Почему днем светло а ночью темно: Почему ночью темно? | Вокруг Света

как происходит процесс смены суток, от чего зависит дневная и ночная продолжительность

Каждые 24 часа планета Земля совершает полный оборот вокруг собственной оси. За это время люди могут наблюдать 4 периода: утро, день, вечер и ночь. Солнце заходит за горизонт и на землю ложится тьма, вот почему ночью темно. Когда Земля вращается, зона освещения ближайшей звездой постоянно перемещается. Поэтому в Японии ярко светит солнце, а во Владивостоке наступает глухая ночь.

Научное обоснование

Ученым долгое время не удавалось узнать, почему ночью темно, поскольку бесконечное пространство Вселенной имеет несметное количество небесных светил, которые должны освещать небосклон в ночное время суток, как это происходит во время захода солнца. Американские астрономы выяснили, что во Вселенной достаточно звезд для того, чтобы осветить местность в вечернее и ночное время суток.

С каждым годом Вселенная становится все шире и шире. Источник света при этом удаляется, а длина световых волн, которые он излучает, увеличивается. С момента, когда произошел Большой взрыв, прошло около 14 млрд лет, а свет с других галактик не успел добраться до Земли. А те светила, находящиеся на близком расстоянии от планеты, не могут создать освещенность, которая будет такой же, как и солнечный свет.

Легенды и мифы

Загадка ночной тьмы и солнечного света будоражила людей еще с древних времен. Многие народы считали небесное светило настоящим божеством и поклонялись Солнцу, поскольку оно согревает всех и освещает Землю.

Древние греки свято веровали в то, что каждое утро бог Гелиос выезжает на своей огненной карете и несется с востока на запад. У славян было свое божество — Ярило. Он днем объезжал свои владения по небосклону на золотой карете, а вечером скрывался в царстве Морены, которая считалась богиней Смерти.

Согласно легендам, ночь предстает в образе страшного чудовища. Оно каждый день пытается проглотить солнечный диск, но не в состоянии вынести нестерпимой боли и жара, исходящего от небесного светила, поэтому каждое утро чудище выпускает солнце на небо.

Получается, даже самые древние люди понимали, что смена дня и ночи связана с небесным светилом.

Интересно знать

Солнечные лучи перемещаются по Земле в определенном направлении — с востока на запад. Отсюда и появились эти стороны света: восток — место восхода Солнца, запад — зона, где солнечный диск прячется за горизонт, западает. Япония названа Страной восходящего солнца, поскольку её жители ежедневно первыми встречают рассвет.

Когда космонавты смотрят в ночное время суток на поверхность Земли, находясь на борту космического корабля, они видят миллионы ярких огней. Это свет больших городов, который проникает через атмосферу в космическое пространство. Интересные факты, связанные со светом и ночным временем суток:

• Прежде чем опуститься на Землю, солнечные лучи преодолевают расстояние в 149,6 млн километров. Чтобы пройти такое расстояние человеку понадобилось бы 2 тысячи световых лет, а солнечные лучи проделывают этот путь всего за 8 минут!
• Большинство растений развивается в ночное время суток, поскольку днем живые организмы заняты процессом фотосинтеза.
• Ночью слышно пение сверчка, поскольку таким образом самцы привлекают самок и обозначают свою территорию.
• Примула вечерняя расцветает только ночью. Её цветы начинают раскрываться в вечернее время, а с наступлением утра они увядают.
• Музыкальное понятие «ноктюрн» связано с ночным временем суток. Это произведение, навеянное вечерними звуками, ароматами и эмоциями. Слушать эти композиции лучше в ночное время суток, чтобы ощутить все, что хотел передать автор во время создания своего творения.
• В прошлом веке были придуманы «Часы судного дня». Этот предмет является символом конца всего человечества. Когда стрелки покажут полночь, вся цивилизация погрузится в вечную тьму. Сейчас они находятся за 6 минут до рокового часа. В 1953 году человечество ближе всего находилось к гибели — за 2 минуты до полуночи. В это время чуть не случилась ядерная война между странами СССР и Соединенными Штатами Америки.
• В 1859 году можно было наблюдать самое яркое полярное сияние за всю историю человечества. Даже обитатели Карибского бассейна могли наблюдать за этим удивительным природным явлением.
• Белые ночи бывают не только в Северной столице России Санкт-Петербурге. Их можно увидеть в Архангельске, Сыктывкаре, Пскове и других северных областях РФ.

