オルバースのパラドックスは、夜空が黒いという事実と、当時宇宙は静止していて無限であると想定されていたという事実との間の明らかな矛盾です。
この名前は、1823 年にこの星を記述したが、1610 年にはケプラーによって、また18世紀にはハレーとシェソーによってすでに知られていたドイツの天文学者ハインリヒ オルバースに敬意を表して命名されました。
パラドックスの提示
均一に分布した無限の星を含む無限の宇宙を仮定すると、観測の各方向は星の表面につながるはずです。星の表面の明るさは、その距離とは無関係です。つまり、太陽に似た星が実際よりも明るくないのは、星からの距離が遠いほど、見かけの大きさがはるかに弱いことを意味します。したがって、どの視線方向でも星の表面を遮ると仮定すると、夜空は太陽や銀河系の他の星のような平均的な星の表面と同じくらい明るいはずです。
このパラドックスは重要であり、それを解決できない宇宙論は明らかに無効です。しかし、パラドックスを解決する理論が必ずしも有効であるとは限りません。
20世紀以前に提案された解決策
最初の定式化では、星は無限に輝くことができると暗黙のうちに想定されていたことは明らかです。今では、これは誤りであり、星の寿命には限界があることがわかっています。
時間または空間の有限性
まず、ケプラーのように、宇宙は有限であるか、少なくとも宇宙には有限数の星が含まれていると仮定できます。
作家で詩人のエドガー・アラン・ポーによって最初に提案され、数年後に独立してフランスの天文学者フランソワ・アラゴによって提案された別の解決策では、宇宙の年齢が有限である場合、光は高速ではあるが有限の速度で移動し、その速度は有限であると仮定しています。私たちは宇宙のどの領域にもアクセスできますが、これはケプラーが提案した解決策に帰着します。
放射線に対する空間の不透明性
別の説明は、宇宙媒体は完全に透明ではないため、遠くの星から来る光はこの不透明な媒体（発光しない星、塵、またはガス）によって遮断され、観測者は来る光しか知覚できないと考えることから成ります。有限の距離から（霧の中のように）。この説明では、媒体は光を吸収することによって加熱されるはずであるため、水を保持することはできません。最終的には星の表面と同じくらい熱くて明るいものになるが、そこに矛盾が存在する。
宇宙の不均一な構造
このパラドックスは、星が均一に分布していることを前提としています（どの視線でも常に星に遭遇することが保証されています）。
これは事実とは程遠いものです。星は銀河、星団、超星団などに分類されます。
しかし、現在では、大規模なスケールでは銀河の分布は均一であり、したがって星の局所的な分布の不均一性は、無限に観測可能な宇宙におけるパラドックスを解決できないことがわかっています。
したがって、私たちは有限の宇宙、または有限の部分だけが観察できる無限の宇宙のいずれかを想定しなければなりません。
星の有限な年齢
もう一つの説明は、光は有限の速度で進むということを思い出してください。したがって、星が有限の時間しか存在しなかった場合（宇宙自体の年齢が有限であるため、または宇宙にまだ星が存在しなかった「前」のいずれかのため）、星は与えられた瞬間に有限の時間だけ発光します。体積（その半径が星の年齢と光の速度の積に相当する球）。この説明は、相対性理論やビッグバン理論が登場するずっと前から広まっていました。この仮説に基づいて、光の速度、星の平均光度、地球上で受け取った光を知ることで、星の出現年齢を計算することができます。しかし、これらの観察を説明する実行可能な理論はありません。
現代宇宙論が与える解決策
一般相対性理論は、宇宙が膨張していると予測しています。したがって、宇宙の年齢は有限である可能性があり、それはポーとアラゴの説明が正しいことを示唆するでしょう…しかし、これは事実ではありません。
実際、これはオルバースのパラドックスを解決するもう 1 つの効果です。宇宙の膨張により、遠くの銀河からの光は赤方偏移します。これは、これらの銀河が、同じ距離にある静止している同じ銀河よりも明るいことを意味します。したがって、最も遠い銀河を観察するのは実際には非常に困難です。したがって、たとえ宇宙が永遠で無限でありながら（定常状態理論のように）膨張しているとしても、最も遠い星の表面の明るさは距離とともに減少します。この現象はビッグバンモデルにも当てはまります。赤方偏移の関数としての銀河の明るさの急速な減少は実際に観察されており、一般相対性理論のこの予測を確認しながらオルバースのパラドックスを解決しています。
比喩的に言えば、空は確かに（火が）「晴れている」と言えるでしょう。しかし、この放射は赤（低周波）の方にシフトされ、天体の透明度は2.76K（-270.1℃）の熱放射のマイクロ波に位置します。そして、恒星の放射の平均温度である3000 Kではありません。したがって、空は可視光の中で暗闇に陥ります。
この背景放射は、重なり合った遠方の銀河からではなく、50万年後に3000K付近で透明になる原初の均一ガスから来ています。その時、空は火だった！まるで星の表面のようでした。これはビッグバンのシナリオと一致します。
注意事項
- ↑ 『ユリイカ: 散文詩』 (1848)。
