Proč vidíme tak málo hvězd na obloze?

Obsah

• Video: bi 2 bluff bl ff
• Video: i jako science

Proč single „Budiž světlo!“ Vesmír není dost? „Podívejte se na tu krásu života. Podívejte se na hvězdy a hle, oni sami běžet s nimi, „- řekl Marcus Aurelius. Představte si, že na noční obloze. Daleko od měst, na bezměsíčné noci v nejtemnějších místech, kde jste někdy navštívili. Možná, že jste šel na trávu a vzhlédl k nebi. Vzduch je v pohodě, je jasná obloha, žádné mraky a hledáte nahoru vy.

Co vidíš?

K dispozici je planeta, světlé a matné hvězdy, a dokonce i Mléčná dráha, který může být viděn ve své periferní vidění, když se podíváte trochu na stranu. Ale nejzajímavější není přítomnost těchto několika tlumená světla na noční obloze, ale spíše skutečnost, že téměř každý bod, ke kterému se vztahují, nebe samo o sobě je temná.

Pokud si myslíte o tom chvíli, pak to bude zdát divné. V případě, že vesmír je ve skutečnosti plná hvězd - světelných bodů ve všech směrech - byste plně očekávat, že kamkoliv se podíváte, v konečném důsledku vaše přímá viditelnost padne na hvězdy.

A jakmile se tak stane, budete již vidět „tmu“ v nebi. Každý bod bude naplněn světlem, bez ohledu na to, jak daleko hvězdy, galaxie nebo jiný světelný bod.

Jedná se o jednu z největších ironií 19.století: fotometrické paradox nebo paradox Olbers, který ukázal, že idea nekonečného vesmíru naplněné nekonečným počtem hvězd, je neslučitelná s temnou noční oblohy, můžeme všichni hodinek.

Samozřejmě, že řešení tohoto paradoxu spočívá v tom, že když se podíváme na vzdáleném vesmíru, se podíváme zpět v čase, a když vesmír existoval v horkém a hustém, rovnoměrnějším stavu, došlo v době, kdy nebyly žádné hvězdy. Podíváte-li se za určitý bod, budete nikdy vidět jedinou hvězdu.

Po velkém třesku, vesmír byl horký, hustý a jednotný, ale také rozšířil a ochladí. V době, kdy se srazil 380,000 roky, to se ochladí dost tvořit neutrální atomy poprvé. Ale existují dvě překážky, které nám umožňují vidět něco:

1. I když není nic, co vyzařuje světlo, nic na pohled.

2. Vesmír musí být transparentní.

Ačkoli tyto dvě otázky - formování prvních hvězd a transparentnost vesmíru - často kombinovány jako „doby temna“, jsou to dvě různé problémy, které je třeba řešit.

Za prvé, že nemáte nic na pohled, dokud si vybudovat první hvězdy. V těch dnech, kdy byl vesmír začal téměř dokonalý jednotný tvar, který má drobné nedostatky, některé oblasti začaly s více hmoty než ostatní. V průběhu doby, gravitace táhne spolu tyto mimořádně husté oblasti stále více a více materiálu, tedy pěstovat v nich shluky hmoty.

Trvalo desítky milionů let, ale když uplynulo dost času, tyto shluky vzrostl natolik velký, že gravitace vedla k jeho zhroucení. A když se tyto sraženiny jádro atomy a molekuly se stanou dostatečně silná, proces fúze začala - hoření vodíku paliva na helium.

Tato místa fúze ocel jádra první hvězdy ve vesmíru je horko, světlé a vyzařují první viditelné světlo ve vesmíru od prvních kroků horkého velkého třesku. K tomu došlo po 50 milionů let od počátku historie vesmíru, a to je docela krátká doba pro prvních hvězd.

Problém je v tom, že my nevidíme žádný z těchto hvězd.

Víme, že hvězdy emitují světlo, ale stejně to zářit hvězdy „temnou mlhovinu» Barnard 68. Tato mlhovina je tma, protože atomy a molekuly v mlhovině fyzicky absorbuje viditelné - a proto jsou neprůhledné.

I když jednotlivé atomy mají pouze určité atomové přechody, které mohou absorbovat světlo, když jsou spojeny, spolu se všemi druhy komplexních konfigurací, mohou blokovat celé spektrum viditelného světla. Tento typ neprůhlednosti vznikla při první hvězdy: vesmír může být, a vyvolalo světlo, ale nenašel cestu k našim očím.

Co s tím uděláme?

Je nezbytné, aby ionizaci atomů? Nebo přesněji, reionizirovat protože kdysi ionizované: ještě předtím, než se stanete neutrální.

Nicméně, tento proces zabere spoustu času a zapojení miliard hvězd, které tvoří, emitují ultrafialové záření a ionizujícího pokles o více než 99% neutrálních atomů ve vesmíru. Je to postupný proces, ale bude to vyžadovat dokončení 550 milionů let.

Až do nedávné doby jsme si mysleli, že reionization - tento poslední fázi vesmíru, což je transparentní k viditelnému světlu - došlo k 450 milionů let po Velkém třesku, ale dalším faktorem v podobě 100 milionů let byla stanovena nedávnými pozorováními Planckova satelitu.

Toto, podle pořadí, neznamená to, že nejstarší hvězdy ve vesmíru byly tvořeny 100 miliónů let později, než jsme si dříve mysleli. To znamená, že první hvězdy vznikly mnohem, mnohem dříve, než můžeme vidět, a vytvořili jsme hvězd nestačí - a žili dost dlouho - až reionizirovat vesmíru a aby byl transparentní pro světlo. Ve vesmíru byl prostě nestačí říci: „Budiž světlo!“, Chcete vidět první hvězdy: světlo by mělo mít možnost volně procházet prostorem.

Neexistuje žádný způsob, jak je vidět ve viditelném spektru, bez ohledu na to, jak dobrý je Hubble Space Telescope, bez ohledu na to, jak dlouho se podívá na ty části oblohy, on nikdy neuvidí první hvězdy, protože vesmír je stále neprůhledný pro viditelné světlo ,

Ale je tu naděje, a James Webb Space Telescope má potenciál překládat, že naděje do reality.

Pokud se dívat na dlouhé vlnové délky světla, prašný struktura atomů a molekul, může být docela transparentní těchto vlnových délkách. Ačkoli HST nikdy nemohou vidět hvězdy, bude James Webb nahlédnout do infračervené (i delších) vln a musí být schopen sledovat jejich cestu do éry, kdy byl vesmír transparentní k viditelnému světlu.

Jinými slovy, během několika let budeme moci skutečně objevovat první hvězdy vesmíru. Možná, že jsou neviditelné pro nás, ale je to chyba našich očí, a ne světlo.