Полярные дни и ночи

С каждым месяцем меняется продолжительность дней и ночей. Это явление наблюдается в России, поскольку страна находится на севере. Факторы, влияющие на продолжительность светового дня:

• Вращение планеты вокруг собственной оси.
• Угол наклона земной оси. Присутствие этого фактора ощущается в то время, когда широты ближе всего находятся к полюсам.

Наклон земной оси — около 66 градусов. Поэтому зимой люди наблюдают укороченный световой день, а летом — короткие ночи. Если бы этого фактора не существовало, наклон освещения был всегда бы одним и тем же. Солнечный диск всегда бы поднимался на определенную высоту, а продолжительность дня и ночи была бы одинаковой.

В полярных зонах можно наблюдать белые ночи. Это период, когда темнота не наступает совсем. В этих областях на протяжении всего летнего сезона Солнце вообще не садится за горизонт, поэтому на улице всегда светло. Зато когда наступает зима, полярные территории погружаются в беспросветную тьму, поскольку солнечный диск не восходит над этой зоной.

Ученые выяснили, что неоднократная смена наклона оси Земли привела к новым климатическим условиям. Это явление повлекло за собой массовые вымирания определенных видов животных, которые были зафиксированы в доисторический период.

Сутки на экваторе

Противоположное явление происходит на экваторе Земли. Световой день и ночное время длятся по 12 часов вне зависимости от времени года и угла наклона земной оси. Страны, находящиеся в этой области, освещаются солнцем под прямым углом, поэтому там яркий и стабильный световой день.

Темнота в ночные часы обуславливается несколькими факторами: солнечный диск остается по другую сторону Земли во время её вращения вокруг собственной оси; другие светила находятся настолько далеко, что их свет не долетает до нашей планеты. Единственный спутник Земли может освещать пространство только за счет отраженного света. Луна заметна ночью только в том случае, если она отражает свет, исходящий от солнечного диска.

Простой эксперимент

Чтобы понять принцип смены дня и ночи, можно воссоздать этот процесс посредством вращения глобуса, возле которого стоит прибор для освещения, например, настольная лампа. Нужно поставить глобус напротив светильника и подтолкнуть его, наблюдая за вращением.

Во время этого процесса лампа, подобно Солнцу, освещает разные части уменьшенной модели Земли. Когда одна зона находится в тени, другая получает хорошее освещение. Так происходит и в реальной жизни.

Земное вращение происходит в быстром темпе, в отличие от Венеры, на которой полный день длится более 4 месяцев. Равномерность вращения вокруг своей оси позволяет сохранить и поддерживать оптимальную температуру, что является главным условием для существования всех живых существ.

Северное сияние

Русский ученый Михаил Ломоносов первым установил, что сияние имеет электрическую природу. Заряженные частицы солнечного света, которые достигают поверхности Земли, отражаются. Но некоторым удается проникнуть в магнитное поле планеты.

Эти частицы и являются причиной разноцветного свечения. Фиолетовый и синий возникают в результате взаимодействия с азотом, а красное, желтое и зеленое свечение появляется благодаря кислороду, который содержится в воздухе.

Название явления — aurora borealis. Оно названо в честь богини Авроры, которая отвечала за утреннюю зарю. Многие люди не знают, что полярное сияние можно увидеть не только на северных континентах, но и у Южного полюса.

Предсказать появление полярного сияния довольно непросто. Вероятность возникновения зависит от нескольких факторов:

• Солнечная активность. Поэтому сезоном сияния считается период с сентября по март. В это время значительно сокращается продолжительность светового дня в северных широтах.
• Ночные часы. С 21:00 до 23:30 значительно возрастает шанс увидеть природное явление. После полуночи показания в магнитных полюсах выравниваются, поэтому и снижается вероятность появления северного сияния.
• Высокие широты (около 67−70°). Территория в Северном полушарии — от Аляски до северной части Скандинавского полуострова. При большой солнечной активности можно наблюдать природное свечение в центральной части России, а также в Шотландии. Однако такое свечение не может показать всю красоту северного сияния и можно увидеть лишь его бледные подобия.

