Nauka

Dlaczego nocą jest ciemno? Sensacyjne odkrycie z Nottingham

Dlaczego nocą jest ciemno? Sensacyjne odkrycie z Nottingham

Flickr CC by 2.0
Okazuje się, że galaktyk jest o wiele więcej, niż dotąd sądziliśmy. Prawdopodobnie aż 10 razy więcej. To zmienia nasz ogląd Wszechświata.

Jednym z kluczowych pytań nauk o niebie jest to, ile w całym kosmosie jest galaktyk, które są podstawowymi skupiskami materii. Próbę dokładnej odpowiedzi na to pytanie podjęto już w połowie lat 90. XX w., gdy teleskop Hubble′a zaczął realizować swój słynny program Hubble Deep Field (Głębokie Pole Hubble′a). Teleskop wykonał szereg zdjęć bardzo głębokiego kosmosu i odkrył nieprawdopodobnie dużo nowych, bardzo dalekich i słabo świecących galaktyk. Wkrótce potem badacze ustalili, że galaktyk w kosmosie jest ok. 100 mld. Teraz okazuje się, że jest ich znacznie więcej.

Kosmos w 3D

Profesor astrofizyki Christopher Conselice z Uniwersytetu Nottingham w Anglii przez kilka lat wraz z zespołem analizował dane pozyskane przez teleskop Hubble′a i inne teleskopy naziemne, a także wiele prac naukowych dotyczących rozmieszczenia i liczby galaktyk w kosmosie, które były publikowane w czasopismach naukowych od początku tego wieku. Niedawno zespół ten ogłosił wyniki swoich badań. Są one opisane w najnowszym wydaniu czasopisma „The Astrophysical Journal”. Odkrycie Conselice jest rewolucyjne. Dowodzi bowiem, że galaktyk w kosmosie jest przynajmniej 10 razy więcej, niż dotąd sądziliśmy – bilion, a może nawet dwa. To zupełnie zmienia skalę i każe na nowo przyjrzeć się otaczającemu nas Wszechświatowi.

Zespół Conselice, korzystając z danych zebranych w programie Hubble Deep Field i Hubble Ultra Deep Field, stworzył trójwymiarową mapę kosmosu, by zaobserwować, jak zmieniała się liczba galaktyk wraz z jego wiekiem. Poza tym badacze z Nottingham zastosowali nowe matematyczne modele, dzięki którym byli w stanie dojść do konkluzji, że Wszechświat zawiera bardzo dużo galaktyk, które w obecnym stanie zaawansowania obserwacji astronomicznych nie są dla nas jeszcze widzialne. Tych nowych, niewidzialnych galaktyk jest istny bezmiar – aż 90 proc. wszystkich.

„To naprawdę może człowieka wprawić w drżenie, że aż 90 proc. galaktyk jeszcze nie odkryliśmy. Kto wie, co będziemy mogli w przyszłości tam odnaleźć, gdy zaczną pracować następne generacje teleskopów” – komentuje prof. Conselice.

Mapa zespołu Conselice sięga na odległość ponad 13 mld lat. Widać na niej, że galaktyki nie były w historii kosmosu rozłożone jednorodnie. Gdy kosmos liczył zaledwie kilka miliardów lat, było ich w każdej obserwowanej jednostce przestrzeni 10 razy tyle ile dzisiaj. Większość z nich to galaktyki bardzo małe i słabo świecące, porównywalne z tymi, które są karłowatymi satelitami naszej Mlecznej Drogi. To dowodzi burzliwej i długotrwałej ewolucji kosmosu, w którym kiedyś galaktyk było znacznie więcej, jednak wchodziły one w częste kolizje, łączyły się ze sobą, powstawały struktury większe, które możemy obecnie obserwować, ale ich ogólna liczba malała. Innymi słowy: im dalej w czasie, tym galaktyk jest mniej. Obserwujemy ok. 100 mld galaktyk, jednak jest ich 10 razy więcej, tyle że te dodatkowe są zbyt dalekie i zbyt słabe, by je dzisiaj dostrzec.

Dlaczego w nocy jest tak ciemno?

Badania z Nottigham są ważne z jeszcze innego względu. Otóż można dzięki nim dość łatwo wytłumaczyć słynny paradoks Olbersa. Niemiecki astronom Wilhelm Olbers spytał na początku XIX w., dlaczego niebo jest w nocy ciemne. To niezwykłe pytanie przez wiele dziesięcioleci intrygowało badaczy nieba. Skoro gwiazd jest nieskończenie wiele – argumentował Olbers – każdy punkt na nocnym niebie powinien być gwiazdą. Tak nie jest, skoro nocą niebo jest w przeważającej części ciemne. By ułatwić rozumowanie Olbersa, posłużono się przykładem lasu.

W lesie jest bardzo dużo drzew, choć są przerwy między nimi, a mimo to widzimy pełną ścianę drzew – bez przerw. Podobnie powinno być z gwiazdami na niebie. Dzisiaj już wiemy, że Wszechświat nie jest statyczny i nieskończony, jak uważano w XIX w. Wiemy, że jest skończony i rozszerza się coraz szybciej, więc galaktyki bardzo oddalają się od siebie. Światło wielu z nich nie zdołało do nas jeszcze dotrzeć. A światło, które miało czas dotrzeć, może być blokowane przez międzygalaktyczne obłoki pyłu i gazu.

Dzięki pracom zespołu prof. Conselicego wiemy jeszcze więcej. Conselice zgadza się z Olbersem – galaktyk jest tak dużo, że w każdym punkcie na nocnym niebie powinna być gwiazda. I tak jest w istocie, tyle że my zdecydowanej ich większości nie widzimy. Aż 90 proc. wszystkich istniejących galaktyk jeszcze nie zaobserwowaliśmy, ponieważ są zbyt daleko i zbyt słabo świecą. Kiedyś jednak, i to może już niedługo, będziemy je odkrywać o wiele lepszymi i sięgającymi dalej teleskopami. Tymczasem paradoks Olbersa można chyba uznać za rozwiązany.

Więcej na ten temat
Reklama

Czytaj także

Społeczeństwo

A gdyby internet przestał działać...

Z internetu korzysta już prawie połowa ludzkości. Co by się stało, gdyby pewnego dnia przestał działać?

Edwin Bendyk, Piotr Rutkowski
16.04.2019
Reklama