде, примерно соответствующее положению Солнца. И представьте, что смотрите ночью в сторону центра галактики, который содержит половину из 200 миллиардов звезд в себе и светится как единый монолитный шар без промежутков между звездами. Картина должна быть еще более впечатляющей! Но ее нет!


И да, с расстояния в 40 тысяч световых лет свет уже давно бы дошел до нас, верно? Т.е. объяснения астрофизиков не объясняют то, что увидел ХАББЛ. В нашей Галактике Млечный путь со строением, подобным как у Андромеды — в сторону центра галактики было бы море света — яркое пятно. Но этого нет. У нас там мрак.

Скажете, что свет поглощает межзвездный газ и пылевые гигантские облака? Пример – Андромеда и другие аналогичные типы галактик — такого не наблюдается. К тому же, сами газопылевые туманности тоже светятся.

Звездное небо черное
Газопылевые туманности должны немного приглушать, рассеивать, а иногда и переизлучать свет от звезд. И они не занимают весь объем галактики.

Звездное небо черное
Может быть, у нас уникальная Галактика с низкой плотностью звезд? Возможно, но центр Галактики всегда яркий из-за на порядки большей плотности расположения звезд. Повторюсь – его мы не и видим на ночном небе.

Звездное небо черное
Кликабельно. Этот Хаббл снял центр нашей якобы Галактики. Обратите внимание — плотность звезд ниже чем в Андромеде. Есть межзвездные пустоты. И самое главное — размер звезд примерно одинаков. Только до Андромеды 2,5 миллиона световых лет. А до центра Млечного пути 40 тысяч световых лет.


Возможные объяснения.

Атмосфера Земли поглощает свет звезд? Врят ли. Яркого звездного неба не видят и космонавты. На снимках из космоса звезд еще меньше (судя по снимкам), чем при взгляде с поверхности Земли. Центр Галактики должен быть ярким даже при поглощении земной атмосферой.

Есть конспирологическое объяснение – голографический купол над (вокруг) Землей. Бездоказательная версия. Над ней можно лишь спорить. Нет фактов – нет и объяснений.

Еще одна версия – виртуальность нашего мира. От атома до скоплений галактик, вселенной в целом. Впрочем как и сам человек, его тело – программа с погруженным в эту среду разумом из реального мира. Матрица.
Нам показывают картинки, которые не согласуются с расчетными. Просто так делает программа Архитектора из-за изначально неправильно выбранных параметров. Багги действительности. Но это отдельная тема. И к ней мы еще вернемся.
***

Следующий интересный космологический факт:

Звездный мост между галактиками



В этом ролике показаны примеры звездных мостов между галактиками, которые объясняются гравитационными взаимодействиями между ними.

Новость на эту тему:
Очередное открытие сделала международная команда учёных во главе с астрономами из Кембриджского университета с помощью обсерватории Европейского космического агентства Gaia. Согласно новым данным, между галактиками-спутниками Млечного Пути – Большим и Малым Магеллановыми Облаками – пролегает «мост» из светил, простирающийся более чем на 43 тысячи световых лет.
Источник

Звездное небо черное
Объект NGC 4676B (Arp 242). Эти две галактики имеют хвосты из газа и пыли, сформированные в результате гравитационного взаимодействия.

Звездное небо черное
Галактика Головастик. Возможно образован после столкновения галактик

Звездное небо черное
Галактика NGC 4676B

Звездное небо черное
Пекулярная пара галактик Arp 295

Существует А́тлас пекуля́рных галактикк куда занесены подобные галактики. Посмотреть можно здесь


Звездное небо черное
Пример из каталога

Хотя, ничего сверхъестественного в этих явлениях, возможно и нет – это лишь проявления гигантских по масштабу и силе взаимодействий. Гравитационных, как скажут современные астрофизики. Но напомню, что гравитон, переносчик этого взаимодействия так и не найден, не открыт. Даже Большой адронный коллайдер не помог. Считаю, взаимодействие идет на ином уровне. Я до сих пор не меняю своего мнения, что гравитация = давление потока эфира на пути к центрам звезд, планет, галактик. А движется эфир по спирали. Отсюда и форма большинства галактик – «водоворот», спираль.

Источник: sibved.livejournal.com

Парадокс Ольберса

«Парадокс Ольберса», более известный в науке как «Фотометрический парадокс», который поможет нам объяснить, почему ночное небо по большей части темное.

Причина заключается в том, что Вселенная не бесконечна и не статична. Если бы это было не так, и существовало бы бесконечное количество звезд, они находились бы на своих местах всегда, а мы бы действительно видели яркое ночное небо.

У предела Вселенной есть и естественное объяснение. Если Вы бывали в лесу, который описан выше, Вы могли заметить определенный разрыв между деревьями. Это место означало бы окраину леса. Также, Вселенная может быть ограничена во времени. Соответственно, свет от далеких звезд попросту не успел дойти до нас.

