Prosto z nieba
Czerń nocnego nieba
Astronom w swojej pracy koncentruje się zazwyczaj na badaniu konkretnych obiektów nocnego nieba, stosownie do swojej, dość wąskiej zazwyczaj, specjalizacji. Używając coraz bardziej technicznie wyrafinowanych instrumentów, wykrywa (bądź nie) subtelne efekty przewidziane przez coraz bardziej złożone teorie. Stosunkowo rzadko natomiast obserwacja, którą każdy z nas może przeprowadzić gołym okiem, staje się przedmiotem poważnych rozważań.
Przykładem takiego spostrzeżenia o doniosłych konsekwencjach jest stwierdzenie, że niebo nocą jest ciemne. Na pierwszy rzut oka obserwacja ta może wydać się banalna, rozmyślali jednak o niej m.in. Johannes Kepler i Edmond Halley. Dzięki Heinrichowi Olbersowi, dziewiętnastowiecznemu niemieckiemu lekarzowi i astronomowi-amatorowi, szybko urosła ona do rangi doniosłego problemu, któremu uwagę poświęcał później m.in. Kelvin. Cóż jednak niezwykłego może kryć się w mroku nocnego nieba?
Paradoks, kojarzony dziś z nazwiskiem Olbersa, jest bardzo prosty. Przypuśćmy, że Wszechświat miałby być nieskończony, wieczny i statyczny, a koncentracja gwiazd we Wszechświecie – stała. Wówczas przy spoglądaniu w dowolnym kierunku wzrok nasz powinien natrafić na tarczę jakiejś gwiazdy. Ponadto osłabienie natężenia promieniowania odległych gwiazd o czynnik proporcjonalny do kwadratu odległości jest równoważone przez fakt, że liczba gwiazd na jednostkę odległości od Ziemi rośnie o taki sam czynnik. W rezultacie nieboskłon powinien świecić z jasnością Słońca. Nie świeci.
Można zaryzykować tezę, że próby rozwiązania paradoksu Olbersa trwale zmieniły oblicze kosmologii. Odkrycie ucieczki galaktyk przez Edwina Hubble’a doprowadziło do powstania teorii Wielkiego Wybuchu, określenia wieku Wszechświata, pomiarów jego rozmiaru, gęstości, składu i innych własności. Dokładny opis ewolucji Wszechświata od chwil, kiedy był on bardzo gęsty i gorący, wymagał użycia ogólnej teorii względności, fizyki jądrowej oraz fizyki cząstek elementarnych. Obecnie wiemy, że pokolenia gwiazd istnieją jedynie przez ułamek wieku Wszechświata. Fakt, że prędkość światła jest skończona, w połączeniu z rozszerzaniem się Wszechświata oznacza, że istnieje horyzont cząstek, na zewnątrz którego znajduje się obszar zawierający obiekty, od których światło jeszcze do nas nie dotarło (i być może nigdy nie dotrze).
Całkiem nieźle, jak na tak „niskobudżetową” obserwację. Pozostaje tylko życzyć formułowania podobnie prostych pytań prowadzących do równie ważnych co niespodziewanych odpowiedzi!