фотометрический парадокс

ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ ПАРАДОКС (парадокс Ольбер-са, парадокс Шезо - Ольберса) - несоответствие наблюдениям оценки яркости ночного неба, вытекающей из гипотезы бесконечной статической однородной евклидовой Вселенной. В самом деле, в рамках этой гипотезы любой луч зрения должен пересечь поверхность какой-нибудь звезды (иными словами, всё небо должно быть сплошь покрыто звёздами). Следовательно, яркость ночного неба должна быть равна ср. яркости фотосферы звезды, что, естественно, противоречит наблюдениям (см. Фоновое космическое излучение).

Ф. п. обсуждался мн. авторами ещё в 18 в., впервые - Ж. Шезо (J. P. L. de Cheseaux, 1744), однако наиб. цитируемой работой по этому вопросу стала работа Г. Ольберса (Н. W. Olbers, 1826). Пытаясь устранить противоречие, Ольберс предположил существование разреженной поглощающей материи, ослабляющей свет далёких звёзд. Однако, как указал Дж. Гершель (J. Herschel, 1848), это предположение не снимает противоречия, поскольку в рамках этой же гипотезы о Вселенной материя нагреется светом звёзд и станет излучать столько же энергии, сколько она поглотила.

Для разрешения Ф. п. достаточно вспомнить о конечности скорости света и отказаться от гипотезы о бесконечной статической однородной евклидовой Вселенной. Как впервые показал У. Томсон (W. Thomson, 1901), Ф. п. не имеет места (т. е. ночное небо должно быть тёмным, как оно и есть в действительности), если выполняются следующие три условия: скорость света конечна; время существования Вселенной конечно либо конечно время светимости звёзд; ср. расстояние между звёздами порядка неск. световых лет или более. Количественно, если возраст Вселенной или возраст звёзд лет, где L-ср. расстояние между звёздами в световых годах, то звёзд недостаточно для того, чтобы полностью покрыть небо. Все эти три условия выполняются в совр. космологич. моделях. Иными словами, если мы смотрим на всё более удалённые звёзды или галактики, то видим картину далёкого прошлого (вследствие конечности скорости света) и в конце концов доходим до времени, когда галактики и др. компактные объекты ещё не существовали.

Космологич. красное смещение, к-рое возникает в расширяющейся Вселенной, качественно не меняет вывод об отсутствии Ф. п., а только приводит к дополнит. ослаблению светимости далёких компактных объектов (т.е. ночное небо делается ещё более тёмным). С др. стороны, в расширяющейся Вселенной имеет место совр. вариант Ф. п., к-рый уже не является парадоксальным: за удалёнными галактиками во всех направлениях луча зрения мы непосредственно видим поверхность рекомбинации водорода в горячей Вселенной-сферу радиусом, равным расстоянию, к-рое свет прошёл с момента времени в прошлом, когда излучение во Вселенной оторвалось от вещества и далее распространялось свободно (см. Горячей Вселенной теория ).Красное смещение уменьшает темп-ру излучения, приходящего с этой поверхности, до Т= 2,73 К. Это и есть реликтовое микроволновое фоновое излучение .Плотность его энергии на неск. порядков больше суммарной плотности энергии излучения звёзд. Слабые неоднородности яркости поверхности рекомбинации, вызванные неоднородными возмущениями метрики пространства-времени и плотности энергии вещества в горячей Вселенной, приводят к возникновению угл. флуктуации темп-ры реликтового излучения на относит. уровне к-рые предсказаны теорией и неоднократно наблюдались в разл. экспериментах (см. Вселенная, Космология, Первичные флуктуации). А. А. Старобинский.

   <<      Предметный указатель      >>