Nauka

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

Codzienny newsletter „Polityki”. Tylko ważne tematy

Na podany adres wysłaliśmy wiadomość potwierdzającą.
By dokończyć proces sprawdź swoją skrzynkę pocztową i kliknij zawarty w niej link.

Informacja o RODO

Polityka RODO

  • Informujemy, że administratorem danych osobowych jest Polityka Sp. z o.o. SKA z siedzibą w Warszawie 02-309, przy ul. Słupeckiej 6. Przetwarzamy Twoje dane w celu wysyłki newslettera (podstawa przetwarzania danych to konieczność przetwarzania danych w celu realizacji umowy).
  • Twoje dane będą przetwarzane do chwili ew. rezygnacji z otrzymywania newslettera, a po tym czasie mogą być przetwarzane przez okres przedawnienia ewentualnych roszczeń.
  • Podanie przez Ciebie danych jest dobrowolne, ale konieczne do tego, żeby zamówić nasz newsletter.
  • Masz prawo do żądania dostępu do swoich danych osobowych, ich sprostowania, usunięcia lub ograniczenia przetwarzania, a także prawo wniesienia sprzeciwu wobec przetwarzania, a także prawo do przenoszenia swoich danych oraz wniesienia skargi do organu nadzorczego.

Czytaj także

Społeczeństwo

Dr Joanna Wardzała o pokoleniu 20-latków odrzucających konsumpcyjny styl życia rodziców

Rozmowa z dr Joanną Wardzałą, socjolożką i badaczką zachowań konsumpcyjnych, o tym, dlaczego dzisiaj młodzi ludzie nie chcą kupować i gromadzić dóbr.

Joanna Podgórska
12.11.2019
Reklama