В районе Кильписъярви, который расположен в Финляндии, можно наблюдать это природное явление каждые три ночи, в зонах Соданкюля и Рованиеми — каждую вторую.

В Лапландии находится самая древняя обсерватория, которая занимается изучением северного сияния. Она была возведена в 1899 году. Туристы могут посетить смотровую площадку, которая находится на вершине горы Хальде.

А почему ночью темно, а днем светло? хоть кто нибууудь мне это объяснит?

Это чужой компьютер Забыли пароль?

1. Главная
2. Отдельная Категория
3. Юмор
4. org/ListItem»> Закрытый вопрос

1. Юмор
2. Закрытый вопрос

• Бизнес, Финансы
• Города и Страны
• Досуг, Развлечения
• Животные, Растения
• Здоровье, Красота, Медицина
• Знакомства, Любовь, Отношения
• Искусство и Культура
• Компьютеры, Интернет, Связь
• Кулинария, Рецепты
• Лингвистика
• Наука и Техника
• Образование
• Общество, Политика, СМИ
• Отдельная Категория
• Юмор
• Прочее
• Путешествия, Туризм
• Работа, Карьера
• Семья, Дом, Дети
• Спорт
• Стиль, Мода, Звезды
• Товары и Услуги
• Транспорт
• Философия, Психология
• Фотография, Видеосъемка
• Юридическая консультация

Юмор

Закрыт 5 лет

Фотиния

Хранитель Истины (444630)

Мы платим до 300 руб за каждую тысячу уникальных поисковых переходов на Ваш вопрос или ответ Подробнее

ЛУЧШИЙ ОТВЕТ ИЗ 6

Hooligan VIP

Божественный Гуру (1289681)

Сам не знаю.

ЕЩЕ ОТВЕТЫ

Генрих

Хранитель Истины (354240)

эликрофикацыя всей страны плюс савецкая власть-каммунизьм)

Сева

Верховный Наставник (171200)

Свет к вечеру обязан закрываться,
Чтоб недотроги не стеснялись отдаваться…

чаво чаво

Верховный Наставник (201503)

Чтобы стыдно не было ночью. Привет несущая СветА

ДрюХа ШпанюГа БармалюХа VIP

Просветленный (592440)

Потому что Солнышко всходит и светит нам)))) а ночью лишь Луна)))))

Недарезанный паэт Яйцев

Хранитель Истины (303295)

Элементарно! Потому что ночью глаза закрыты, а днём открыты!!!
Драсти! Вы если чего не знаете, спрашивайте, не стесняйтесь!

ПОХОЖИЕ ВОПРОСЫ

Днем светло, ночью темно. ..(романтическое)

Сижу щас и думаю,кто мне из селфи-девушек седня приснится ночью))) Это хоть нормальное

Кого не видел-с тем добрым утром,по мне оно всегда то доброе!Хоть ночью или днем.

Днем болтается, а ночью втыкается… Что это? Может кто допрет?

У кого то ночью бессонница,а я и днем спать хочу,как это называется?

Почему вы тут так серьезны и днем, и ночью, и придаете такое большое значение маленьким буковкам? Какая разница, что ими написано? Почему вас это бесит?

Почему, кто ночью спит ,тот утром и днем голодный?

к дню выборов во дворе сделали освещение.. теперь ночью. как днем. а спать как или может это ненадолго?

днем спят тараканы,а ночью сильно мешают спать?..ну..это те ,что в галаве..

Днем машина стоит в луже, ночью все подмерзает и утром машина стоит в лёде. ..если лужу посолить это решит мою проблему?)

Почему небо ночью темное?

Любой, кто когда-либо сталкивался с этим, не сомневается, что ночное небо на самом деле темное. Но… [+] объяснение этого простого факта, если глубоко вдуматься, вызывает массу вопросов, требующих решения.

Пользователь Wikimedia Commons ForestWander

С нашей точки зрения здесь, в Солнечной системе, совершенно интуитивно понятно, почему мы видим, что делаем днем, а не ночью. В течение дня солнечный свет заливает нашу атмосферу во всех направлениях, причем как прямые, так и отраженные солнечные лучи приходят к нам отовсюду, куда мы можем видеть. Ночью солнечный свет не заливает атмосферу, поэтому везде на небе темно, где нет точки света, например звезды, планеты или Луны.

