מדוע השמים שחורים בלילה?
אתם עשויים לחשוב שהתשובה ברורה מאליה - השמש איננה בשמים!
אולם הסיבה שהשמים נראים כחולים במשך היום היא שאור השמש מתפזר כאשר הוא פוגע באטמוספירה -
אם לא היתה לנו אטמוספירה (כמו בירח), השמים היו שחורים כל הזמן, אפילו כשהשמש זורחת.
אז בואו ננסח מחדש את השאלה - מדוע החלל שחור?
כלומר, החלל מלא בכוכבים - אינספור כוכבים אשר כולם בהירים בערך כמו השמש,
וביקום אינסופי וניצחי, לא משנה באיזה כיוון תבחר,
אם תסתכל רחוק מספיק תראה כוכב או גלקסיה.
אז השמים אמורים להיות בהירים כמו השמש, יום ולילה!
ומכיוון שלא, האם המשמעות של שמי הלילה השחורים היא שבמרחק מסוים מאיתנו הכוכבים והגלקסיות פשוט... נגמרים?
גבול כלשהוא בין דבר לשום-דבר?
קצה ליקום?
לא בדיוק - נראה שכל הראיות מצביעות על כך שלחלל אין קצה.
אבל ליקום עצמו יש - לא קצה במרחב, אלא בזמן: ככל הידוע לנו,
ליקום יש התחלה. או לכל הפחות, זמן לפני בערך 13.7 מילארד שנה בו היקום היה
כה קטן ומקומט בתוך עצמו שההבנה המקובלת שלנו למרחב וזמן מתפרקת.
ומכיוון שרק פרק זמן סופי עבר מאז "התחלה" זו,
זה אומר שחלק מהכוכבים שצריך כדי להאיר את החלל בכל כיוון הם רחוקים כל-כך
עד שלאור שלהם פשוט לא היה די זמן כדי להגיע אלינו...
זה כאילו היקום היה סופת ברקים גדולה ואנחנו עדין מחכים לשמוע את הרעם
מכוכבים ממש רחוקים.
אבל חכו, זה אפילו יותר טוב מזה - מכיוון שלאור לוקח זמן לחצות את היקום,
כשאנו מכוונים את הטלסקופים אל עבר משהו ממש רחוק,
אנו רואים את החלק הזה של היקום כפי שהיה כאשר האור שלו נפלט.
אז כאשר אנו מסתכלים על אור בן 13.5 מיליארד שנים, זה לא שאנחנו לא רואים כוכבים רק כי האור שלהם טרם הגיע אלינו -
אנחנו לא רואים כוכבים מכיוון שאנו צופים ביקום עוד לפני שכוכבים כלל נוצרו!
יקום חסר-כוכבים! זה נשמע לי כמו סיבה די טובה למה
כשאנו מסתכלים מעלה אנו רואים שמי לילה חשוכים.
אבל... זו לא. כלומר, זה נכון שנוכל למצוא נקודות בשמים שאין בהם
כוכבים בכך שנסתכל מעבר לכוכבים הקדומים ביותר ובכך אחורה יותר בזמן.
אבל אפילו כשאנחנו מכוונים את הטלסקופ שלנו מעבר לכוכבים הקדומים ביותר, אנחנו רואים אור.
לא אור של כוכבים, כי אם אור שנשאר מאז המפץ הגדול. ואנחנו מגלים ש-"קרינת הרקע הקוסמית"
מגיעה פחות או יותר באופן אחיד מכל הכיוונים, מה שיוצר רקע מאחורי הככובים.
אז כנראה ששמי הלילה אינם שחורים מלכתחילה.
טוב... אז אם הטלסקופים שלנו אומרים ששמי הלילה אינם שחורים,
למה הם נראים שחורים?
הנה רמז לסיבה האמיתית: כשטלסקופ האבל צילם את הכוכבים הרחוקים
"בשדה העמוק של האבל" המרהיב, הוא צילם את התמונה באמצעות מצלמת אינפרא-אדום.
מדוע? ובכן, כוכבים וגלקסיות נעים הלאה מאיתנו בגלל התרחבות היקום.
ובאותו אופן שבו תקליט שמאט את סיבובו מנמיך את גובה הקול שלי,
אפקט דופלר גורם לכוכבים שנעים הלאה מאיתנו להראות אדומים יותר,
וככל שהם רחוקים יותר, כך הם נעים מהר יותר ונהיים אדומים יותר,
עד שהם נהיים... אינפרא-אדומים. ואז אנחנו לא יכולים לראות אותם יותר.
לפחות לא בעין אנושית - ולכן השמים נראים שחורים!
לסיכום: אם היינו חיים ביקום אינסופי ובלתי משתנה, השמים אמורים היו להיות בהירים כמו השמש.
אבל השמים שחורים בלילה, גם בגלל שליקום יש התחלה ולכן אין כוכבים בכל כיוון,
ויותר חשוב גם מכיוון שאור מכוכבים ממש רחוקים
(ומקרינת הרקע הקוסמית הרחוקה אף יותר) נוטה לאדום
מעבר לספקטרום הנראה כתוצאה מהתרחבות היקום,
אז פשוט אי אפשר לראות אותם.
סוף-סוף! הארנו קצת את הסיבה לכך ששמי הלילה הם שחורים. ומדוע הם לא.