Источник: zen.yandex.ru

Немецкий астроном Генрих Вильгельм Ольберс ( Heinrich Wilhelm Olbers) в начале 19-го века недоумевал: почему ночью небо черное? Почему его не озаряют бесчисленные звезды? В этом недоразумении — суть парадокса, названного именем астронома, — парадокс Ольберса (Olbers’ paradox).

По логике астронома, да и вообще, по здравому разумению, ночному небу следовало бы выглядеть эдаким сверкающим куполом, сплошь усыпанным фонарями звезд, от которых должно быть светло, как днем. Но почему-то не светло ночами. Парадокс.

И вот недавно британские ученые из Ноттингемского университета (University of Nottingham, U.K), ведомые Кристофером Конселисом (Christopher Conselice), подвели итоги исследований, длившихся более 15 лет, и нашли разгадку — не менее парадоксальную, чем сам парадокс Ольберса. Они выяснили, что в обозримой Вселенной , как минимум, в 10 раз больше галактик, чем принято было считать.

В начале 90-х годов прошлого века в астрономической среде устоялось мнение, что нас окружают 200 миллиардов галактик. Эта оценка была сделана на основе данных, собранных в то время космическим телескопом «Хаббл» (Hubble).

Конселис с коллегами обратились к более свежим и более «глубоким» наблюдениям, составили компьютерные модели, синтезировали 3-Д изображения. И обнаружили «галактическую недостачу». А именно то, что плотность галактик на самом деле выше, чем кажется — то есть, в единице объема их в 10 раз больше.

«Страшно подумать, но нам предстоит обнаружить еще более 90 процентов галактик. И кто знает, какими интересными свойствами они будут обладать. Современная техника не позволяет наблюдать за этими галактиками. Но мы сможем исследовать их с помощью телескопов нового поколения», — приводит слова ученого сайт НАСА.

Конселис уверяет: в обозримой Вселенной более 2 триллионов галактик. А в молодой Вселенной их было еще больше. Но многие слились. Процесс этот, кстати, продолжается. И когда-нибудь наша галактика Млечный путь сольется с соседней — Туманностью Андромеды. Они неуклонно сближаются.

Но вернемся к парадоксу. Раз галактик больше, то и небо ночами должно бы светиться еще ярче, чем представлял себе Ольберс? Отнюдь, объясняет Конселис. Да, галактик столько, что каждая точка на небе содержит какую-нибудь из них. Но большинство расположены так далеко, что свет от их просто теряется по пути. В том числе и от красного смещения, и в облаках космической пыли. В результате вместо «фонаря» на небе появляется темное пятно.

Открытие Конселиса не только пугает, но и в который раз заставляет задуматься — одиноки ли мы во Вселенной. Ну, не может такого быть, что бы где-то в необозримых космических глубинах — хотя бы в тех еще необнаруженных 90 процентах галактик, не завелся кто-то еще разумный.

Прикинем. Галактик — 2 триллиона. В каждой — от 100 миллиардов до триллиона звезд. У каждой звезды, как теперь считают астрономы, по 3-4 планеты, как минимум. Астрономическое число планет — с 24 нулями. И нет еще одной обитаемой? Поверить трудно.

Грустно другое. Если Эйнштейн прав и быстрее света передвигаться невозможно, то пообщаться с братьями по разуму не получится. Никогда не получится. Не долетим друг до друга. Хотя узнать о существовании соседей наверное сможем.

Подробнее о шансах найти внеземную жизнь читайте

Вероятность существования братьев по разуму 18 процентов.

Источник: www.kp.ru

До недавнего времени большинство учебников по астрономии не могли верно ответить на этот вопрос, хотя Эдгар По дал нам подсказку еще 140 лет назад. “Наука” публикует фрагмент книги Митио Каку “Параллельные миры" о том, почему нам кажется, что между звездами ничего нет.

Еще во времена Иоганна Кеплера астрономы знали, что если бы Вселенная была однородной и бесконечной, то, куда бы мы ни бросили взгляд, мы видели бы небо, освещенное бесконечным количеством звезд. В какую бы точку ночного неба ни был устремлен наш взгляд, он в конце концов натыкался бы на несметное количество звезд, и мы видели бы небо, залитое бесконечным количеством звездного света. Тот факт, что ночное небо — черное, а не яркое, веками считался глубоким космическим парадоксом.

