Sunday Science: Почему ночное небо – черное?

Ответ может показаться прост – потому что это ночь! Но в действительности, все не так просто как кажется, и частично, причина ночного неба – в прошлом материале нашей рубрики Sunday Science. Так почему же ночью небо – черное?

Однако начнем сначала. Почему небо голубое? Потому что свет, проходя через атмосферу рассеивается, создавая голубой купол над нашими головами. Если бы у нас не было атмосферы, как на луне, то лунное "небо" всегда было бы черным, даже не смотря на свет от солнца. Так что вопрос стоит перефразировать. 

Почему космос – черный? Если вспомнить астрономию, то космос буквально забит звездами. Бесконечным числом звезд, многие из которых столь же яркие, как и Солнце. Таким образом, если учесть что вселенная бесконечна, то не важно в какую сторону ты смотришь, то ты увидишь звезду или галактику. Так что по логике, небо должно быть таким же светлым ночью, как и днем. Но так как это не правда, неужели это значит, что у нашей вселенной есть граница? Место, где нет ничего. Край вселенной? Не совсем...

Все научные исследования показывают, что в действительности у вселенной нет края, но только в пространстве! Зато, у нашей вселенной есть край времени. Насколько нам известно, у вселенной было начало... или что-то вроде того. Это было приблизительно 13.7 миллиардов земных лет назад, когда вселенная была настолько маленькой, что не существовало ни пространства, ни времени, ни даже базовых Сил. А так как прошло не достаточно времени, это значит, что звезды которые находятся очень далеко от нас, что свет от них еще не достиг нас. 

Кстати, это интересно потому, что когда мы наводим телескоп на часть вселенной, которая находится очень далеко, то мы смотрим не на то, как выглядит эта звезда сегодня, а в прошлое – на столько лет в прошлое, сколько потребовалось свету времени, чтобы достичь нас. 

Таким образом, когда мы смотрим на свет от звезд удаленных от нас на 13.7 миллиардов световых лет, то это не значит, что свет от них еще не достиг нас, а то, что в то время еще не успели сформироваться первые звезды! Неплохая причина того, почему ночь – черная. 

Но, это не так. Нет-нет, все это правда. Мы можем обнаружить время, когда еще не существовало звезд, но даже тогда  мы увидим свет! Но не звездный свет, а свет от Большого Взрыва! Это реликтовое излучение служит чем-то вроде фона для вселенной, и оно исходит приблизительно одинаково ото всюду. То есть, по идее – ночное небо на самом деле не черное? И это так. Но почему тогда мы видим черное небо?

Небольшая подсказка – когда телескоп Хаббла впервые запечатлел одни из самых удаленных галактик, то он использовал инфракрасную камеру. Почему!?

Дело в том, что галактики и звезды находящиеся далеко, двигаются в направлении от нас, так как вселенная расширяется. В связи с этим эффект Допплера приводит к тому, что свет от удаленных галактик и звезд кажется нам красным. Это называется красное смещение. И чем дальше они от нас, тем быстрее они двигаются и становятся еще более красными. До тех пор, пока не становятся Инфракрасными. Мы просто не можем видеть их, так как наши глаза не приспособлены видеть инфракрасное излучение. 

Теперь то мы знаем, почему небо черное, и почему это не так.