Miks on taevas öösel must?
Mis värvi on taevas? Eks ta sinine ole – nii ütleb laulusõnagi. Jah, sinine on ta tõepoolest – päeval päikese käes.
Seda sellepärast, et õhu hapniku- ja lämmastikumolekulid hajutavad lühikese lainepikkusega sinist valgust palju tugevamini kui pikema lainepikkusega kollast ja punast.
Olbersi paradoks
Mis värvi ta siis tegelikult on? Must kui pajapõhi, tume kui tökatipudel, pime kui põrguhaud. Öösel igatahes ja päevaajalgi, kui juhtub käima täielik päikesevarjutus. Siis ei pääse päikesevalgus õhku siniseks värvima.
Pime, siis pime, kuid ikkagi miks? Teeme mõttelise eksperimendi.
Kui lükkame Päikese kaks korda kaugemale, väheneb tema näiv heledus neli korda. Ent neli korda väheneb ka pindala, mis Päike taevavõlvil katab, nii et tema pindheledus jääb täpselt samaks. Ükskõik kui kaugele me Päikest ka ei nügiks, tema pindhelendus ei muutu.
Sama lugu on iga tähega. Ja kuna tähti on lõpmata palju, peaks meie pilk varem või hiljem mõneni välja jõudma ning taevas olema vähemalt niisama hele kui Päike. Aga ei ole.
See tõsiasi on tuntud kui pimeda öötaeva paradoks ehk Olbersi paradoks. Saksa arst ja amatöör-astronoom Heinrich Olbers sõnastas selle 1823. ja 1826. a. Õieti mainis seda esimesena Inglise matemaatik ja astronoom Thomas Digges juba XVI sajandil.
Enam kui 400 aasta jooksul on teadlased paradoksile pakkunud hulga selgitusi. Mõni näide.
1. Universumis on palju tolmu, mis varjab kaugemaid tähti.
2. Tähti on lõplik arv.
3. Tähti on küll lõpmata palju, kuid nende paigutus universumis on ebaühtlane, nii et nad jäävad suuresti üksteise taha varju.
4. Universum paisub, nii et kaugemaid tähti pole punanihke tõttu näha.
5. Universum on nii noor, et kaugemate tähtede valgus pole veel meile silma jõudnudki.
Esimene selgitus ei vasta tõele sel lihtsal põhjusel, et tolm kuumeneks kiirguse mõjul ja hakkas ise samuti kiirgama.
Teise selgituse eeldus võib küll tõele vastata, kuid tähtede arv, olgugi lõplik, on siiski küllalt suur, et taevas heledaks valgustada.
Ka kolmandat selgitust ei saa välistada, ent sel juhul peaks üldiselt mustas taevas siiski olema ka heledaid laike.
Veel tumedam tulevik
XVI sajandist kuni XX sajandi 30ndateni kehtis arusaamine, et universum on lõpmatu ja igavene. Siis tõendas USA astronoom Edwin Hubble oma vaatluste ja arvutustega Belgia preestri ja füüsiku Georges Lemaître’i teooriat, et universum paisub, mistõttu peaks tal olema ka algus.
Nüüd teame, et universumil ongi algus olnud (Suur Pauk 13,7 miljardit aastat tagasi), ja et ta paisub mis mühin, kusjuures üha kiirenevalt.
Meie silmapiir ei ulatu kaugemale kui 13,7 mld valgusaastat (v-a). Kaugemalt ei ole valgus meie silma veel jõudnud. Küll aga on maailmamull selle aja jooksul, mis valgus meieni kihutas, jõudsalt edasi paisunud. Selle raadius ei ole praegu mitte 13,7 mld v-a, vaid 46 mld v-a.
Kurb lugu on see, et kord muutub universumi paisumise kiirus suuremaks kui valguse kiirus ja viimaks ei jää musta taevasse muud näha kui meie kodugalaktika Linnutee.
Õnneks ei juhtu see väga lähedases tulevikus, vaid 100 miljardi aasta pärast, kui siin pole ammugi enam meid ega Maadki.