Но вы можете задуматься над этим. Если Вселенная бесконечна, не должна ли наша линия обзора в конце концов упираться в звезду, независимо от того, в каком направлении мы смотрим? Учитывая, что существуют триллионы галактик и что телескопы способны видеть тусклые галактики, недоступные нашим глазам, почему свет от всех их вместе взятых не освещает каждую точку неба? Ответить на этот вопрос непросто, но наука готова принять вызов.

Млечный Путь рядом с Гранд-Каньоном, по совпадению, это первое место, где я сам когда-либо видел Млечный Путь,… [+] это случилось только в мои 20 лет, так как я вырос в городских районах. Плоскость Млечного Пути кажется темной, вычерчивающейся на фоне звезд, расположенных в плоскости нашей галактики.

Бюро по управлению земельными ресурсами, лицензия cc-by-2.0

Это загадка, которая веками волновала ученых. Если вы глубоко задумаетесь об этом, это может даже не иметь смысла для вас. Да, наша атмосфера здесь, на Земле, действительно прозрачна для видимого света, что позволяет нам ночью заглянуть в бескрайнюю бездну глубокого космоса. Наше расположение в галактике означает, что только галактическая плоскость закрыта пылью и газом на переднем плане, которые блокируют свет от центральной области Млечного Пути.

Но помимо этого вы могли бы ожидать увидеть свет во всех направлениях и в любом месте, куда вы могли бы заглянуть.

В конце концов, если Вселенная действительно бесконечна, то пустота в глубоком космосе существует вечно. В любом направлении, которое вы только можете себе представить, в конце концов линия вашего взгляда столкнется с сияющей точкой света.

Полный УФ-видимый-ИК-композит XDF; величайшее из когда-либо выпущенных изображений далекой… [+] Вселенной. В районе всего лишь 1/32 000 000 части неба мы нашли 5 500 идентифицируемых галактик, все благодаря космическому телескопу Хаббла. Тем не менее, даже на этом невероятно глубоком изображении, показывающем Вселенную с сотнями миллиардов (или более) галактик внутри, космос все еще кажется темным.

NASA, ESA, H. Teplitz and M. Rafelski (IPAC/Caltech), A. Koekemoer (STScI), R. Windhorst (Arizona State University) и Z. Levay (STScI)

Если бы это было правдой, тогда ночное небо вовсе не было бы темным, а освещалось бы каждой звездой, чей световой путь проделал долгий путь к Земле.

Тем не менее, даже когда мы смотрим в самые глубокие глубины того, что кажется пустым пространством, где ни звезды, ни галактики не видны человеческому глазу или даже обычным телескопам, наши самые мощные обсерватории обнаруживают так много того, что там есть, но это все еще просто несколько точек света на черном фоне пустого пространства.

Да, Вселенная полна звезд и галактик. Да, они на огромных расстояниях: миллионы, миллиарды или даже десятки миллиардов световых лет от нас. Звездный свет путешествует по Вселенной и достигает нашего лучшего наблюдательного оборудования, открывая богатую Вселенную огромных размеров. Но огромный, каким бы большим он ни был, очень далек от бесконечности.

Возможно, Вселенная действительно бесконечна, с бесконечным числом звезд и… [+] галактик во всех направлениях. Но если бы это было так, вы бы вполне ожидали, что в конце концов ваша линия обзора пересечет светящийся объект. Если бы это было так, темнота была бы невозможна.

Эндрю З. Колвин / Wikimedia Commons

С научной точки зрения до сих пор не принято решение о том, конечна Вселенная или бесконечна; мы просто не знаем. Однако мы знаем, что наблюдаемая нами часть Вселенной должна быть конечной. Хотя мы практически ничего не знали о крупномасштабной структуре Вселенной до второй половины 20-го века, мы все же знали, что бесконечно большая наблюдаемая Вселенная просто невозможна.

