Es gibt Milliarden von Sternen, aber warum ist der Himmel so dunkel?

Haben Sie sich beim Betrachten des Nachthimmels jemals gefragt, warum der Weltraum trotz der Tatsache, dass es Milliarden von Milliarden von Sternen im Universum gibt, so unglaublich dunkel erscheint? Wenn ja, sollten Sie wissen, dass Sie nicht allein sind. Dieses Rätsel ist als Olbers'sches Paradoxon bekannt und fasziniert Wissenschaftler, Astronomen und normale Menschen seit Jahrhunderten. Es gibt so viele Sterne im Universum, dass der Nachthimmel eigentlich leuchten müsste, aber das tut er nicht. Warum ist das so?

Ein zu dunkler Nachthimmel: Was ist das Olbers'sche Paradoxon?

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Das Olbers-Paradoxon ist nach dem deutschen Astronomen Heinrich Wilhelm Olbers benannt, der es 1826 in moderner Form formulierte. In den Annahmen, die dem Paradox zugrunde liegen, wird von einem statischen Universum ausgegangen, das in Raum und Zeit unendlich ist und in dem es eine unendliche Anzahl von Sternen gibt. Nach Olbers müsste der Nachthimmel gleichmäßig erleuchtet sein, so hell, dass er die Sonne verdeckt. Und wenn man einen Moment darüber nachdenkt, sollte das auch so sein. Egal wie weit die Sterne entfernt sind, wenn sie unendlich sind, sollte ihr Licht uns erreichen und den Nachthimmel heller machen, als er tatsächlich ist. Und doch ist das nicht der Fall.

Ein uraltes und expandierendes Universum

Pablo Carlos Budassi/Wikimedia Commons - CC BY-SA 3.0

Der erste Schlüssel zum Verständnis des Olbers'schen Paradoxons ist das Alter des Universums. Wie wir schon seit einiger Zeit wissen, hat unser Universum ein geschätztes Alter von etwa 13,8 Milliarden Jahren. Folglich hat das Licht von Objekten, die mehr als 13,8 Milliarden Lichtjahre von uns entfernt sind, noch keine Zeit gehabt, uns zu erreichen. Um dieses Konzept zu verstehen, können wir uns eine riesige kosmische Blase vorstellen, in deren Mittelpunkt die Erde steht: Innerhalb dieser Blase können wir potenziell alles sehen; außerhalb befindet sich der tiefe Weltraum, den wir nicht erkunden können.

Der zweite Grund für das Olbers'sche Paradoxon ist moderner: Es handelt sich um die Expansion des Universums, die 1929 von Edwin Hubble entdeckt wurde. In der Praxis entfernen sich die Sterne mit sehr hoher Geschwindigkeit von uns, so dass das Licht der fliehenden Galaxien für das menschliche Auge immer weniger sichtbar wird.

Warum sehen wir nicht das gesamte Licht im Universum?

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Und dieser zweite Grund hat interessante Konsequenzen. Wenn wir uns entfernen, erfährt das Sternenlicht eine Rotverschiebung oder Rotverschiebung. Stellen Sie sich das Geräusch einer Krankenwagensirene vor: Je näher sie kommt, desto höher wird der Ton, je weiter sie entfernt ist, desto tiefer wird er. Bei den Sternen funktioniert das auf die gleiche Weise, allerdings im elektromagnetischen Spektrum. Je weiter sie sich entfernen, desto mehr verschiebt sich das Licht zu längeren Wellenlängen, die für das menschliche Auge unsichtbar sind, wie z. B. Infrarot, Mikrowellen und Radiowellen. In der Praxis verschiebt sich das Licht der am weitesten entfernten und sich entfernenden Sterne in Bereiche des elektromagnetischen Spektrums, die wir mit bloßem Auge nicht sehen können. Infolgedessen erscheint uns der Himmel dunkler als er ist.

Warum also ist der Himmel so dunkel?

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Wie wir gesehen haben, tragen das Alter des Universums und seine Ausdehnung erheblich zu unserem dunklen Himmel bei. Zum einen können wir Sterne erst ab einer bestimmten Entfernung sehen, zum anderen können wir Sterne, deren Licht sich ins Rote verschiebt, nicht sehen. Es gibt jedoch noch zwei weitere Faktoren, die erklären, warum der Himmel so dunkel ist.

Der erste ist die relativ geringe Dichte der Sterne im beobachtbaren Universum. Der sonnennächste Stern ist zum Beispiel Proxima Centauri, und er ist 4 Lichtjahre oder 37842113620000 km entfernt. Genau, eine fast unaussprechliche Zahl, geschweige denn vorstellbar. Und das ist die Entfernung zum nächstgelegenen Stern. Der zweite Faktor, der zum dunklen Himmel beiträgt, ist das zukünftige Sterben der Sterne, das dazu führen wird, dass das Universum hauptsächlich von Sternüberresten und schwarzen Löchern bevölkert sein wird.

Das Olbers'sche Paradoxon bleibt bis heute eine faszinierende Frage. Wir haben einen Punkt erreicht, an dem wir genau erklären können, warum der Himmel so dunkel ist, und gleichzeitig die Schönheit eines Sternenhimmels bewundern können. Was wir heute sehen, mit so vielen Sternen, die unsere Nächte erhellen, ist der hellste Himmel, den wir haben. Und das ist ein tröstlicher Gedanke.