• Úvod
  • O webu/knize
  • Kontakt
  • Podpora
  • Blog
  • Připomínky
  • 1. Proč je v noci tma?

    Na první pohled docela divná otázka. Ale ve skutečnosti jde o poměrně zajímavý problém.

    Zeptáte-li se někoho, proč je v noci tma, téměř každý Vám odpoví, že je to přeci tím, že zapadne Slunce. To je samozřejmě pravda, ale je potřeba vysvětlit, proč není světlo i po západu Slunce.

    Nejdřív si však řekneme, proč by vůbec mělo být.


    Hvězda, kam se podíváš

    Jelikož vesmír je obrovský (nekonečný), tak pokud se díváme v noci na oblohu, v každém směru by naše oko mělo narazit na hvězdu. S rostoucí vzdáleností od Země sice klesá intenzita záření hvězd, ale zase jich je v této vzdálenosti více, tudíž by se to mělo vyrovnat.

    Podívejme se na následující obrázek. Jsou na něm znázorněny dva vybrané myšlené obaly kolem Země, ve kterých jsou hvězdy. Čím je obal dál, tím více hvězd obsahuje a to vyrovnává pokles intenzity záření. Při obrovském množství těchto obalů pak dostaneme obrovské množství hvězd, že pokryjí celou oblohu a není žádná tma.

    hvězdy ve slupkách

    Vybereme-li kousek pozorované oblohy, měli bychom dostat následující obraz – celé nebe zaplněno hvězdami.

    kotouče hvězd

    Když se však podíváme na noční jasnou oblohu, vidíme, že tomu tak rozhodně není. Že v každém směru naše oko nenarazí na hvězdu, že převládá tmavý prostor mezi hvězdami a tudíž není v noci světlo, ale pořádná tma.

    Tímto jevem se zabývali pánové Johannes Kepler a Heinrich Olbers, nazýváme ho také jako Kepler-Olbersův paradox.

    Johannes Kepler  —  vynikají německý astronom žijící na přelomu 16. a 17. století
    Heinrich Olbers  —  německý astronom žijící na přelomu 18. a 19. století

    Při pohledu na předchozí obrázek náš může napadnout, že ne všechny hvězdy jsou vidět, alespoň ne celé, protože jsou schované za hvězdami před nimi, a tak nepřispívají celým svým jasem. Pokud však vezmeme v potaz toto, stále by měla být obloha mnohem jasnější, než jak ji opravdu vidíme.

    Dalším argumentem by mohlo být, že ne všechno světlo nám dopadne do oka, protože se cestou k nám odrazí či absorbuje na jiných tělesech ve vesmíru nebo na atmosféře. Ale ani to nestačí, aby v noci byla taková tma, jaká je.


    Rozpínání vesmíru

    To je vysvětlení.

    Vesmír totiž není statický, ale rozpíná se.

    Můžeme namítnout, jak je možné, že se vesmír rozpíná, když se udává, že je také nekonečný. Je to možné. Jen je to trochu za hranicí naší představivosti. Vysvětlení (ne)konečnosti vesmíru si necháme třeba na někdy jindy :-)

    Díky rozpínání vesmíru tak dochází ke vzdalování galaxií a hvězd a barva jejich světla se posouvá k červené barvě – tzv. rudý posuv.

    rudý posuv

    Při vzdalování totiž dochází k prodlužování vlnové délky (světlo je totiž vlnění, elektromagnetické). Z viditelné části spektra má největší vlnovou délku červená barva. Vlnová délka se pak při vzdalování dále prodlužuje až k vlnovým délkám, které není naše oko schopno zachytit (infračervené záření, mikrovlnné záření), a proto holt některé hvězdy nevidíme.

    Podobně dochází ke změně vlnové délky zvuku u projíždějícího auta (zvuk je totiž také vlnění, mechanické). Výrazně to je pak slyšet u auta se sirénou. Když se k nám auto přibližuje, jede ve směru zvuku a vlny jakoby zhušťuje, vzdálenost vlnek se zkracuje, zvuk má vyšší frekvenci. Když projede kolem nás, frekvence poklesne, zvuk je hlubší. Je to tím, že jede na opačnou stranu, než se k nám od něj šíří zvuk. Vzdálenost vln se tedy natahuje a zvuk má frekvenci nižší. Tomuto efektu se říká Dopplerův jev.

    Podrobněji je vlnová podstata světla vysvětlena v kapitole Proč jsou rostliny zelené?

    Je také potřeba říct, že vesmír není nekonečně starý, ale jeho stáří je zhruba 13,8 miliard let. Proto světlo z hvězd vzdálenějších než 13,8 miliard světelných let (světelný rok je vzdálenost, kterou světlo urazí za 1 rok) k nám ještě nedorazilo. Počet viditelných hvězd je tedy konečný.

     

    Fyzika v 50 otázkách a odpovědích