Еще в 1800-х годах Генрих Ольберс обратил внимание на математический парадокс. Если бы у вас была бесконечная Вселенная с постоянной плотностью звезд и/или галактик, то вы бы увидели бесконечное количество света со всех направлений, куда бы вы ни посмотрели. Вы бы увидели все звезды, которые были поблизости, и тогда в промежутках между звездами вы увидите звезды дальше. В промежутках между этими звездами вы увидите еще больше звезд, находящихся на увеличенном расстоянии. Независимо от расстояния до них — миллионы, миллиарды, триллионы, квадриллионы световых лет и т.

д. — в конце концов, куда бы вы ни посмотрели, вы натолкнетесь на звезду.

Звезды самых разных размеров, цветов и масс, в том числе множество ярких голубых звезд, которые… [+] в десятки или даже сотни раз массивнее Солнца. Это продемонстрировано здесь в рассеянном звездном скоплении NGC 3766 в созвездии Центавра. Если бы Вселенная была бесконечной, даже в таком скоплении не было бы «промежутков» между звездами, так как более отдаленная звезда в конечном итоге заполнила бы эти промежутки.

ESO

Подумайте об этом математически, если хотите. Если плотность звезд постоянна во всем пространстве, то общее количество звезд, которое вы найдете, равно звездной плотности, умноженной на объем Вселенной. Чем дальше звезда, тем тусклее она кажется: ее яркость падает пропорционально квадрату расстояния, обратно пропорциональному (~1/r ² ).

Но общее количество звезд, которые вы можете видеть на определенном расстоянии, связано с площадью поверхности сферы, которая увеличивается с квадратом расстояния. (Формула площади поверхности сферы: 4πr ² .) Умножьте количество звезд на яркость каждой звезды, и вы получите константу. Яркость на определенном расстоянии — это особая величина: назовем ее В. Если расстояние вдвое больше, эта яркость также равна В. В три раза? Все еще Б. Четыре? снова Б.

Иллюстрация парадокса Ольберса и того, как, учитывая однородно плотную Вселенную, вы столкнулись бы с… [+] бесконечным количеством звездного света в любом направлении.

Пользователь Wikimedia Commons Htkym

Теперь сложите этот ряд: B + B + B + B + ….. и так далее. Вы видите, куда это идет? Ответ, к сожалению, в сторону бесконечности. Если в этом ряду нет ограничения, вы получите бесконечное значение яркости ночного неба во всех направлениях.

Еще в 19 веке Ольберс использовал эту цепочку рассуждений, чтобы сделать вывод, что наблюдаемая Вселенная не может быть бесконечной, но он не был в этом уверен. В конце концов, были и другие астрономические проблемы. Одним из распространенных возражений было то, что этот наивный анализ не принял во внимание всю явно присутствующую блокирующую свет пыль, которую можно было увидеть, просто взглянув на плоскость Млечного Пути. Даже в наши дни многие из наших самых известных астрономических достопримечательностей заполнены светонепроницаемой пылью.

Темные пыльные молекулярные облака, подобные этому обнаруженному в нашем Млечном Пути, со временем разрушатся и… [+] породят новые звезды, причем самые плотные области внутри образуют самые массивные звезды. Однако, несмотря на то, что за ним находится великое множество звезд, звездный свет не может пробиться сквозь пыль; он впитывается.

ESO

В ограниченной Вселенной эта пыль может конкурировать со звездным светом, поскольку видимый свет, попадающий на пыль, поглощается и переизлучается при более низких энергиях. Но если бы Вселенная была действительно бесконечной, проблема парадокса Ольберса обнаружилась бы для каждой пылинки: каждая пылинка должна была бы поглощать бесконечное количество звездного света, пока она тоже не стала бы излучать с той же температурой, что и весь свет. оно впиталось!

Другими словами, что-то пошло не так. Наша Вселенная не может быть статичной, бесконечной и наполненной вечно сияющими звездами. Если бы это было так, ночное небо было бы всегда и вечно ярким во всех местах и ​​во всех направлениях. Ясно, что здесь работает что-то другое.

Наблюдаемая Вселенная может быть 46 миллиардов световых лет во всех направлениях с нашей точки зрения,… [+] но, безусловно, есть больше, ненаблюдаемая Вселенная, возможно, даже бесконечное количество, как и наша за пределами этого. Вселенная может быть бесконечной, но мы можем видеть только свет, который путешествовал 13,8 миллиарда лет: количество времени, прошедшее с момента Большого взрыва.

