Класс!ная физика
Занимательные фишки - 7 класс Занимательные фишки - 8 класс Занимательные фишки - 9 класс 10-11 класс Диафильмы по физике

Знания нельзя купить, здесь их дают бесплатно!



Фотометрический парадокс или парадокс Ольберса


А почему же небо ночью темное, хотя звезд во Вселенной «не меряно»? Ну, хоть для сравнения, представьте себя в лесу, перед Вами «стена» деревьев, между ними и просвета-то не увидишь …

Фотометрический парадокс Ольберса - классический дорелятивистский космологический парадокс, сформулированный в 1823 немецким астрономом Генрихом Вильгельмом Ольберсом .

Сущность парадокса: «Почему ночью небо темное?»

Или более подробно: «B бесконечной Вселенной, все пространство которой равномерно заполнено звёздами, всякий луч зрения должен оканчиваться на звезде.

Поверхностная яркость звезд не зависит от расстояния, а поскольку в любой точке небосвода должна находиться какая-нибудь звезда, всё небо должно быть таким же ярким, как и поверхность Солнца (Солнце является типичной звездой, и поэтому поверхностная яркость практически любой звезды в среднем должна быть равна поверхностной яркости Солнца).

В свое время эту проблему обсуждали и английский математик Томас Диггес (1546–1595), и Иоганн Кеплер (1571–1630), и Эдмонд Галлей (1656–1742), и швейцарский астроном Жан Шезо ( 1744г).

Для объяснения парадокса Ольберс предположил, что в межзвездном пространстве имеется рассеянное вещество, которое поглощает свет далеких звезд.

Хотя спустя столетие межзвездное поглощение света действительно было обнаружено, оно не смогло разрешить фотометрический парадокс, т.к. сами пылинки в безграничной и вечной Вселенной, однородно заполненной звездами, нагрелись бы до температуры звездной поверхности и светились бы как звезды.

Позже немецкий астроном Х.Зелигер ( 1849–1924) сформулировал другой космологический парадокс – гравитационный, в котором, согласно ньютоновской теории тяготения, в бесконечной Вселенной, однородно заполненной веществом, сила тяготения не имеет определенной конечной величины.

Так можно было бы проиллюстрировать фотометрический парадокс в однородной и изотропной статической Вселенной:





В рамках классической физики оба парадокса нашли разрешение в модели иерархического строения Вселенной, разработанной астрономом Карлом Вильгельмом Шарлье (1862–1934) из Швеции.

Согласно этой теории, Вселенная устроена подобно матрёшке и представляет собой бесконечную совокупность входящих друг в друга систем все возрастающего порядка сложности: отдельные звезды образуют галактику, совокупность галактик образует Метагалактику и т.д. до бесконечности.

Шарлье пришел к выводу о том, что в бесконечной Вселенной фотометрический и гравитационный парадоксы устраняются, если расстояния между равноправными системами достаточно велики по сравнению с их размерами, что приводит к непрерывному уменьшению средней плотности космической материи по мере перехода к системам более высокого порядка.

Однако Эд. Хаббл (1889–1953) и другие астрономы доказали, что в больших масштабах Вселенная однородна и изотропна. С другой стороны, открытое Хабблом расширение Вселенной показало, что чем дальше от нас галактики и их звезды, тем быстрее они от нас удаляются.



Тогда некоторые исследователи решили, что один лишь эффект красного смещения может объяснить темноту ночного неба, поскольку свет, испущенный далекими звездами, достигая Земли, оказывается за пределом оптического диапазона спектра.

Подробное математическое рассмотрение этого решения было дано Уильямом Томсоном (лордом Кельвином) в 1901 г. За время, прошедшее с начала расширения нашего мира (около 15 млрд. лет), до нас дошел свет лишь от ограниченного числа галактик (порядка 10 млрд.); этого слишком мало, чтобы сделать ночное небо светлым.

Окончательное объяснение стало возможным после признания того, что Вселенная расширяется. Фотометрический и гравитационный парадоксы были разрешены лишь в релятивистской теории эволюционирующей Вселенной, разработанной на основе Общей Теории Относительности Альберта Эйнштейна.



Источники: Википедия; энциклопедия «Кругосвет»






Устали? - Отдыхаем!

Вверх