250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 75)

Nghịch lí Olbers

1823

Heinrich Wilhelm Matthäus Olbers (1758–1840)

“Vì sao bầu trời tối vào ban đêm?” Vào năm 1823, nhà thiên văn học người Đức Heinritch Wilhelm Olbers trình làng một bài báo bàn về câu hỏi này, và vấn đề đó về sau được gọi là Nghịch lí Olbers. Sau đây là nan đề ấy. Giả sử vũ trụ là vô hạn, thì khi bạn nhìn theo một đường nhìn bất kì, đường đó cuối cùng phải chắn trúng một ngôi sao. Đặc tính này ngụ ý rằng bầu trời đêm phải sáng rực rỡ ánh sao. Ý nghĩ ban đầu của bạn có lẽ là các sao ở quá xa và ánh sáng của chúng tiêu tán khi nó truyền đi những khoảng cách lớn như thế. Ánh sáng sao thật sự mờ đi khi nó lan truyền, nhưng theo bình phương khoảng cách đến nhà quan sát. Tuy nhiên, dung tích của vũ trụ – và do đó tổng số lượng sao – sẽ tăng theo lập phương của khoảng cách. Như vậy, mặc dù các sao trở nên mờ hơn khi chúng ở xa hơn, nhưng sự mờ đi này được bù lại bởi số lượng sao tăng lên. Nếu chúng ta sống trong một vũ trụ khả kiến vô hạn, thì bầu trời đêm thật ra phải rất sáng.

Đây là lời giải cho Nghịch lí Olbers. Chúng ta không sống trong một vũ trụ khả kiến vô hạn và tĩnh tại. Vũ trụ có một tuổi hữu hạn và đang dãn nở. Do chỉ mới có chừng 13,7 tỉ năm trôi qua kể từ Vụ Nổ Lớn, nên chúng ta chỉ có thể quan sát các sao ở xa đến một khoảng cách hữu hạn. Điều này có nghĩa là số lượng sao chúng ta có thể quan sát là hữu hạn. Do bởi tốc độ ánh sáng, có những phần của vũ trụ chúng ta không bao giờ nhìn thấy, và ánh sáng từ những ngôi sao rất xa không có đủ thời gian để đi tới Trái Đất. Điều thú vị là người đầu tiên đề xuất lời giải thích cho Nghịch lí Olbers chính là nhà văn Edgar Allan Poe.

Một yếu tố khác phải xét đến là sự dãn ở vũ trụ cũng có tác dụng làm tối bầu trời đêm do bởi ánh sáng sao dãn vào không gian ngày càng mênh mông hơn. Đồng thời, Hiệu ứng Doppler gây ra sự lệch đỏ ở bước sóng của ánh sáng đến từ các sao đang lùi nhanh ra xa. Sự sống như chúng ta biết sẽ không thể tiến hóa nếu không có các yếu tố này bởi lẽ khi ấy bầu trời đêm sẽ cực kì sáng và nóng.

XEM THÊM. Vụ Nổ Lớn (13,7 tỉ năm tCN), Hiệu ứng Doppler (1842), Định luật Hubble về sự dãn nở vũ trụ (1929).

Nếu vũ trụ là vô hạn, thì khi bạn nhìn theo một hướng bất kì, đường nhìn đó cuối cùng phải chắn phải một ngôi sao. Đặc trưng này ngụ ý rằng bầu trời đêm sẽ phải sáng rực rỡ ánh sao.

250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí
Clifford A. Pickover
Bản dịch của Thuvienvatly.com
<< Phần trước | Phần tiếp theo >>