Olbers-Paradoxon: Warum ist es nachts dunkel?
Der Nachthimmel ist dunkel, aber haben Sie sich schon einmal gefragt, warum? Wenn es unzählige Sterne im Universum gäbe, müsste ihr gebündeltes Licht den gesamten Himmel erhellen. Diese Frage, bekannt als Olberssches Paradoxon, beschäftigt die Astronomen seit Jahrhunderten. Die Antwort mag auf den ersten Blick einfach erscheinen, doch die wahre Erklärung offenbart erstaunliche Wahrheiten über die Natur unseres Universums.
Inhalt
- Warum ist der dunkle Nachthimmel ein Paradoxon?
- Was ist das Olbers-Paradoxon in einfachen Worten?
- Mögliche (aber falsche) Lösungen für das Olberssche Paradoxon
- Die Lösung des Olbersschen Paradoxons: Das Rätsel ist geknackt
- Das Paradoxon vom dunklen Nachthimmel: Fazit
Warum ist der dunkle Nachthimmel ein Paradoxon?
Sie denken vielleicht: „Was gibt es hier zu diskutieren? Der Himmel ist nachts dunkel, weil die Sonne untergegangen ist!“ Aber denken Sie an die Sterne.
Allein in unserer Milchstraße gibt es 100 bis 400 Milliarden Sterne, und im beobachtbaren Universum gibt es 100 bis 200 Milliarden Galaxien. Das ist, gelinde gesagt, eine riesige Anzahl von Sternen! Hinzu kommt, dass unser Universum tatsächlich unendlich sein könnte. Jeder kleine Fleck des Himmels, den Sie beobachten möchten, müsste Myriaden von Sternen enthalten, und der Nachthimmel müsste daher blendend hell sein. In Wirklichkeit ist das aber nicht der Fall.
Das rätselhafte Paradoxon ist nach dem deutschen Astronomen Heinrich Wilhelm Olbers (1758-1840) benannt. Bleiben Sie dran – wir lösen das Paradoxon in wenigen Minuten!
Was ist das Olbers-Paradoxon in einfachen Worten?
Hier ist eine einfache Erklärung des Olbersschen Paradoxons:
Wäre das Universum unendlich und wären darin unendlich viele Sterne gleichmäßig verteilt, so müsste der gesamte Himmel mit Sternen bedeckt sein. In jeder Richtung, in die man blickt, müsste ein Stern zu sehen sein, und der Nachthimmel müsste strahlend hell sein. Warum ist er dann dunkel?
Um das Olberssche Paradoxon besser zu verstehen, stellen Sie sich vor, Sie befinden sich mitten in einem dichten Wald. Wohin man auch blickt, sieht man eine Wand aus Bäumen ohne Lücken dazwischen. Es ist nur ein Wald, der groß sein kann, aber nicht unendlich. Versuchen Sie nun, diese Analogie auf ein unendliches Universum voller Sterne auszudehnen!
Mögliche (aber falsche) Lösungen für das Olberssche Paradoxon
Im Laufe der Jahrhunderte wurden verschiedene Versuche unternommen, das rätselhafte Phänomen des dunklen Nachthimmels zu erklären. Wir wollen uns einige dieser Erklärungen ansehen und sie verwerfen.
Die Sterne im Universum sind nicht gleichmäßig, sondern fraktal verteilt
Warum es falsch ist: Diese Hypothese könnte das Paradoxon erklären, aber die modernen astronomischen Daten stützen sie nicht. Das Universum scheint fast perfekt isotrop (d.h. in allen Richtungen gleich) zu sein.
Das Universum hat eine endliche Anzahl von Sternen.
Warum es falsch ist: Auch wenn die Anzahl der Sterne im Universum endlich ist, ist sie immer noch riesig und würde ausreichen, um den gesamten Nachthimmel zu erleuchten.
Manche Sterne sehen wir nicht, weil sie zu weit weg und daher zu schwach sind
Warum es falsch ist: Teilen wir das unendliche Universum in gleichmäßige kugelförmige Schichten mit der Erde in der Mitte ein. Wenn eine Schicht eine bestimmte Anzahl von Sternen enthält, würde die Schicht, die doppelt so weit von der Erde entfernt ist, aufgrund der Homogenität des Universums viermal so viele Sterne enthalten. Nach dem Entfernungsgesetz würden aber auch die Sterne in der entfernteren Schicht viermal dunkler leuchten, wenn sie von der Erde aus beobachtet würden. Das bedeutet, dass die Gesamthelligkeit jeder dieser Schichten gleich wäre. Jede Sternschicht würde also unabhängig von ihrer Entfernung die gleiche Lichtmenge erzeugen. Der Himmel wäre also gleichmäßig beleuchtet.
Der Weltraum ist voll von interstellarem Staub, der das Licht ferner Sterne blockiert
Warum es falsch ist: Das Licht der Sterne würde den Staub unweigerlich aufheizen. Nach dem Energieerhaltungssatz würde der Staub das absorbierte Licht bald wieder abstrahlen und so hell wie die Sterne leuchten.
Die Lösung des Olbersschen Paradoxons: Das Rätsel ist geknackt
Es gibt zwei Hauptfaktoren, die das „Paradoxon des dunklen Himmels“ erklären können. Beide führen dazu, dass wir am Nachthimmel leere Stellen zwischen den Sternen sehen.
- 1. Das Universum ist nicht unendlich alt.
Unser Universum ist ungefähr 13,8 Milliarden Jahre alt. Licht braucht Zeit, um sich fortzubewegen, deshalb können wir nur Objekte beobachten, die 13,8 Milliarden Lichtjahre entfernt sind – und nicht weiter. Da das Universum unendlich groß ist, sind viele Sterne und Galaxien für uns unsichtbar, weil ihr Licht uns noch nicht erreicht hat.
- 2. Das Universum dehnt sich aus.
Im Jahr 1929 entdeckte Edwin Hubble, dass sich das Universum ausdehnt und das Licht von weit entfernten Galaxien auf seinem Weg zu uns ausdehnt und verschiebt. Dieser als Rotverschiebung bekannte Effekt sorgt dafür, dass sich das Licht zu längeren Wellenlängen hin verschiebt – bis es schließlich in den Infrarotbereich vordringt. Das menschliche Auge kann Infrarotstrahlung nicht wahrnehmen, daher sind weit entfernte Sterne und Galaxien für uns unsichtbar.
Die Dunkelheit des Nachthimmels ist also auf die Grenzen von Zeit, Raum und unserer Sehkraft zurückzuführen.
Das Paradoxon vom dunklen Nachthimmel: Fazit
Überall, wo man in den Himmel blickt, befindet sich ein Stern oder eine Galaxie. Viele von ihnen können wir nur nicht sehen, weil ihr Licht uns noch nicht erreicht hat oder ins Infrarotspektrum verschoben wurde. Deshalb erscheint der Nachthimmel dem menschlichen Auge dunkel. Möchten Sie die Sterne erkunden, die Sie sehen können? Mit der Sky Tonight App können Sie in Echtzeit jedes helle Objekt am Himmel identifizieren!
