February 20, 2024

מדוע החלל כה חשוך כאשר היקום מלא בכוכבים?

Curious Kids היא סדרה המיועדת לילדים בכל הגילאים. אם יש לך שאלה שאתה רוצה שמומחה יענה עליה, שלח אותה לכתובת [email protected].


מדוע החלל כה חשוך למרות כל הכוכבים ביקום? – ניקיל, בן 15, ניו דלהי


כל כך הרבה זמן תהינו מדוע החלל חשוך כאשר הוא מלא בכוכבים. לשאלה הזו יש שם מיוחד: הפרדוקס של אולברס.

אסטרונומים מעריכים שיש כ-200 מיליארד מיליארד כוכבים ביקום הנצפה. ורבים מהכוכבים האלה בהירים, או בהירים יותר, מהשמש שלנו. אז למה החלל לא מתמלא באור מסנוור?

אני אסטרונום שחוקר כוכבים וכוכבי לכת – כולל אלה שמחוץ למערכת השמש שלנו – ואת תנועתם בחלל. חקר כוכבים וכוכבי לכת רחוקים עוזר לאסטרונומים כמוני להבין מדוע החלל כה חשוך.

אפשר לנחש שזה בגלל שכוכבים רבים ביקום רחוקים מאוד מכדור הארץ. כמובן, זה נכון שככל שהכוכב רחוק יותר, כך הוא נראה פחות בהיר: כוכב במרחק פי 10 נראה עמום פי 100. אבל מסתבר שזו לא כל התשובה.

דמיינו בועה

תארו לעצמכם לרגע שהיקום כל כך ישן שהאור אפילו מהכוכבים הרחוקים ביותר הספיק להגיע לכדור הארץ. בתרחיש דמיוני זה, כל הכוכבים ביקום אינם זזים כלל.

דמיינו בועה גדולה עם כדור הארץ במרכז. אם הבועה הייתה בקוטר של כ-10 שנות אור, היא הייתה מכילה כתריסר כוכבים. כמובן, במרחק של מספר שנות אור, רבים מהכוכבים הללו ייראו עמומים למדי מכדור הארץ.

אם תמשיך להגדיל את הבועה ל-1,000 שנות אור, אז ל-1 מיליון שנות אור, ואז ל-1 מיליארד שנות אור, הכוכבים הרחוקים ביותר מהבועה ייראו חלשים עוד יותר. אבל יהיו גם יותר ויותר כוכבים בתוך הבועה הגדלה והגדולה יותר, כולם מביאים אור. למרות שהכוכבים הרחוקים יותר נראים עמומים יותר ויותר, יהיו הרבה יותר מהם ושמי הלילה בכללם צריכים להיראות בהירים מאוד.

זה נראה כאילו חזרתי למקום שהתחלתי, אבל למעשה אני קצת יותר קרוב לתשובה.

הגיל קובע

באיור הבועה הדמיונית ביקשתי מכם לדמיין שהכוכבים לא זזים ושהיקום ישן מאוד. אבל היקום בן כ-13 מיליארד שנים בלבד.

Galaxies telles qu'elles sont apparues il y a environ 13,1 milliards d'années, prises par le télescope spatial James Webb.  <a href=נאס”א/ESA/CSA/STScI/נדב מסוכנות הידיעות Xinhua באמצעות Getty Images” data-src=”https://s.yimg.com/ny/api/res/1.2/qXZTDg_qRYoIFWWz7lQO5g–/YXBwaWQ9aGlnaGxhbmRlcjt3PTk2MDtoPTk4MA–/https://media.zenfs.conversation.com/en/8a5d_3a5dc/en/8a_1a_3a5d/en/1/8a/1/1/8 21 fc23b832342c7bbe449″/ >

למרות שמדובר בזמן ארוך באופן מפתיע במונחים אנושיים, הוא קצר במונחים אסטרונומיים. זה קצר מספיק כדי שאור מכוכבים במרחק של יותר מ-13 מיליארד שנות אור עדיין לא הגיע לכדור הארץ. אז הבועה מסביב לכדור הארץ המכילה את כל הכוכבים שאנו יכולים לראות משתרעת רק כ-13 מיליארד שנות אור מכדור הארץ.

פשוט אין מספיק כוכבים בבועה כדי למלא את כל קווי הראייה. כמובן, אם אתה מסתכל לכיוונים מסוימים בשמיים, אתה יכול לראות כוכבים. אם אתה מסתכל על חלקים אחרים של השמים, אתה לא רואה שום כוכבים. וזה בגלל שבכתמים האפלים האלה, הכוכבים שעשויים לחסום את שדה הראייה שלכם כל כך רחוקים שהאור שלהם עדיין לא הגיע לכדור הארץ. ככל שיחלוף זמן רב יותר, כך יהיה ליותר אור מהכוכבים המרוחקים יותר ויותר להגיע אלינו.

משמרת דופלר

אתה עשוי לתהות אם שמי הלילה אי פעם יידלקו לגמרי. אבל זה מחזיר אותי לדבר השני שאמרתי לך לדמיין: שלא כל הכוכבים זזים. היקום למעשה מתרחב, כאשר הגלקסיות הרחוקות ביותר מתרחקות מכדור הארץ כמעט במהירות האור.

מכיוון שגלקסיות מתרחקות כל כך מהר, האור מהכוכבים שלהן מוטל בצבעים שהעין האנושית לא יכולה לראות. אפקט זה נקרא היסט דופלר. אז גם אם היה לו מספיק זמן להגיע אליכם, עדיין לא הייתם יכולים לראות את האור של הכוכבים הרחוקים ביותר בעיניכם. ושמי הלילה לא היו מוארים לגמרי.

אם תחכו עוד יותר, כל הכוכבים יישרפו בסופו של דבר – כוכבים כמו השמש מחזיקים מעמד רק כ-10 מיליארד שנים. אסטרונומים משערים שבעתיד הרחוק – טריליון שנים מהיום – היקום יהפוך אפל, מיושב רק על ידי שרידי כוכבים כמו גמדים לבנים וחורים שחורים.

למרות ששמי הלילה שלנו אינם מלאים לגמרי בכוכבים, אנו חיים בתקופה מאוד מיוחדת בחיי היקום, שבה אנו נהנים משמי לילה עשירים ומורכבים, מלאים באור ובחושך.


שלום ילדים סקרנים! יש לך שאלה שהיית רוצה שמומחה יענה עליה? בקש ממבוגר לשלוח את שאלתך אל [email protected]. אנא ספר לנו את שמך, גילך והעיר בה אתה גר.

ומכיוון שלסקרנות אין הגבלת גיל – מבוגרים, ספרו לנו מה אתם תוהים גם אתם. לא נוכל לענות על כל שאלה, אבל נעשה כמיטב יכולתנו.

מאמר זה פורסם מחדש מתוך The Conversation, אתר חדשות עצמאי ללא מטרות רווח המוקדש לשיתוף רעיונות ממומחים אקדמיים. השיחה היא חדשות מהימנות ממומחים ומארגון עצמאי ללא מטרות רווח. נסה את הניוזלטרים החינמיים שלנו.

זה נכתב על ידי: בריאן ג’קסון, אוניברסיטת בויס סטייט.

למד עוד:

בריאן ג’קסון מקבל מענקי מחקר במימון פדרלי מנאס”א.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *