Student World

Kdyby byl vesmír nekonečný a bylo v něm nekonečně hvězd, každým směrem od nás by byla nějaká hvězda. Proto by každý bod na obloze měl v noci zářit. Evidentně tomu tak však není, kde je v naší úvaze chyba? (respektive, těch chyb je hned několik…) Co na to naši čtenáři?

Jiri Vlacil, vlacilj@inf.upol.cz
Protoze hektere hvezdy jsou tak daleko, ze jejich svetlo k nam vubec nedoleti, rozptyli se v prostoru nebo jednoduse proto, ze je nase slunce neozari, a proto se jejich odlesk k nam nedostane. Nebo mozna take proto, ze nez na ne doleti svetlo z naseho slunce a odraz pak na Zemi, tak se Zeme obrati na druhou stranu, ale to asi ne, ze. Pozn. jsem jenom laik a tohle me napadlo v nudne hodine matematicke analyzy.

Pavel Houser: Zde bych si tedy dovolil přece jen mírně polemizovat s jedním z bodů, protože hvězdy na rozdíl od Měsíce nezáří odraženým světlem Slunce, ale světlem vlastním…

Pavel Pšenák, PPsenak@cpoj.cz
odpověď na otázku, proč by obloha v nekonečném vesmíru s nekonečně mnoha hvězdami nebyla přesvícena jejich svitem? Pokud by v tom vesmíru existovala fyzikální obdoba teorie relativity a k ní se vztahující nějaká konečná absolutní rychlost šíření informace, tak by do nějakáho určitého bodu v nějakém určitém (libovolném) čase mohl dorazit svit jen z konečného počtu hvězd. Pokud by ten vesmír byl velmi velký a velmi starý, začal by se dokonce počet hvězd, který obsahuje, pozvolna zmenšovat, protože hvězdy jako fyzikální objekt i jako fyzikální kategorie nejsou věčné.

Lubor Otta (butan@centrum.cz)
Ne snad ze bych vesmir povazoval za nekonecny, ale i kdyby tomu tak bylo, bude v nem mnoho chladne nezarive hmoty, treba ve forme prachu i hutnejsich utvaru. A diky temto se svetlo tech zaricich utvaru siri jen na omezenou vzdalenost.

Pavel Houser: Proti tomuto výkladu nelze nic namítat. Mimochodem, poměr zářivé a nezářivé hmoty je dost důležitý i z hlediska kosmologie, protože se z něj dá stanovit něco jako průměrná hustota hmoty ve vesmíru — a z ní se zase pozná, zda se vesmír bude nadále rozpínat, nebo zda se posléze začne smršťovat…

Obsáhlou odpověď nám poslal Lukáš Hladík (luhla@lh-soft.cz)

1. nebe záři celé, ale expoziční doba (v případě fotografie, o lidském zraku nemluvě) po kterou toto světlo zachytáváme není dostatečně dlouhá. Pokud bychom nechali snímek jednoho místa oblohy exponovat dostatečně dlouho, možná bychom dostali bílou plochu.

2. předpokládejme že nejčastějším zdrojem světla ve vesmíru jsou hvězdy kulovitého tvaru. Počet fotonů uvolněných z každé hvězdy je v každém okamžiku konečný. Proto pravděpodobnost že podstatná část fotonů má naprosto rovnoběžné trajektorie, je zanedbatelná. Úhel mezi těmito trajektoriemi, i přesto že se blíží nule, způsobuje to, že čím vzdálenější je hvězda, tím nižší je hustota fotonů dopadajících na sítnici oka pozorovatele.

3. fotony se šíří rychlostí světla, proto to co vidíme na obloze, je vlastně historie. Nemůžeme tedy vidět hvězdy jejichž stáří (v letech) je nižší než jejich vzdálenost od pozorovatele ve světelných letech. Toto by mělo být také důkazem, pokud věříme teorii velkého třesku, že vesmír je konečný – nic ve vesmíru se nepohybuje rychleji než světlo, proto žádná jeho část nemůže být od středu vesmíru (středu velkého třesku ) dále (ve světelných letech) než je stáří vesmíru (v letech)

4. (patrně nejdůležitější důvod, proč nebe nesvítí celé) vesmír je plný kosmického prachu, který má podobný efekt jako mlha. Čím více prachu, tím méně toho vidíme. Podle některých astronomů v této části vesmíru kdysi vybuchla supernova která většinu kosmického prachu "odfoukla", proto můžeme vidět alespoň nějaké hvězdy. V jiných částech vesmíru by možná nebylo vidět nic.

Shrnutí: Nakonec se mi zdá jako nejpřesvědčivější námitka bod číslo 3 v minulém dopisu. Skutečně, to, co vidíme na obloze, není současnost, ale minulost vesmíru. Můžeme vidět jen ty hvězdy, jejich světlo k nám už stačilo doletět. Protože doba mezi současností a velkým třeskem není nekonečná, vyjde nám z toho maximální vzdálenost, do které jsme v principu schopni dohlédnout. A to i pokud by žádná temná hmota nakonec neexistovala…

autor Pavel Houser