Olbers paradox
Olbers paradoxär enparadoxinomkosmologin,som uppmärksammar att det inte är lika ljust överallt på himlen, som den genomsnittligastjärnansljusstyrka.Den tyske läkaren och privatastronomenHeinrich Wilhelm Olbersvar inte först (1823) med att fråga varför det är mörkt på natten, men har likväl fått ge namn åtgåtan.
Gåtans formulering
[redigera|redigera wikitext]Frågan uppstod dock inte förrän astronomerna börjat inse att stjärnorna ärsolenslikar och attuniversummöjligen äroändligt.DenromerskefilosofenLucretiuslärodiktOm tingens naturåterupptäcktes 1417 och influerade (1576)Thomas Diggestankar, när han tog första steget och avskaffadeAristotelesfixstjärnesfär.Själva paradoxen uppmärksammades sedan avJohannes Kepler1610 följd avEdmond HalleyochCheseauxpå 1700-talet.
Premisser
[redigera|redigera wikitext]Olbers paradox förutsätter attuniversumär oändligt stort och innehåller oändligt mångastjärnor,som är någorlunda jämnt utspridda. Mer eller mindre underförstådda premisser var också att universum är statiskt och oändligt gammalt.
Motsägelsen
[redigera|redigera wikitext]Eftersom det i varje riktning påstjärnhimlenborde finnas en stjärna på tillräckligt långt avstånd, om universum är oändligt, så borde hela stjärnhimlen vara täckt av stjärnor (många i och för sig på biljontals ljusår avstånd). (Antal stjärnor på ett givet avstånd bör öka med kvadraten på avståndet eftersom ytan på en sfär ökar så. Medan den skenbara ljusstyrkan hos stjärnor minskar med kvadraten på avståndet. Så den sammanlagda ljusstyrkan hos alla stjärnor på ett givet avstånd borde vara samma oberoende av avstånd). Olbers själv föreslog en lösning på detta: ljuset absorberades av stoftmoln mellan stjärnorna. Men fram mot mitten av 1800-talet, dåtermodynamikenslagar formulerades, stod det klart att molnens temperatur skulle öka av det absorberade ljuset tills de själva började lysa.
Kosmologisk betydelse
[redigera|redigera wikitext]En korrekt kosmologi måste kunna förklara varför det är mörkt på natten. Eftersom en närmare granskning är en grannlaga uppgift, har många forskare under åren intresserat sig för gåtan och många gånger oberoende av varandra kommit till vitt skilda svar. Det är därför lite av antiklimax efter en långvarig vetenskaplig dispyt att det korrekta svaret är detsamma som den oinvigde vanligen ger, nämligen attstjärnljus är alltför svagt för att fylla det mörka universum.
Universums expansion löser paradoxen. Men det finns även andra tänkbara lösningar. Den amerikanske kosmologenEdward R. Harrison(2000) påtalar att även ett statiskt Newtonskt universum har en mörk natthimmel och anvisar en metod att strukturera problemlösningen[1].
Lösningsförslag
[redigera|redigera wikitext]Dagensmainstream-förklaring bygger påBig Bang.I ett universum som uppstår ur Big Bang är inga stjärnor äldre än den tid som förflutit sedan Big Bang. Alltså når inget stjärnljus oss från avstånd bortanför "partikelhorisonten". Ljuset från eventuella stjärnor längre bort har inte hunnit hit. Men Big Bang introducerar istället en ny Olbers-liknande paradox – i alla riktningar på himlen borde synlinjen sluta i det heta täta tillståndet kort efter Big Bang och natthimlen borde även i ett big-banguniversum vara ljus. Denna nya paradox löses av den rödförskjutning som universums expansion orsakar. Universum har blivit mer än tusen gånger större sedan natthimlens bakgrundsljus sändes ut och ljuset har rödförskjutits tillmikrovågor.Ett mikrovågsteleskop "ser" mycket riktigt en ljus natthimmel, denkosmiska bakgrundsstrålningen.
