Miért látjuk feketének a világűrt?

Miért van az, hogy a hajnali sárga, majd nappali kék eget, és az aranytól vörösig terjedő naplementét sötétség, szinte fekete éjszaka váltja? És miért van az, hogy a Földet elhagyva, az űrben készült fényképeken és videókon is egytől egyig sötét alapon világítanak a csillagok és más égitestek? Meglepő lehet, de nem azért, mert ne lenne fény az űrben.

A második kérdés maga is ellentmondásos, hiszen a csillagok és galaxisok fényt bocsátanak ki. A bolygók és más égitestek pedig visszaverik ezt a fényt, így ez alapján az űrnek nem sötétnek kellene lennie, hanem rendkívül fényesnek. Erről szól az 1826-os Olbers-paradoxon, ami szerint ha végtelen a világegyetem, akkor a végtelen számú csillag fénye összeadódik, így éjszaka is mindenfelé világosnak kellene lennie.

A paradoxon logikailag hibás, ugyanis kihagyja a végtelen világ lehetőségei közül a végtelen teret, melyet a véges sebességgel haladó fény nem tudna kitölteni. És részben ez, a tér-idő tágulás ad magyarázatot arra is, hogy miért van sötét az űrben.

Mivel a világegyetem nagyon rég óta nagyon gyorsan (a legújabb kutatások szerint 72,5 kilométer / megaparsec / másodperc sebességgel) tágul, a távoli galaxisokból származó fény infravörös hullámokká, mikrohullámokká és rádióhullámokká nyúlik, amik az ember szemével nem érzékelhetők. A csillagok minden létező színt kibocsátanak, köztük olyan ultraibolya és infravörös sugarakat is, amiket az ember nem lát. 

Ennek oka, hogy a kozmikus háttérsugárzás (az Ősrobbanás fényenergiája által az univerzum korai szakaszában szétszórt protonok és elektronok) még mindig kitölti az űr egészét.

Az űr sötétjére magyarázat lehet még a közel tökéletes vákuum, mely odakint van. Nappal az eget azért látjuk kéknek, mert a közvetlenül a Napból érkező fénysugarakat a Föld légkörében található oxigén- és nitrogénmolekulák megtörik és szétszórják minden irányban az emberi szemmel érzékelhető, látható elektromágneses spektrumon. A fény azonban anyag hiányában egyenes vonalban halad a forrásától a fogadóig, s mivel az űr szinte tökéletes vákuum, alig vannak a csillagok és bolygók közti térben részecskék, melyeken az egyenesen haladó fény megtörhetne és szétszóródhatna. Így szemünk nem lát színeket, csak fekete sötétséget.

Nem tökéletes fekete

Egy, a The Astrophysical Journal által publikált 2021-es kutatás szerint az űr nem tökéletes fekete, ahogy azt korábban gondolták. A NASA New Horizons űrszondájának missziója során, melyben a Plútón túlra, a Földtől 6,5 milliárd kilométeres távolságban található Kuiper-övig repült eszközzel sikerült a Nap vagy a Föld interferenciája nélkül vizsgálni az űrt.

Az űrszonda által készített képekből kiszűrték az ismert csillagok, és galaxisok, illetve a Tejút fényét. Az eredmény pedig azt mutatta, hogy az eddig hittnél kétszer fényesebb a világegyetem, a fekete helyett pedig inkább a faszén sötétszürkéje illik rá.

(Borítókép:  Planet Observer / Universal Images Group / Getty Images)