Warum leuchtet der Himmel nicht?
Ich meine, das Universum ist ja unendlich/riesig und da sollte man ja dann doch nen paar mehr Sterne sehen, oder? Wenn ein Stern leuchtet reicht das Licht ja unendlich und es kann nur unterbrochen werden, wenn ein anderer Stern im Weg ist- der wiederum leuchtet aber ja auch, also müsste man doch bei gutem Wetter einen komplett weißen/leuchtenden Himmel sehen, oder?
4 Antworten
- Zumindest das sichtbare Universum ist nur endlich groß. Ob das Universum insgesamt unendlich groß ist, weiß man nicht.
- Kosmische Rotverschiebung. Je mehr Raum ein Photon durchläuft, desto weiter wird seine Wellenlänge "gestreckt". "Licht" von sehr weit entfernten Objekten kommt daher hier in Form von Radiowellen an.
ab wievielen lichtjahren gilt das denn?
Nunja, das hängt natürlich auch davon ab, was die kürzeste Wellenlänge ist, in der der jeweilige Stern noch (nennenswert) abgestrahlt hat.
Ab welcher Distanz beispielsweise das Spektrum der Sonne durch die kosmologische Rotverschiebung komplett aus dem sichtbaren Bereich "herausgeschoben wäre", kann ich leider nicht aus dem Stegreif sagen. Berechnen kann man das, aber dazu müsste ich mich erst wieder in die Materie einlesen. Ist schon ein Weilchen her.
Diese Thema kannst Du unter dem Begriff Olbersches Paradoxon nachlesen.
Im Wesentlich gelren folgende Antworten.
Zwar gehen die Lichtstrahlen - wenn nichts dazwischen ist - unendlich weit, aber die meisten Sterne wie unsere Sonne) sind nicht besonders hell, deshalb kommen aus vielen Himmelsrichtungen nur sehr wenige Strahlen an und es ist dunkel.
Theoretisch würde es nur funktionieren, wenn wirklich unendlich viele Sterne am Himmelsgwölbe verteilt wären. Da aber das Himmelsgewölbe keine Fläche ist, sondern ein in der 3. Dimension sehr, sehr weit, ja astronomisch weit ausgedehntes Volumen, ist es so , dass die Sterne zwar mit zunehmender Entfernung mehr werden, aber eben durch diese zunehmende Entfernung immer weniger Platz am Himmel einnnehmen. Wir sehen die Punkte der Sterne zwar mit einer gewissen Mindestgröße, aber das ist durch unsere Teleskope (Stichsort Beugung). Für die scheinbare Ausdehnung der Sterne am Himmel gelten die geometrischen Regeln des Strahlensatzes nd da werden die Leuchtpunkte wenn der Abstand nach unendlich geht unendlich klein.
Drittens, selbst wennn das Weltall scheinbar unendlich groß ist, die Sterne haben nur ein begrenzte Lebensdauer von ein paar Milliarden Jahren, in der sie leuchten. Und die Lichtgeschwindigkeit ist endlich. Deshalb kann man nur das Licht der Sterne sehen, das im richtigen Zeitintervall abgestrahlt wurde.
Und in der Summe führen diese Effekte dann doch dazu, dass der größte Flächenanteil des Nachthimmels dunkel ist.
Hallo TASTAT,
Deine Frage hat die Astronomen so lange beschäftigt, dass sie sogar einen Namen bekommen hat:
Das Olberssche Paradoxon. Offensichtlich ist es nachts dunkel, obwohl irgendwann in jede Richtung ein Stern kommen müsste... oder etwa nicht?
Sehr schön ist es in diesem Essay erklärt: http://www-nonlinear.physik.uni-bremen.de/download/OlbersParadox.pdf
An der Klärung von Olbers Paradoxon haben sich mehrere Physiker im Laufe der Geschichte die Zähne ausgebissen. Einfach, weil man nicht genug über das Universum wusste.
Wie löst sich das Paradoxon?
Damit es nachts bei uns hell wäre, müsste genug Energie bei uns ankommen. Es müssten also genügend viele Sterne genügend lange genügend viel Licht abstrahlen. Weil die Lichtgeschwindigkeit endlich ist, müssen weit entfernte Sterne schon vor sehr langer Zeit Licht abgestrahlt haben.
Über die mittlere kosmische Sterndichte kann man abschätzen, wie groß denn das Volumen wäre, aus dem das Licht der entfernten Sterne denn zur Helligkeit an unserem Nachthimmel überhaupt theoretisch beitragen könnte.
Die mittlere kosmische Sterndichte ist aber recht klein, weil Sterne eben in Galaxien konzentriert sind. Im Schnitt haben wir nur etwa einen Stern alle 1000 Lichtjahre - entsprechend riesig wird das Volumen, aus dem wir Licht einsammeln müssten, um wirklich in jedem Raumpunkt einen Stern zu sehen, um also einen hellen Nachthimmel zu haben.
Tatsächlich können nur Sterne aus einer Entfernung von 10^23 Lichtjahren rein volumenmäßig von uns gesehen werden - bei Sternen, die noch weiter weg wären, wäre ein anderer davor.
Sterne haben aber eine endliche Lebensdauer - typischerweise in der Größenordnung von etwa 10^10 Jahren. Und außerdem ist die Lichtgeschwindigkeit endlich. Licht aus 10^23 Lichtjahren Entfernung kann uns gar nicht während der Lebenszeit aller Sterne im nötigen Volumen erreicht haben.
Der Nachthimmel ist also dunkel, weil die Sterne nicht lange genug Licht aussenden und nicht eng genug stehen und ihr Licht uns nur mit einer endlichen Geschwindigkeit erreicht. Es liegt am Missverhältnis der Sternlebensdauer (10^10 Jahre) zur Wartezeit (10^23 Jahre), dass die tatsächlich bei uns ankommende Energie bei weitem nicht ausreicht, um den Nachthimmel zu erhellen. Nur, wenn beide Zahlen von derselben Großenordnung wären, wäre der Nachthimmel hell. Es liegen aber 13 Zehnerpotenzen dazwischen.
Wir haben hier bei der Auflösung des Paradoxons also offensichtlich kein Problem mit der Homogenität und Isotropie, denn wir haben ja mit einer mittleren Sternendichte gerechnet und trotzdem rausgekriegt, dass um 13 Zehnerpotenzen zu wenig ankommt.
Für die Auflösung des Paradoxons muss man also nicht benutzen ob das Universum endlich ist oder endlich alt ist, ob es statisch ist oder sich ausbreitet.
Grüße
Nö, denn mehrheitlich befindet sich zwischen den Sternen jede Menge nichts.
Zudem ist das menschliche Auge zu begrenzt für Wahrnehmungen. Was der eigentliche Grund ist, warum die Menschheit sich Teleskopen bedient um ein Stückchen weiter zu gucken.
Stehst gar auf dem Mond und guckst, siehst gar nichts.
Wg. der fehlenden Lichtbrechung, die hier höchst irdisch die Atmosphäre übernimmt.
also wird es nicht sichtbar? ab wievielen lichtjahren gilt das denn?