Фредерик МИШЕЛЬ и Эндрю З. Колвин, аннотации Э. Сигеля может быть), но что он не возвращается в своей текущей форме в течение бесконечного периода времени. У Вселенной, в которой мы живем сегодня, было начало: день без вчера. Это начало известно как Большой взрыв, который положил начало всей материи, излучению, энергии и свету, которые, возможно, существуют в наблюдаемой Вселенной.

Вселенная существует не вечно, поэтому мы можем наблюдать только те звезды и галактики, которые находятся на определенном и конечном расстоянии от нас. Следовательно, мы можем получить от них только конечное количество света, тепла и энергии, и в нашем ночном небе не может быть сколь угодно большого количества света.

Представление художника об наблюдаемой Вселенной в логарифмическом масштабе. Галактики уступают место крупномасштабным… [+] структурам и горячей плотной плазме Большого Взрыва на окраинах. Попытка выяснить, сколько галактик существует в видимой Вселенной, является одной из величайших космических задач нашего времени.

Пользователь Википедии Пабло Карлос Будасси

Но это поднимает еще одну часть головоломки. Если Вселенная была горячей, плотной и наполненной материей и излучением в какое-то раннее время, как утверждает Большой Взрыв, то это раннее излучение должно в конечном итоге достичь наших глаз. Куда бы мы ни посмотрели, во всех направлениях, от этого излучения никуда не деться.

На самом деле, основываясь на современных наблюдениях, мы можем подсчитать, сколько фотонов, оставшихся после Большого Взрыва, заполняют сегодня Вселенную, и ответ: 411 из них на каждый кубический сантиметр пространства. Если вы спросите, почему мы его не обнаруживаем, ответ будет таков: обнаруживаем, и обнаруживаем постоянно. Если бы вы взяли очень старый телевизор с кроличьими ушами и отправились в глубь межгалактического пространства подальше от любых звездных или земных радиоисточников, вы могли бы настроить его на третий канал. около 1% «снега», который вы видите на Земле; это излучение Большого Взрыва.

Этот винтажный телевизор имеет наверху олдскульные антенны, используемые для приема… [+] телевизионных сигналов. Здесь, на Земле, крошечная часть этого «снежного» сигнала, около 1%, связана с излучением Большого взрыва.

Гетти

Дело в том, что мы действительно получаем этот свет от Большого Взрыва, и что он неизбежно обнаруживается по всему небу. Единственная причина, по которой вы не видите его невооруженным глазом, заключается в том, что Вселенная расширилась в ходе космической истории, и поэтому этот когда-то видимый свет теперь сдвинут в сторону таких длинных волн, что ваши глаза не могут их видеть, ваша кожа не может их видеть. чувствовать их, и ваше тело не может обнаружить это.

Но ваша микроволновая печь и радиоантенны могут их уловить. На самом деле, именно так это излучение было впервые обнаружено и как Большой взрыв был впервые подтвержден: с помощью гигантской радиоантенны, которая улавливала этот сигнал, независимо от того, когда и куда смотрели ученые, работавшие с ней. Если бы наши глаза приспособились видеть микроволновое или радиоизлучение, мы бы фактически увидели ночное небо, равномерно яркое во всех направлениях, без темных пятен.

Согласно первоначальным наблюдениям Пензиаса и Уилсона, галактическая плоскость излучала несколько… [+] астрофизических источников излучения (в центре), но сверху и снизу оставался только почти идеальный однородный фон излучения. Температура и спектр этого излучения теперь измерены, и совпадение с предсказаниями Большого Взрыва является экстраординарным. Если бы мы могли видеть микроволновый свет своими глазами, все ночное небо выглядело бы как показанный зеленый овал.

NASA / WMAP Science Team

Чтобы объяснить, почему ночное небо темное, нужны два факта вместе. Первая заключается в том, что Вселенная существует только в течение конечного периода времени, что ограничивает степень и количество излучения, наблюдаемого нами в настоящее время. Во-вторых, мы можем видеть свет только в ограниченной части электромагнитного спектра: оптической части.

