چرا آسمان شب تاریک است؟

بااین‌حال تفکر فوق واقعیت ندارد. آسمان تاریک است؛ اما چگونه این مسئله ممکن است؟ خب شاید فکر کنید که سحابی‌ها یا همان ابرهای گاز و غبار موجود در فضا عامل این تاریکی هستند. این اجرام می‌توانند نور ستاره‌های دوردست را مسدود کنند و آسمان را تاریک نگه دارند. متأسفانه چنین ذهنیتی جواب نمی‌دهد، زیرا ابرهای گاز و غبار بر اثر جذب تابش‌ها داغ می‌شوند و به اندازه‌ی ستاره‌های دیگر می‌درخشند؛ بنابراین با افزودن سحابی نمی‌توانید مسئله را حل کنید، بلکه صرفا آن را به تأخیر می‌اندازید.

به تناقض آسمان تاریک، پارادوکس البرس گفته می‌شود که برگرفته از نام ستاره‌شناس آلمانی، هاینریش ویلهلم البرس است. او در سال ۱۸۲۳ در رساله‌ی «در باب شفافیت فضا» به این پدیده اشاره کرد. البته باید خاطرنشان کرد که این پدیده در فرهنگ نام‌گذاری غربی بدین نام خوانده می‌شود. درواقع البرس اولین شخصی نبود که به این موضوع اشاره کرد و ستاره‌شناس‌های دیگر هم در دوره‌های قبل به آن پرداخته‌ بودند. برای مثال توماس دیگز، ستاره‌شناس قرن شانزدهم در نظریه‌ی خود درباره‌ی ماهیت نامتناهی جهان، به پارادوکس آسمان تاریک اشاره کرد.

پژوهشگرهای مختلفی مسئله پارادوکس البرس را بررسی کردند، اما هیچ‌کدام به راه‌حل علمی قابل‌قبول برای آن نرسیدند. این روند در سال ۱۸۴۸ تغییر کرد. در آن زمان، نویسنده‌ای آمریکایی رساله‌ای با عنوان «اورکا: شعر منثور» را منتشر کرد. او در این اثر می‌نویسد، جهان از نظر وسعت نامتناهی نیست و نور زمان کافی را برای رسیدن به ما ندارد. به نقل از این کتاب:

بنابراین خلاهایی که تلسکوپ‌ها در جهت‌های بی‌شمار پیدا می‌کنند، تنها در صورتی قابل درک است که فرض کنیم فاصله‌ی پس‌زمینه‌ی نامرئی بسیار زیاد است، به‌گونه‌ای که هیچ پرتویی از آن قادر نیست به ما برسد.

گرچه اثر یادشده راه‌حل ریاضی را ارائه نمی‌دهد، در حالت کلی صحیح است و دو بخش کلیدی دارد. نویسنده‌ی این رساله کسی نبود جز ادگار آلن پو، نویسنده و شاعر آمریکایی. شرط می‌بندم که اصلا تصور نمی‌کردید کاشف معما، چنین شخصی باشد. چند دهه بعد، لرد کلوین، فیزیکدان مطرح بریتانیایی راه‌حل ریاضی مسئله را نیز ارائه داد.

بخش دیگری از پاسخ نشان می‌دهد جهان همیشه وجود نداشته است. ستاره‌شناس‌ها در اوایل قرن بیستم میلادی بالاخره به سرنخ‌هایی رسیدند که نشان می‌دادند جهان می‌تواند بسیار فراتر از راه شیری باشد. کشف انبساط کیهانی فرضیه‌ی کیهان ایستا و ثابت‌بودن جهان را رد کرد و همراه با رصد‌های بعدی راه را برای مدل فعلی بیگ‌بنگ هموار ساخت. مدل بیگ‌بنگ مانعی برای بی‌نهایت بودن جهان نیست، بلکه علاوه بر تأیید فرضیه آلن پو، یک ابتدا و روز اول کیهانی را برایش پیش‌بینی می‌کند.

جالب اینجاست که اگر انبساط کیهانی در جهانی با وضعیت پایدار رخ می‌داد، باز هم می‌توانست علت تاریکی آسمان را توجیه کند. اگر کل جهان رشد می‌کرد، انبساط، ستاره‌ها را با سرعتی بالا از ما دور می‌کرد؛ به‌گونه‌ای که نور آن‌ها به ما نمی‌رسید؛ بنابراین این‌گونه نیست که آسمان تاریک مدل بیگ‌بنگ را ثابت می‌کند، بلکه بیگ‌بنگ جنبه‌ای کلیدی برای درک اتفاقات آسمان به شمار می‌رود.

امروز می‌دانیم جهان سفر خود را تقریبا ۱۳٫۸ میلیارد سال پیش آغاز کرد و دید ما از اجرام دوردست‌تر محدود شده است. انبساط باعث می‌شود نور ستاره‌ها کاهش پیدا کند، به طوری که انرژی آن‌ها در طول مسیر به زمین از بین رفته و به اصطلاح دچار انتقال به سرخ می‌شوند. از سویی ستاره‌ها طول عمری متناهی دارند و زمانی که کل گاز سحابی برای شکل‌گیری آن‌ها مصرف شد، جهان تاریک می‌شود و آسمان تاریک امروز، تاریک‌تر هم خواهد شد.

لرد کلوین می‌گوید هیچ تناقضی در علم وجود ندارد؛ بلکه این تناقض‌ها در واقع ناسازگاری‌های واهی هستند که به خاطر محدودیت درک ما رخ می‌دهند. هرچقدر بیشتر درباره جهان یاد بگیریم، تناقض‌ها نیز از بین می‌روند.