Hvorfor er rummet så mørkt på trods af alle stjernerne?

.

Spørgsmålet om, hvorfor rummet er mørkt på trods af, at det er fyldt med stjerner, er så gammelt, at det har et særligt navn - Olbers' paradoks.

Astronomerne anslår, at der er omkring 200 milliarder billioner stjerner i det synlige univers. Og mange af disse stjerner er lige så klare eller endda klarere end vores sol.

Så hvorfor er rummet ikke fyldt med et blændende lys?

Ikke hele svaret

Jeg er en astronom og studerer stjerner og planeter - blandt andet dem, der befinder sig uden for vores solsystem - og deres bevægelse i rummet.

Studiet af fjerne stjerner og planeter hjælper astronomer som mig med at forstå, hvorfor rummet er så mørkt.

Man skulle måske tro, at det skyldes, at mange af stjernerne i universet er meget langt væk fra Jorden. Det er selvfølgelig rigtigt, at jo længere væk en stjerne er, desto mindre klar og lysende ser den ud - en stjerne, der er 10 gange længere væk, ser 100 gange mørkere ud.

Men det har vist sig, at det ikke er hele svaret.

En stor boble med Jorden i midten

Lad os et øjeblik lade som om, at universet er så gammelt, at lyset fra selv de fjerneste stjerner har haft tid til at nå Jorden. I dette imaginære scenarie bevæger alle stjernerne i universet sig slet ikke.

Forestil dig en stor boble med Jorden i midten. Hvis boblen var omkring 10 lysår på tværs, ville den indeholde cirka 20 stjerner. Flere lysår væk ville mange af disse stjerner naturligvis se ret mørke ud fra Jorden.

Hvis vi bliver ved med at forstørre boblen til 1.000 lysår i diameter, derefter til 1 million lysår og derefter 1 milliard lysår, vil de fjerneste stjerner i boblen se endnu mere lyssvage ud.

Men der ville også være flere og flere stjerner inde i den stadig større boble, alle sammen med lys.

Selvom de fjerneste stjerner ser mere og mere mørke ud, ville der være mange flere af dem, og hele nattehimlen burde derfor se meget lys ud.

Det ser ud til, at jeg er tilbage, hvor jeg startede, men jeg er faktisk lidt tættere på svaret.

Alder betyder noget

I tankeeksperimentet med boblen bad jeg dig forestille dig, at stjernerne ikke bevæger sig, og at universet er meget gammelt. Men universet er kun omkring 13 milliarder år gammelt.

Selvom det er utrolig lang tid i menneskelige termer, er det kort tid i astronomiske termer. Det er kort nok tid til, at lyset fra stjerner, der er længere væk end omkring 13 milliarder lysår, faktisk ikke har nået Jorden endnu.

Og så strækker den faktiske boble rundt om Jorden, der indeholder alle de stjerner, vi kan se, sig kun ud til omkring 13 milliarder lysår fra Jorden.

Der er simpelthen ikke nok stjerner i boblen til, at der er stjerner, uanset hvor vi kigger hen. Hvis du kigger i én retning på himlen, kan du selvfølgelig se stjerner, men retter du blikket mod andre dele af himlen, er der ingen stjerner at se.

Og det er fordi, at stjernerne i de mørke, 'tomme' områder, er så langt væk, at deres lys ikke har nået Jorden endnu. I takt med at tiden går, vil lyset fra disse talrige og fjerne stjerner have tid til at nå os.

Doppler-effekten

Måske tænker du nu, om nattehimlen til sidst vil lyse helt op. Men det bringer mig tilbage til den anden ting, jeg bad dig om at forestille dig: At alle stjernerne ikke bevæger sig. Universet udvider sig faktisk, og de fjerneste galakser bevæger sig væk fra Jorden næsten med lysets hastighed.

Fordi galakserne bevæger sig væk så hurtigt, skubbes lyset fra deres stjerner ind i farver, som det menneskelige øje ikke kan se. Denne effekt kaldes Doppler-effekten.

Så selvom en stjerne havde tid nok til at nå dig, ville du stadig ikke kunne se lyset fra de fjerneste stjerner med egne øjne. Og nattehimlen ville ikke være helt oplyst.

Hvis du venter endnu længere, vil stjernerne til sidst brænde ud - stjerner som Solen 'lever' kun omkring 10 milliarder år.

Astronomer antager, at universet i en fjern fremtid - tusind billioner år fra nu - vil blive mørkt, kun beboet af stjernerester som hvide dværge og sorte huller.

Selvom vores nattehimmel ikke er helt fyldt med stjerner, lever vi i en meget speciel tid i universets liv, hvor vi er så heldige at nyde en rig og kompleks nattehimmel, fyldt med både lys og mørke.

Denne artikel er oprindeligt publiceret hos The Conversation og er oversat af Stephanie Lammers-Clark.