Если бы вместо этого мы могли рассматривать небо в микроволновом свете, небо всегда казалось бы ярким во всех направлениях. Немного иронично, если подумать, что только наши очень человеческие ограничения сделали ночное небо вообще интересным местом для исследования. Сегодня мы построили спутники, предназначенные для точного измерения этого излучения, и они научили нас гораздо большему о происхождении и свойствах нашей Вселенной, чем мы когда-либо узнали, используя только наши ограниченные чувства. Ночное небо может показаться нам темным, но свет, который всегда есть, научил нас окончательному разрешению этого космического парадокса.

Парадокс Ольберса: почему ночью небо темное

Если вы когда-нибудь смотрели в ночное небо и задумывались, почему оно не полностью заполнено почти бесконечным количеством звезд, вы были бы не одиноки. . На самом деле, это одна из старейших загадок в астрономии, но ответ не только относительно прост, но и весьма многообещающ.

В этом отрывке из своей книги Космос: 10 вещей, которые вы должны знать , астроном и ютубер доктор Бекки объясняет науку, стоящую за этой космологической загадкой.

---

Вопрос о том, почему ночное небо темное, на протяжении тысячелетий задавали многие физики и философы, от древних греков до астрономов двадцатого века.

Он был популяризирован в девятнадцатом веке немцем по имени Генрих Ольберс; врач днем ​​и астроном ночью. В то время как многие другие описывали эту проблему раньше, Ольберс сформулировал объяснение, названное в его честь: парадокс Ольберса, иногда известный как парадокс темного неба.

Вы можете подумать, что на этот вопрос есть простой ответ: наверняка ночное небо темное, потому что Солнце зашло? Но по мере того, как Земля вращается вокруг своей оси, чтобы отвести нас от этого огромного живительного светового шара, который всегда присутствует на нашем дневном небе, она поворачивается к бесчисленному количеству других звезд.

Генрих Вильгельм Матиас Ольберс © Getty Images

Хотя эти звезды могут быть и дальше, их намного больше — достаточно, чтобы сделать нашу родную звезду довольно незначительной. Таким образом, ответ гораздо глубже и дает нам представление о самой природе Вселенной, в которой мы живем.

Больше похожего на это

Вспомните, что предыдущие поколения считали правдой о Вселенной. В небе Солнце, Луна, планеты и звезды, которые всегда восходят после заката. Эти вещи были известны, и они были постоянными.

Основываясь на этих наблюдениях, наши предки сделали следующие выводы о Вселенной:

1. что она одинакова во всех направлениях, потому что вы видите звезды в каждом направлении, куда бы вы ни посмотрели (мы называем это однородной Вселенной)
2. что она неизменна, навсегда оставаясь такой же, потому что ничего не меняется с каждым прошедшим годом (статическая Вселенная)
3. что Вселенная бесконечна, потому что по мере того, как телескопы росли с течением веков, в каждом из них обнаруживалось постоянно растущее число более тусклых звезд часть неба.

Если все эти вещи о Вселенной верны, то каждый угол зрения, каждое место в космосе, на которое вы смотрите, в конечном итоге должны наткнуться на звезду.

Представьте, что вы берете небольшой участок неба размером с ноготь вашего большого пальца, который держите на расстоянии вытянутой руки размером с полную Луну. Попробуйте в следующий раз, когда будете смотреть на ночное небо, и вы обнаружите, что сможете заблокировать луну на небе большим пальцем.

Мы оба прекрасно понимаем, что на самом деле Луна намного больше вашего большого пальца. На самом деле, если я предположу, что мой ноготь большого пальца имеет примерно круглую форму и около 1,5 сантиметра в поперечнике, я мог бы разместить 50 000 000 000 000 000 моих ногтей на поверхности Луны.

Причина, по которой мой единственный ноготь большого пальца может перекрыть всю Луну на расстоянии вытянутой руки от меня на Земле, кроется в перспективе. Если представить, что моя рука может вырасти в два раза длиннее, то на удвоенном расстоянии потребуется четыре ногтя большого пальца, чтобы закрыть всю полную Луну. Снова вдвое больше расстояния, и потребуется шестнадцать миниатюр.

