09.02.2017-12:43:00   |   Marek Jurčík
#Kozmos
#Dejiny človeka
Predstavme si lukostrelca v nesmierne rozľahlom lese. Nech vystrelí v ktoromkoľvek smere, šíp (letiaci priamočiaro, vždy v rovnakej výške nad zemou) sa skôr či neskôr zapichne do niektorého - bližšieho či vzdialenejšieho - stromu.

To isté platí pre pohľad človeka pozerajúceho z povrchu Zeme do vesmíru. Keď uprie zrak na oblohu, v každom jednom bode by mal vidieť viac či menej vzdialenú hviezdu. „Nebeská klenba“ by tak mala byť v noci rovnako jasná ako cez deň.

Ako sa menil pohľad na vesmír

Tento problém v astronomických kruhoch nepredstavuje žiadnu novinku. Veľmi úzko totiž súvisí s otázkou usporiadania samotného vesmíru.

Už práce gréckeho filozofa Demokrita obsahujú úvahy o nekonečnom kozmickom priestore. Tento názor neskôr rozpracoval rímsky filozof Lucretius v diele O povahe sveta. Pod vplyvom aristotelovskej filozofie a Ptolemaiovho učenia ale podobné hypotézy upadli do zabudnutia. Astronómii takmer 600 rokov vládol geocentrizmus.



Heliocentrizmus sa do popredia dostáva od 16. storočia, zásluhy za čo sa nie celkom oprávnene prisudzujú KopernikoviGalileovi. A hoci Zem stratila postavenie v strede vesmíru, tento štatút pripadol na slnečnú sústavu ako celok.1 Kopernik sa napríklad domnieval, že v kozme sa nachádza jedine Slnko a poslednou planétou bol Saturn. Vzdialenejšie objekty neboli známe. Hranicu univerza podľa neho predstavovala klenba s malými svetielkami – hviezdami.

Olbers nebol prvý


Kopernik svoje hypotézy predstavil v knihe O obehoch nebeských sfér (De revolutionibus orbium coelestium), ktorá vyšla v roku 1543. Dielo o 33 rokov neskôr do angličtiny preložil anglický astronóm Thomas Digges. K prekladu pridal aj vlastný dodatok, v ktorom hviezdy odpútal od „kozmickej klenby“ a rozptýlil ich do neobmedzeného priestoru. Opieral sa o pozorovanie veľmi jasnej supernovy. Spočítal, že daný objekt sa nachádza oveľa ďalej, než sa pôvodne predpokladalo pre hviezdnu klenbu. Napokon dospel k záveru, že aj iné hviezdy sú rozlične rozptýlené v priestore. Opäť tak vzkriesil dávno zabudnutú predstavu o vesmíre bez hraníc, ktorý obsahuje nekonečne veľa hviezd.

Hypotéza sa ale nestretla s veľkou pozornosťou. Preto ani paradox, ktorý z nej vyplýval, nik nebral príliš vážne. Už Digges si totiž uvedomil, že nočná obloha plná hviezd by mala byť veľmi jasná. Jednoducho predpokladal, že svetlo najvzdialenejších hviezd je príliš slabé na to, aby sa dalo spozorovať. Záver ale nepodložil žiadnym matematickým dôkazom. Navyše, pri bližšom preskúmaní problému sa Diggesov návrh ukázal ako bezcenný. Vzdialenejšie hviezdy totiž na oblohe zaberajú menej priestoru, čím uvoľňujú miesto pre svetlo z iných hviezd.



Nemecký astronóm a matematik Johannes Kepler preto paradox nočnej tmy pokladal za dôkaz ohraničenosti kozmu. Lenže ani Keplerov ohraničený vesmír neznamenal úspešné riešenie. Ak by bol tento model pravdivý, podľa Newtonových zákonov by jeho telesá v dôsledku gravitácie veľmi rýchlo skolabovali do jediného nekonečne hustého bodu.

Nové návrhy a ďalšie problémy

Prvú matematickú analýzu problému vypracoval švajčiarsky matematik Jean Phillipe Loys de Cheseaux v roku 1744. Vypočítal, že nočná obloha by mala svietiť až 180 000-krát jasnejšie ako Slnko. Vychádzal z jednoduchého geometrického modelu. Vesmír rozdelil do vrstiev podobných cibuli. Veľkosť týchto úrovní rastie so vzdialenosťou od stredu, do ktorého Cheseaux umiestnil Zem. Najbližšie hviezdy sú najjasnejšie, je ich ale málo. Naopak, hviezdy vo vzdialenejších úrovniach žiaria o niečo slabšie, sú ale omnoho početnejšie. Výsledkom je, že každá úroveň prispieva rovnakým množstvom svetla.