Diskussionen kring Olbers paradox har en lång historia och ger en intressant bild av hurvetenskapligteori- ochmytbildningkan gå till, särskilt som många moderna läroböcker i kosmologi fortfarande ger missvisande svar på” paradoxen”. Det visar sig fruktbart att tolka förslagen till lösningar utifrån de två möjliga alternativen – antingen är himlen helt täckt av överlappande stjärnor eller också är den inte täckt med stjärnor. Gåtan kan då formuleras antingenVarför fattas stjärnljus?ellerVarför fattas det stjärnor?
Ett urval av förslagsställare:
Förespråkare för stjärntäckt himmel
[redigera|redigera wikitext]| Lösning | Författare | Årtal |
|---|---|---|
| Stjärnljuset för svagt | Thomas Digges | 1576 |
| Geometrisk effekt | Edmond Halley | 1720 |
| Interstellära hinder | Jean-Philippe Chéseaux | 1744 |
| Interstellära hinder | Heinrich Olbers | 1823 |
| Fördunkling från mörka stjärnor | Fournier d’Albe | 1907 |
| Statiskt steady state | William D. MacMillan | 1922 |
| Rödförskjutning | Hermann Bondi | 1955 |
Förespråkare för glest täckt himmel
[redigera|redigera wikitext]| Lösning | Författare | Årtal |
|---|---|---|
| Mörk kosmisk vägg | Johannes Kepler | 1610 |
| Stoiskt finit kosmos | Otto von Guericke | 1672 |
| Stoiskt finit kosmos | Agnes Clerke | 1890 |
| Stoiskt finit kosmos | Harlow Shapley | 1917 |
| Hierarkisk struktur | John Herschel | 1848 |
| Hierarkisk struktur | Richard Proctor | 1870 |
| Kosmos ålder för kort | Edgar Allan Poe | 1848 |
| Kosmos ålder för kort | Johann Heinrich von Mädler | 1861 |
| Kosmos ålder för kort | Lord Kelvin | 1901 |
| Hierarkiskt - fraktalt | Carl Charlier | 1922 |
| Fyllotid för lång | Edward R. Harrison | 1964 |
| Hierarkiskt - fraktalt | Benoit Mandelbrot | 1974 |
Förespråkare för en helt stjärntäckt himmel var i majoritet, menEdgar Allan Poeanses vara den förste som kom på lösningen, beskrivet i hanskosmologiskaessä,Eureka1848. Han kommer fram till denna insikt efter att ha begrundatPierre-Simon de Laplacesnebulosahypotes.Tyvärr var han fel person i fel tid och i fel forum för att få gehör för sin framsynthet. Det blev Lord Kelvin, som 1901 i en artikelOn ether and gravitational matter through infinite spacekom med kvantitativa argument som höll måttet, trots att han inte hade tillgång till moderna mätdata. Men Kelvin var uppenbarligen inte heller den som vid 77 års ålder väntades lösa gåtan och det dröjde länge innan hans artikel kom fram i ljuset.
Därför kunde fortfarande nya alternativ föreslås och 1907 föreslog Fournier d’Albe fördunkling genom mörka stjärnor. 1922 kom svenske astronomen Carl Charlier med en förklaring grundad på ett hierarkiskt uppbyggt universum och MacMillan agerade samtidigt utifrån ett statiskt Steady state för en tidig version avtrött ljus.
I början av 1930-talet, efterEdwin Hubblesupptäckt avgalaxernasrödförskjutning,togSteady state-teorinochBig Bang-teorin form, modeller som beskriver ett expanderande universum och paradoxen föreföll upplöst.
Se även
[redigera|redigera wikitext]Referenser
[redigera|redigera wikitext]- Olbers, H.W.M.:Ueber die Durchsichtigkeit des Weltraums,i: Astronomisches Jahrbuch 1826. Ed.J.E. Bode.Berlin (1823), sid 133–141. Finns översatt i:
- Edward R. Harrison;Darkness at Night: A Riddle of the Universe,London (1987), sid 223–226.
Noter
[redigera|redigera wikitext]- ^Harrison, Edward R.:Cosmology,2:a uppl. Cambridge U P (2000), Kap. 24: "Darkness at night"s. 491–506.ISBN 0-521-66148-X
Externa länkar
[redigera|redigera wikitext]- Baez’ relativity FAQ om Olbers paradox
- Astronomi FAQ om Olbers paradox
- Kosmologi FAQ om Olbers paradox
| ||||||||||||||||||||||||||