За сотни лет было предложено множество неверных объяснений. Замешательство, вызванное этим парадоксом, было столь массовым (если массой считать ученое сообщество), что, согласно результатам исследования, проведенного в 1987 году, 70% учебников по астрономии давали неверный ответ на этот вопрос. Как ни странно, первым в истории человеком, решившим парадокс Ольберса, стал американский автор детективов Эдгар Аллан По, который увлекался астрономией. Перед самой смертью он опубликовал многие из своих наблюдений в неоднозначной философской поэме под названием «Эврика: Прозаическая поэма». Вот замечательный отрывок:

Если бы непрерывность звезд была бесконечна, тогда бы заднее поле неба являло нам единообразную светящесть, подобную исходящей от Млечного Пути, ибо безусловно не было бы точки на всем этом заднем поле, где не существовало бы звезды. Единственный способ поэтому, при таком положении вещей, понять пустоты, что открывают наши телескопы в бесчисленных направлениях, — предположить, что рассеяние от незримого заднего поля так несметно, что ни один его луч доселе совершенно не мог нас достигнуть.

В заключение По писал о том, что эта мысль «слишком прекрасна, чтобы не содержать в себе Истину как неотъемлемую свою составляющую». Это и есть ключ к верному ответу. Возраст Вселенной не бесконечен. Рождение мира было. Нашему взгляду доступна лишь некая часть звездного света. Свету наиболее отдаленных от нас звезд не хватило времени, чтобы достичь наших взоров. Космолог Эдвард Харрисон, впервые обнаруживший, что По разрешил парадокс Ольберса, написал: «Когда я впервые прочел слова По, я был поражен: как мог поэт, в лучшем случае ученый-любитель, 140 лет назад уловить верное объяснение, в то время как в наших колледжах до сих пор преподают объяснение неправильное?»

Звездное небо черное

В 1901 году шотландский физик лорд Кельвин также нашел верное решение. Он осознал, что, глядя на ночное небо, мы видим его в прошлом, а не таким, каково оно сейчас, поскольку скорость света, хоть и гигантская по земным меркам (299 792 458 м /с), все же конечна, и свету отдаленных звезд необходимо время, чтобы достичь Земли. По подсчетам Кельвина, для того чтобы ночное небо было белым, Вселенная должна бы растянуться на сотни триллионов световых лет. Но поскольку Вселенной не триллионы лет, небо будет только черным. (Существует также второй фактор, который способствует решению вопроса, почему ночное небо черное; и этот фактор — конечный жизненный цикл звезд, измеряющийся миллиардами лет.) Недавно появилась возможность экспериментально проверить правильность решения По при помощи таких спутников, как космический телескоп «Хаббл». Столь мощные телескопы, в свою очередь, позволяют нам ответить на вопрос, который задают даже дети: «Как далеко от нас самая далекая звезда? И что лежит за самой далекой звездой?»

Чтобы ответить на эти вопросы, астрономы запрограммировали космический телескоп «Хаббл» для решения исторической задачи — заснять самую отдаленную точку Вселенной. Для того чтобы уловить чрезвычайно слабые сигналы из отдаленнейших уголков космоса, телескопу предстояло выполнить беспрецедентную работу: быть направленным в одну и ту же точку в небе рядом с созвездием Ориона на протяжении нескольких сотен часов, что требовало точнейшей настройки телескопа на протяжении четырех сотен оборотов Земли. Проект был столь сложен, что его выполнение растянулось более чем на четыре месяца.

В 2004 году на первых полосах газет всего мира была опубликована ошеломляющая фотография. На ней — скопление десяти тысяч ранних галактик, возникших из хаоса Большого взрыва. «Возможно, нам довелось увидеть конец начала» , — заявил Антон Кикемир из Института исследований космоса с помощью космического телескопа. На фотографии изображено беспорядочное скопление рождающихся галактик на расстоянии более 13 млрд световых лет от Земли, то есть понадобилось более 13 млрд лет для того, чтобы их свет достиг Земли.

Звездное небо черное

Поскольку самой Вселенной лишь 13,7 млрд лет, это означает, что галактики сформировались примерно через полмиллиарда лет после возникновения Вселенной, когда первые звезды и галактики рождались из «кипящего бульона» газов, оставшихся после Большого взрыва. «“Хаббл” переносит нас на расстояние, откуда камнем докинуть до Большого взрыва», — заявил астроном Массимо Стивавелли из того же института. Но тут возникает вопрос: что лежит за пределами самой далекой галактики?

При внимательном рассмотрении этой замечательной фотографии становится понятно, что между галактиками — лишь тьма. Именно эта тьма является причиной того, что ночное небо — черное. Это последняя граница, за которой мы не видим света дальних звезд. Однако эта тьма 47 Парадоксальная Вселенная и сама является микроволновым реликтовым излучением. Таким образом, окончательный ответ на вопрос, почему ночное небо черное, таков: на самом деле ночное небо совсем не черное. Если бы наши глаза каким-то образом могли воспринимать микроволновое излучение, а не только видимый спектр, мы бы увидели излучение, порожденное Большим взрывом и наполняющее ночное небо. В каком-то смысле излучение Большого взрыва появляется каждую ночь. Если бы наши глаза могли улавливать микроволны, мы бы увидели, что за самой далекой звездой обретается само творение.

Читайте также статью о том, почему днем небо голубое, а вечером — красное.

 

Источник: naukatv.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.