-



Problémom sa takmer o sto rokov neskôr zaoberal aj nemecký astronóm a lekár Heinrich Olbers, podľa ktorého bol paradox neskôr pomenovaný. Olbers aj Cheseaux za riešenie paradoxu považovali medzihviezdne mračná prachu, absorbujúce časť svetla. Vysvetlenie ale neobstálo. Mračná by sa totiž po čase zahriali a napokon by jasne žiarili.

Krok za krokom k riešeniu


Paradox sa podarilo rozlúštiť až po prijatí nových hypotéz o povahe univerza a samotného časopriestoru. Po dlhých stáročiach hlboko zakorenenú predstavu večného, statického kozmu nahradil expandujúci, v čase sa vyvíjajúci vesmír.

Prvým krokom bolo definitívne potvrdenie, že rýchlosť svetla je konečná, vďaka pozorovaniam anglického astronóma Jamesa Bradleyho v roku 1728. Bradley taktiež vypočítal, že rýchlosť svetla dosahuje 298 000 kilometrov za sekundu, čo je blízko jej skutočnej rýchlosti (299 792,458 km/s).2

Ďalší krok vykonal slávny lord Kelvin v roku 1901. Matematicky dokázal, že hviezdy postupne strácajú svoje palivo až napokon vyhasnú.



No predovšetkým, Albert Einstein zistil, že vesmírny priestor sa musí rozpínať alebo zmršťovať. Výpočty ale spočiatku pokladal za chybné. Avšak v roku 1922 s podobným výsledkom prišiel aj sovietsky kozmológ Alexander Friedmann a nezávisle na ňom aj fyzik z Belgicka Georges Lemaître. Hypotézu potvrdil Edwin Hubble v roku 1922, keď pozoroval červený posun svetla zo vzdialených galaxií. (Ešte predtým dokázal, že vesmír nepozostáva iba z Mliečnej cesty, ale obsahuje miliardy ďalších galaxií.) Lemaître ďalej predpokladal, že pokiaľ sa vesmír rozpína, v určitom čase musel vzniknúť. Zrodila sa teória veľkého tresku.

Astronómovia vyzbrojení novými poznatkami tak mohli konečne rozlúštiť Olbersov paradox.

Ako znie definitívne vysvetlenie? Vesmír je nepredstaviteľne veľký a svetlo z najvzdialenejších hviezd k nám jednoducho ešte nedoletelo. Niektoré z ďalekých hviezd pritom už medzičasom vyhasli. Navyše, keďže kozmický priestor expanduje, svetlo prichádzajúce z odľahlých kútov podlieha natoľko silnému posunu spektra, až sa pre ľudské oko stalo neviditeľným. Človek totižto dokáže vnímať svetlo iba s vlnovou dĺžkou približne od 380 nm po 780 nm.

Básnik predbehol astronómov

Asi najväčšou kuriozitou Olbersovho paradoxu je, že správne riešenie ako prvý nesformuloval žiaden vedec, ale americký básnik Edgar Allan Poe. V roku 1848 napísal rozsiahlu prozaickú báseň Eureka, v ktorej špekuloval o pôvode, evolúcii a konci vesmíru. Autor načrtol ekvivalent hypotézy veľkého tresku, expandujúceho priestoru a dokonca písal aj o hviezdach natoľko vzdialených, že ich zo Zeme nevidno. Pravda, Eureka nepredstavuje vedeckú prácu podloženú experimentálnymi či matematickými dôkazmi. Svoje závery stavia na dojmoch a špekuláciách, v ktorých sa autor neraz mýlil. Chybne napríklad interpretoval vznik a rotáciu planét.



-

Poznámky
1. Z pohľadu pozemšťana sa Zem skutočne zdá ako stred vesmíru. V skutočnosti ale vo vesmíre nemá žiadnu výnimočnú polohu. Pozorovateľný kozmos nemá hranice, a tak do všetkých strán dovidíme rovnako ďaleko – do takej diaľky, z akej k nám dorazili svetelné lúče. Lenže to isté si môže povedať potenciálny pozorovateľ v ktoromkoľvek kúte kozmu.
2. Ako úplne prvý sa pokúsil určiť rýchlosť svetla dánsky astronóm Ole Rømer. Podarilo sa mu to v roku 1676, pričom nameraná hodnota bola značne chybná, dosahovala 220 000. Jeho merania však vedeckú obec úplne nepresvedčili a hypotéza, že rýchlosť svetla je nekonečná sa udržala ďalšie polstoročie.

Zdroj
Khalili, J.A.: Paradox. Leda, 2014.

Doplnkové zdroje:
http://miromcduck.szm.com/cojeto/olbersov_paradox.html
https://en.wikipedia.org/wiki/Olbers'_paradox
https://en.wikipedia.org/wiki/Big_Bang#History

Obrázky: public domain, používateľ wikimédie Htkym
Páčia sa Vám naše články? Podporte nás

Zdieľajte článok






Za podporu ďakujeme

Pridať e-mail