Парадокс Ольберса

Кроме парадокса Бентли, существовал еще более интересный
парадокс, который не могла обойти ни одна теория бесконечной
Вселенной. Ольберс задался вопросом, почему ночное небо черное.
Еще во времена Иоганна Кеплера астрономы знали, что если бы
Вселенная была однородной и бесконечной, то, куда бы мы ни броси-
ли взгляд, мы видели бы небо, освещенное бесконечным количеством
звезд. В какую бы точку ночного неба ни был устремлен наш взгляд,
он в конце концов натыкался бы на бесконечное количество звезд и
мы видели бы небо, залитое бесконечным количеством звездного све-
та. Тот факт, Что ночное небо — черное, а не яркое, веками считался
глубоким космическим парадоксом.

Парадокс Ольберса, подобно парадоксу Бентли, обманчиво
прост, но он терзал душу многим поколениям философов и астро-
номов. И один парадокс, и второй опираются на наблюдении, что в
бесконечной Вселенной гравитационные силы и световое излучение
могут слагаться, что приведет к бесконечным значениям и того, и
другого. За сотни лет было предложено множество неверных объ-
яснений. Кеплер был настолько обеспокоен этим парадоксом, что
просто постулировал: Вселенная конечна, находится в оболочке, а
потому лишь ограниченное количество звездного света достигает
наших глаз.

Замешательство, вызванное этим парадоксом, было столь массо-
вым (если массой считать ученое сообщество), что, согласно резуль-
татам исследования, проведенного в 1987 году, 70% учебников по
астрономии давали неверный ответ на этот вопрос, 30.% от ответа
воздержались.

Можно было попытаться решить парадокс Ольберса, предпо-
ложив, что звездный свет поглощается пылевыми облаками. Именно
такой ответ в 1823 году дал сам Генрих Вильгельм Ольберс, когда
впервые точно сформулировал парадокс. Ольберс написал: «Очень

удачно, что Земля не получает свет из каждой точки небесного свода!
Однако при такой невообразимой яркости и температуре, которые
в 90 000 раз выше тех, каким мы подвергаемся сейчас, Всевышний
легко мог создать организмы, способные адаптироваться и к таким
экстремальным условиям». В объяснение того " факта, что Землю
не заливает «свет столь же яркий, как и солнечный диск», Ольберс
предположил, что, должно быть, пылевые облака поглощают силь-
ный жар, делая жизнь на Земле возможной. Например, огненный
центр нашей Галактики Млечный Путь, который по справедливости
должен «сжигать» все небо, в действительности скрыт пылевыми об-
лаками. Если мы посмотрим в направлении созвездия Стрельца, где
находится центр Млечного Пути, вместо ослепительного огненного
шара нашим глазам предстанет лишь темное пятно.

Но и пылевые облака не могут служить убедительным объясне-
нием парадокса Ольберса. За достаточно длительное (чтобы не ска-
зать — бесконечное) время пылевые облака поглотят свет бесконеч-
ного количества звезд и в конце концов засверкают сами подобно
звездной поверхности. Таким образом, даже пылевые облака должны
бы сиять в ночном небе.

По этой логике можно предположить, что чем дальше находится
звезда, тем слабее ее свет. Факт по сути своей верен, но он не может
служить ответом. Если мы взглянем на участок ночного неба, то
увидим, что самые далекие звезды действительно тусклые, но чем
дальше мы устремляем взгляд, тем больше звезд мы видим. Такого в
однородной Вселенной не должно было бы быть — там небо каза-
лось бы белым. (Это объясняется тем, что интенсивность звездного
света, обратно пропорциональная квадрату расстояния до звезды,
компенсировалась бы количеством звезд, прямо пропорциональным
квадрату расстояния.)

Как ни странно, первым в истории человеком, решившим пара-
докс Ольберса, стал американский автор детективов Эдгар Аллан По,
который увлекался астрономией. Перед самой смертью он опубли-
ковал многие из своих наблюдений в неоднозначной философской
поэме под названием «Эврика: Прозаическая поэма». Вот замеча-
тельный отрывок:

Будь множество звезд бесконечным, небесный свод был бы

полностью залит светом, таким же, как мы видим в Галактике, —

поскольку не было бы ни единой точки на всем этом фоне, где не было бы звезды. Единственным способом, с помощью которого мы могли бы объяснить пустоты, которые в большом количестве наблюдаем при помощи телескопов, было бы предположение, что расстояние до невидимой части небесного свода настолько велико, что еще ни один луч света оттуда не был в состоянии достичь нас.

