لماذا يبدو الفضاء مظلم جداً رغم أن الكون مليء بالنجوم؟

لماذا الفضاء مظلم؟

بالنسبة لعلماء الفلك، هناك أهمية كبيرة لدراسة النجوم والكواكب، بما في ذلك تلك الموجودة خارج نظامنا الشمسي، وحركتها في الفضاء، وذلك لأن دراسة النجوم والكواكب البعيدة تساعد علماء الفلك على فهم سبب كون الفضاء مظلماً لهذه الدرجة.

لماذا الفضاء مظلم جداً رغم امتلائه بالنجوم؟

قد تظن أن السبب في ذلك هو أن الكثير من النجوم في الكون بعيدة جداً عن كوكب الأرض، وبالطبع، صحيح أنه كلما كان النجم بعيداً، كلما بدا أقل سطوعاً، فالنجم الذي يبعد 10 مرات يبدو أقل إضاءة بحوالي 100 مرة، لكن اتضح أن هذه ليست الإجابة الكاملة.

التوسع الفقاعي وتأثيره على ضوء النجوم

تخيل للحظة أن الكون قديم جداً لدرجة أن الضوء حتى من أبعد النجوم كان لديه الوقت الكافي للوصول إلى الأرض، في هذا السيناريو الخيالي، كل النجوم في الكون ساكنة ولا تتحرك على الإطلاق.

تصور فقاعة كبيرة مع وجود كوكب الأرض في مركزها، إذا كان عرض الفقاعة حوالي 10 سنوات ضوئية، فإنها ستحتوي على حوالي اثنتي عشرة نجمة، وبطبيعة الحال، على بعد عدة سنوات ضوئية، فإن العديد من تلك النجوم تبدو خافتة جداً عند مشاهدتها من كوكب الأرض.

وإذا واصلت توسيع الفقاعة إلى 1000 سنة ضوئية، ثم إلى مليون سنة ضوئية، ثم إلى مليار سنة ضوئية، فإن النجوم الأبعد في الفقاعة ستبدو أقل إضاءة، ولكن سيكون هناك أيضاً المزيد والمزيد من النجوم داخل الفقاعة الأكبر، وكلها تساهم بالضوء، وعلى الرغم من أن النجوم الأبعد تبدو أكثر ظلمة، إلا أنه سيكون هناك الكثير منها، ويجب أن تبدو سماء الليل بأكملها مشرقة جداً، يبدو أننا عدنا من حيث بدأنا، ولكننا في الواقع أقرب قليلاً إلى الإجابة الصحيحة.

في الرسم التوضيحي للفقاعة الخيالية، طلبنا منك أن تتخيل أن النجوم لا تتحرك وأن الكون قديم جداً، لكن عمر الكون يبلغ حوالي 13 مليار سنة فقط.

الضوء الصادر عن النجوم في الكون

وعلى الرغم من أن هذا وقت طويل بشكل مدهش من الناحية البشرية، إلا أنه قصير من الناحية الفلكية، وهي فترة قصيرة بما يكفي لأن يكون الضوء الصادر من النجوم الأبعد من حوالي 13 مليار سنة ضوئية لم يصل إلى الأرض بعد، وبالتالي فإن الفقاعة الفعلية حول الأرض والتي تحتوي على كل النجوم التي يمكننا رؤيتها تمتد فقط إلى حوالي 13 مليار سنة ضوئية من الأرض.

لا يوجد عدد كافٍ من النجوم في الفقاعة لملء كل خط رؤية، وبطبيعة الحال، إذا نظرت في بعض الاتجاهات في السماء، يمكنك رؤية النجوم، أما إذا نظرت إلى أجزاء أخرى من السماء، فلن تتمكن من رؤية أي نجوم، وذلك لأنه في تلك البقع المظلمة، تكون النجوم التي يمكنها أن تحجب خط رؤيتك بعيدة جداً، ولم يصل ضوءها إلى الأرض بعد، ومع مرور الوقت، سيكون للضوء الصادر عن هذه النجوم البعيدة وقتاً كافياً للوصول إلينا.