Olbers' Paradox: Waarom is de lucht 's nachts donker?
De nachtelijke lucht is donker, maar heb je je ooit afgevraagd waarom? Met ontelbare sterren verspreid over het Universum, zou hun gecombineerde licht de lucht niet helemaal moeten verlichten? Deze vraag, bekend als het Olbers-paradox, heeft astronomen al eeuwenlang in verwarring gebracht. Hoewel het antwoord aanvankelijk eenvoudig lijkt, onthult de werkelijke uitleg verrassende waarheden over de aard van ons Universum.
Inhoud
- Waarom wordt de donkere hemel een paradox genoemd?
- Wat is de paradox van Olbers, simpel uitgelegd?
- Mogelijke (maar onjuiste) oplossingen voor de paradox van Olbers
- Oplossing van het Olbers-paradox: Het mysterie ontrafeld
- Paradox van de donkere lucht: Conclusie
Waarom wordt de donkere hemel een paradox genoemd?
Misschien denk je: "Waar hebben we het over? De hemel is 's nachts donker omdat de zon niet schijnt!" Maar denk eens aan de sterren.
Ons melkwegstelsel alleen al bevat 100 tot 400 miljard sterren en het waarneembare heelal bevat 100 tot 200 miljard sterrenstelsels. Dat zijn wel heel veel sterren en dat is nog zwak uitgedrukt! Voeg aan deze informatie dan de veronderstelling toe dat ons universum wel eens oneindig zou kunnen zijn. Elk klein stukje je hemel dat je bekijkt, zou ontelbaar veel sterren moeten bevatten en de nachthemel zou dus oogverblindend helder moeten zijn. In werkelijkheid is dit echter niet zo.
Deze verwarrende tegenstrijdigheid staat bekend als het Olbers-paradox, vernoemd naar de Duitse astronoom Heinrich Wilhelm Olbers (1758-1840). Blijf bij ons — we gaan het paradox oplossen in een paar minuten!
Wat is de paradox van Olbers, simpel uitgelegd?
Hier is een eenvoudige manier om het Olbers-paradox uit te leggen:
Als het Universum oneindig is en er een oneindig aantal sterren gelijkmatig verdeeld zijn, zou de hele lucht bedekt moeten zijn met sterren. We zouden in elke richting een ster moeten kunnen zien, en dus zou de nachtelijke lucht fel verlicht moeten zijn. Waarom is het dan donker?
Om de paradox van Olbers beter te begrijpen, moet je jezelf eens voorstellen dat je midden in een dicht bos staat. Overal waar je kijkt, zou je een muur van bomen zien, zonder ruimte ertussen. En het is maar een bos, dat zeker groot kan zijn maar absoluut niet oneindig is. Probeer deze vergelijking nu eens toe te passen op een oneindig heelal vol met sterren.
Mogelijke (maar onjuiste) oplossingen voor de paradox van Olbers
In de loop der eeuwen zijn er meerdere pogingen geweest om het raadselachtige fenomeen van de donkere nachthemel te verklaren. Laten we een paar van deze verklaringen eens onder de loep nemen, zodat we ze kunnen uitsluiten.
De sterren in het heelal zijn niet gelijkmatig maar grillig verdeeld
Waarom dit niet klopt: deze hypothese had de paradox kunnen verklaren, maar moderne astronomische gegevens wijzen anders uit. Het heelal lijkt bijna perfect isotroop (oftewel hetzelfde in elke richting).
Het heelal heeft een eindig aantal sterren
Waarom dit niet klopt: zelfs als het heelal eindig zou zijn, is het aantal sterren in het heelal nog steeds dermate gigantisch dat ze de hele nachthemel zouden moeten verlichten.
Sommige sterren zien we niet omdat ze te ver weg staan en daardoor te zwak schijnen
Waarom dit niet klopt: laten we het oneindige heelal opdelen in bolvormige lagen, met de aarde in het midden. Als één laag een bepaalde hoeveelheid sterren bevat, dan zou de laag die twee keer verder van de aarde af staat vier keer meer sterren moeten bevatten wegens de homogeniteit van het heelal. Maar volgens de omgekeerde kwadratenwet zouden de sterren in de laag die verder weg is, ook vier keer zwakker moeten schijnen bij waarneming vanaf de aarde. Dat betekent dat de totale helderheid van elk van deze lagen hetzelfde zou zijn. Elke laag sterren zou dus voor evenveel licht moeten zorgen, ongeacht hoe ver weg die laag is. Daaruit volgt dat de hemel gelijkmatig verlicht zou moeten zijn.
De ruimte zit vol met interstellair stof dat het licht van veraf gelegen sterren blokkeert
Waarom dit niet klopt: het is onvermijdelijk dat het sterrenlicht het stof zou opwarmen. Volgens de wet van behoud van energie zou het stof dan al gauw het geabsorbeerde licht moeten beginnen uit te stralen en even fel moeten gaan schijnen als de sterren.
Oplossing van het Olbers-paradox: Het mysterie ontrafeld
Er zijn twee factoren die de 'paradox van de donkere hemel' kunnen uitleggen. Deze twee factoren zorgen er allebei voor dat we lege ruimte zien tussen de sterren aan de nachthemel.
- 1. Het heelal is niet oneindig oud.
Ons heelal is ongeveer 13,8 miljard oud. Licht heeft tijd nodig om zich te verplaatsen. Daardoor kunnen we alleen objecten waarnemen die maximaal 13,8 miljard lichtjaar van ons af staan en niet meer dan dat. Doordat het heelal oneindig is, zijn er veel sterren en sterrenstelsels die voor ons onzichtbaar zijn, omdat het licht ervan ons nog niet bereikt heeft.
- 2. Het heelal breidt zich uit.
Edwin Hubble ontdekte in 1929 dat het Universum uitdijt, waardoor licht van verre sterrenstelsels zich uitstrekt terwijl ze zich van ons verwijderen. Dit effect, bekend als roodverschuiving, verschuift licht naar langere golflengten en uiteindelijk — naar het infrarode spectrum. Menselijke ogen kunnen geen infrarood licht zien, dus zeer verre sterren en sterrenstelsels worden onzichtbaar voor ons.
Dus, de duisternis van de nachtelijke lucht is te wijten aan de grenzen van tijd, ruimte en menselijke visie.
Paradox van de donkere lucht: Conclusie
Overal waar je aan de hemel kijkt, is een ster of een sterrenstelsel. Veel daarvan kun je gewoon niet zien omdat hun licht ons nog niet bereikt heeft of verschoven is naar het infrarode spectrum. Daardoor lijkt de nachthemel voor het menselijk oog donker. Wil je de sterren verkennen die je wel kunt zien? Gebruik de Sky Tonight-app om in real-time elk helder punt aan de lucht te identificeren!