В заключение По писал о том, что эта мысль «слишком прекрасна,
чтобы не содержать в себе Истину как неотъемлемую свою состав-
ляющую».

Это и есть ключ к верному ответу. Возраст Вселенной не бесконе-
чен. Рождение мира было. Нашему взгляду доступна лишь некая часть
звездного света. Свету наиболее отдаленных от нас звезд не хватило
времени, чтобы достичь наших взоров. Космолог Эдвард Харрисон,
впервые обнаруживший, что По разрешил парадокс Ольберса, на-
писал: «Когда я впервые прочел слова По, я был поражен: как мог
поэт, в лучшем случае ученый-любитель, 140 лет назад уловить верное
объяснение, в то время как в наших колледжах до сих пор преподают
объяснение неправильное?»

В 1901 году шотландский физик лорд Кельвин также нашел верное
решение. Он осознал, что, глядя на ночное небо, мы видим его в про-
шлом, а не таким, каково оно сейчас, поскольку скорость света, хоть
и гигантская по земным меркам (299 792458 м/с), все же конечна
и свету отдаленных звезд необходимо время, чтобы достичь Земли.
По подсчетам Кельвина, для того, чтобы ночное небо 6ь1ло белым,
Вселенная должна бы растянуться на сотни триллионов световых
лет. Но поскольку Вселенной не триллионы лет, небо будет только
черным. (Существует также второй фактор, который способствует
решению вопроса, почему ночное небо черное; и этот фактор — ко-
нечный жизненный цикл звезд, измеряющийся миллиардами лет.)

Недавно появилась возможность экспериментально проверить
правильность этого решения при помощи таких спутников, как кос-
мический телескоп Хаббла. Эти телескопы, в свою очередь, позволя-
ют нам ответить на вопрос, который задают даже дети: «Как далеко
от нас самая далекая звезда? И что лежит за самой далекой звездой?»
Чтобы ответить на эти вопросы, астрономы запрограммировали
космический телескоп Хаббла для решения исторической задачи —
заснять самую отдаленную точку Вселенной. Для того чтобы уловить

чрезвычайно слабые сигналы из отдаленнейших уголков Космоса,
телескопу предстояло выполнить беспрецедентную работу: быть на-
правленным в одну и ту же точку в небе рядом с созвездием Ориона
на протяжении нескольких сотен часов, что требовало точнейшей
настройки телескопа на протяжении четырех сотен оборотов Земли.
Проект был столь сложен, что его выполнение растянулось более чем
на четыре месяца.

В 2004 году на первых полосах газет всего мира была опубликова-
на ошеломляющая фотография. На ней — скопление десяти тысяч
ранних галактик, возникших из хаоса Большого Взрыва. «Возможно,
нам довелось увидеть конец начала», — заявил Антон Коукемоур
из Научного института космического телескопа. На фотографии
изображено беспорядочное скопление рождающихся галактик на
расстоянии более 13 млрд световых лет от Земли — то есть пона-
добилось более 13 млрд световых лет для того, чтобы их свет достиг
Земли. Поскольку самой Вселенной лишь 13, 7 млрд лет, это означает,
что галактики сформировались примерно через полмиллиарда лет
после возникновения Вселенной, когда первые звезды и галакти-
ки рождались из «кипящего бульона» газов, оставшихся после
Большого Взрыва. «Хаббл переносит нас на расстояние, откуда кам-
нем докинуть до Большого Взрыва», — заявил астроном Массимо
Стивавелли из того же института.

Но тут возникает вопрос: что лежит за пределами самой далекой
галактики? При внимательном рассмотрении этой замечательной
фотографии становится понятно, что между галактиками — лишь
тьма. Именно эта тьма является причиной того, что ночное небо —
черное. Это последняя граница, за которой мы не видим света даль-
них звезд. Однако эта «тьма» и сама является реликтовым микровол-
новым излучением. Таким образом, окончательный ответ на вопрос,
почему ночное небо черное, таков: на самом деле ночное небо совсем
не черное. (Если бы наши глаза каким¹™ образом могли восприни-
мать микроволновое излучение, а не только видимый спектр, мы бы
увидели излучение, порожденное Большим Взрывом и наполняющее
ночное небо. В каком-то смысле, излучение Большого Взрыва по-
является каждую ночь. Если бы наши глаза могли улавливать микро-
волны, мы бы увидели, что за самой далекой звездой обретается само
творение.)