А теперь, если вам недостаточно растянуть руки, представьте, что мой ноготь на большом пальце тоже светится. Чем ближе он ко мне, тем ярче он будет казаться. Чем дальше, тем слабее будет. Это то, с чем мы все знакомы по ночным переходам дорог — судя по тому, насколько далеко находится автомобиль, по тому, насколько ярко светят его фары. Астрономы давно знают, насколько тусклее объекты становятся с расстоянием, и, как и в случае с перспективой, это зависит от квадрата расстояния.

Прочтите дополнительные отрывки из книг о космосе:

• Космические землетрясения и их энергия тяжелых металлов
• Сможете ли вы решить эти коварно сложные вопросы, вдохновленные Стивеном Хокингом?
• Космические истоки: чудесное путешествие от пылевых облаков к жизни

Итак, если мы уйдем вдвое дальше, объекты станут в четыре раза тусклее, потому что 2² = 2 x 2 = 4. В три раза дальше объекты станут в девять раз тусклее . В десять раз дальше, в сто раз слабее. Итак, если мы вернемся к моему светящемуся ногтю большого пальца на моей выдвижной руке — при удвоенной длине моей руки мне понадобятся четыре светящихся ногтя большого пальца, чтобы заблокировать Луну, но они будут в четыре раза слабее. Таким образом, два эффекта компенсируются, чтобы дать вам четыре миниатюры, такие же яркие, как миниатюра, находящаяся на расстоянии вытянутой руки от вас.

А теперь представьте, что если взять это в 100 раз больше длины моей руки, то у нас будет 10 000 миниатюр, которые будут в 10 000 раз тусклее, но при этом такими же яркими, как один ноготь миниатюры на расстоянии одной руки — и так до бесконечности.

Светящиеся миниатюры могут быть немного слабой аналогией, но мне она нравится. Потому что представьте, что вместо светящегося ногтя большого пальца у нас звезда, а вместо длины вытянутой руки у нас световой год.

Даже с этими гораздо большими объектами и расстояниями верны те же истины, что и со светящимся ногтем миниатюры. Если бы у меня была одна звезда на участке неба на расстоянии одного светового года, у меня было бы четыре звезды на том же участке на удвоенном расстоянии, что было бы в четыре раза слабее.

А теперь представьте это по всему небу. Небо однородное, одинаковое во всех направлениях и бесконечное. На каждом шаге светового года, в любом направлении, куда бы мы ни посмотрели, у нас будет такая же яркость, как у одиночной звезды, находящейся всего в световом году от нас. И с бесконечным числом шагов светового года ночное небо было бы ослепительно ярким! Так почему небо темное?

Эдгар Аллан По, из всех людей, однажды коснулся этого в одном из своих многочисленных эссе:

Если бы последовательность звезд была бесконечной, тогда фон неба представлял бы нам однородное свечение, подобное тому, которое показывает Галактика. – так как не могло быть абсолютно никакой точки во всем этом фоне, на котором не было бы звезды. Таким образом, единственный способ, с помощью которого при таком положении вещей мы могли бы понять пустоты, которые наши телескопы находят в бесчисленных направлениях, состоял бы в том, чтобы предположить, что расстояние до невидимого фона настолько велико, что ни один луч от него еще не мог пройти. чтобы добраться до нас вообще.

Эдгар сосредоточился только на одной причине, по которой небо может быть темным: потому что Вселенная не бесконечно старая. Он имеет определенный возраст, в годах, с момента его создания.

Если добавить это предположение к нашим трем вышеизложенным — и принимая во внимание, что требуется световое время, чтобы добраться до нас, путешествуя с заданным пределом скорости — получается, что мы можем видеть только свет звезд, у которого было достаточно времени, чтобы добраться до нас. дошли до нас с начала творения.

Узнайте больше интересных фактов о Вселенной:

• Отчаянные поиски пропавшей материи: поиск 95 процентов Вселенной
• Девять самых загадочных объектов во Вселенной
• Охота за древнейшими галактиками во Вселенной

Теперь мы знаем, что Вселенная была создана во время Большого взрыва 13,8 миллиарда лет назад, поэтому, поскольку свету потребуется время, чтобы добраться до нас, появится «наблюдаемая вселенная», за пределами которой мы слепы и не можем видеть никаких звезд.