Защо ние виждаме толкова малко звезди в небето?

Съдържание

• Видео: bi 2 bluff Бл сл
• Видео: Аз като научна

Защо сингъл "Да бъде светлина!" Вселената не е достатъчно? "Вижте красотата на живота. Обърнете внимание на звездите и ето, те се работи с тях "- каза Марк Аврелий. Представете си на нощното небе. Далеч от градовете, в безлунна нощ в най-тъмните места, където някога сте посетили. Може би ще отиде на тревата и погледна нагоре към небето. Въздухът е хладен, небето е ясно, никакви облаци, и търсите нагоре.

Какво виждаш?

Има една планета, светли и мрачни звезди, а дори и на Млечния път, което може да се види в периферното си зрение, ако се вгледате малко встрани. Но най-интересното не е наличието на тези няколко слабо осветление в нощното небе, а по-скоро на факта, че почти всяка точка, към която се отнасят, самото небе е тъмно.

Ако мислите, че за него една минута, след което тя ще изглежда странно. Ако Вселената е наистина пълно със звезди - точки светлина във всички посоки - можете напълно да се очаква, че където и да погледнете, в крайна сметка, пред погледа ви ще падне върху звездата.

И след като това се случи, вече няма да видите "тъмнината" в небето. Всяка точка ще бъде изпълнен със светлина, без значение колко далеч една звезда, галактика, или всяка друга точка на светлината.

Това е една от най-големите иронии на 19-ти век: фотометрично парадокс или парадокса на Олберс, което показва, че идеята за безкрайно вселена изпълнена с безброй звезди, е несъвместима с тъмно нощното небе, всички ние можем да гледате.

Разбира се, решението на този парадокс се крие във факта, че когато се вгледаме в далечното вселената погледнем назад във времето, и когато вселената е съществувала в гореща и плътна, по-равномерно състояние, че е имало време, когато не е имало звезди. Ако се вгледате отвъд определени граници, никога няма да видите една звезда.

След Големия взрив Вселената е била гореща, гъста и равномерно, но също така разширява и се охлажда. По времето, когато тя почука 380,000 години, тя се охлади достатъчно, за да образуват неутрални атоми за първи път. Но има две препятствия, които ни позволяват да видим нещо:

1. Докато няма нищо, което излъчва светлина, нищо за гледане.

2. Вселената трябва да бъде прозрачна.

Въпреки че тези два въпроса - формирането на първите звезди и прозрачността на Вселената - често комбинирани като "тъмните векове", те са две отделни проблеми да бъдат решени.

На първо място, не е нужно нищо да погледнете, докато не се изгради първите звезди. В онези дни, когато Вселената започва почти перфектен единна форма, като малки несъвършенства, някои области са започнали с повече материя, отколкото други. С течение на времето, гравитацията дърпа заедно тези супер гъсто населените региони все повече и повече материал, като по този начин култивира в тях кичури на материята.

Отне десетки милиони години, но когато е минало достатъчно време, тези струпвания израснали достатъчно големи, че гравитацията е довело до срив. И когато тези съсиреци ядро ​​атоми и молекули стават достатъчно дебели, процесът на синтез започва - изгаряне на гориво водород в хелий.

Тези места сливане стомана ядра първите звезди във Вселената е горещо и светло, и се излъчва от първата видима светлина във Вселената, тъй като първите стъпки на гореща Големия взрив. Това се случи след 50 милиона години от началото на историята на Вселената, и това е доста кратко време за първите звезди.

Проблемът е, че ние не виждаме някой от тези звезди.

Ние знаем, че звездите излъчват светлина, но по същия начин, то излъчва звезди "тъмна мъглявина» Барнард 68. Тази мъглявина е тъмно, защото атомите и молекулите в мъглявината физически абсорбират видими - и следователно са непрозрачни.

Въпреки единични атоми са само някои атомни преходи, които могат да абсорбират светлина, когато те са свързани заедно с всички видове сложни конфигурации, те могат да блокират целия спектър на видимата светлина. Този тип непрозрачност се образува, когато първите звезди: Вселената може да бъде, и е генерирала светлината, но той не намери пътя към очите ни.

Какво да правим с него?

Необходимо е да се йонизира атомите? Или по-точно, reionizirovat такива, каквито са били някога йонизиран: дори преди да стане неутрална.

Въпреки това, този процес отнема много време и участие на милиарди звезди, които образуват, излъчват ултравиолетова радиация и йонизиращо спад с повече от 99% от неутрални атоми на вселената. Това е постепенен процес, но това ще изисква изграждането на 550 милиона години.

Доскоро смятахме, че reionization - тази последна фаза на Вселената, което го прави непрозрачни за видимата светлина - настъпили 450 милиона години след Големия взрив, но допълнителен фактор под формата на 100 милиона години бе определена от последните наблюдения на Планк сателит.

Това, от своя страна, не означава, че най-старите звезди във Вселената са се образували 100 милиона години по-късно, отколкото се смяташе досега. Това означава, че първите звезди, образувани много, много по-рано, отколкото можем да видим и ние се обединиха звезди не е достатъчно - и те са живели достатъчно дълго - до reionizirovat вселена и да я направи прозрачна за светлината. През Вселената има просто не е достатъчно, за да каже: "Да бъде светлина!", За да видите първите звезди: светлината трябва да бъде в състояние да премине свободно през пространството.

Няма начин да ги видите във видимия спектър, независимо от това колко добър космическия телескоп Хъбъл, независимо от това колко време той гледа тези части на небето, той никога няма да видим първите звезди, защото вселената е все още непрозрачни за видимата светлина ,

Но има надежда, а телескопа James Webb има потенциала да преведе тази надежда в реалност.

Ако гледат светлината на дълга дължина на вълната, прашни структурата на атоми и молекули може да бъде доста прозрачни за тези дължини на вълните. Въпреки, че Хъбъл никога не може да види звездите, Джеймс Уеб ще надникне в инфрачервените (и по-скоро дълги) вълните и да могат да проследяват пътя им към епохата, когато Вселената е била непрозрачни за видимата светлина.

С други думи, само за няколко години ще можем наистина да изследва първите звезди във Вселената. Може би, те са невидими за нас, но това е по вина на очите ни, а не светлина.