Многие люди задаются вопросом — почему ночное небо черное. Ведь Вселенная бесконечна и имеет бесконечное число звезд. Значит, в любое время суток она должна освещаться испускаемым ими светом.

Фотометрический парадокс 

В чем заключается парадокс темного и светлого неба

Именно такое название носит данное явление. Почему же все небо не сияет сплошным светом, который по яркости можно сравнить с солнечным?

Можно привести аналогию. Когда человек находится в глубине лесной чащи, то, в каком бы направлении он не смотрел, взгляд будет попадать на ствол дерева. Потому что их здесь очень много. Даже если дальние растения выглядят меньше, их больше оказывается в поле зрения. Они создают собой сплошной массив без просветов. И это лес, в котором, конечно, деревьев очень много, но светил на небе еще больше.

В чем заключается парадокс темного и светлого неба
Почему космос черный, если звезды освещают все вокруг и их много

В фотометрическом парадоксе лежит модель бесконечной и статичной Вселенной, которая равномерно наполнена светилами. Все звезды имеют различную видимую звездную величину. Это не их настоящая светимость, а то, как они выглядят, если наблюдать их с поверхности нашей планеты. Это связано с физическими факторами и абсолютной звёздной величиной, а также расстояниями до объектов. Чем тусклее сама звезда и чем она дальше, тем хуже она видна. Некоторые настолько далеки и тусклы, что увидеть их можно только с помощью специального оборудования.

И здесь легко можно сделать вывод. Человек не видит все небо, залитое ярким звёздным светом, потому как многие далекие светила очень тусклые, чтобы их наблюдать.

Закон обратных квадратов 

Если применить его к электромагнитному излучению или к свету, он сообщит о том, что количество получаемой энергии от какого-либо объекта обратно пропорционально квадрату расстояния. Например, есть две звезды с идентичной светимостью. Одна из них расположена в несколько раз дальше, чем другая, она будет казаться тусклее не в два раза, а в четыре. Если же в 20 раз дальше, то будет в 200 раз тусклее. То есть звезды расположены дальше, тусклее и просто-напросто не видны человеческим глазом. Все логично.

Однако в статичном и бесконечном мире, где светила располагаются более или менее равномерно, человек бы наблюдал другой эффект. Звезда, которая находится в два раза дальше, тусклее в 4 раза. При равномерном распределении на этом промежутке из светил будет большее количество. Причем в те же 4 раза.

Представьте себе нашу планету. На определенном расстоянии от нее нужно мысленно провести вокруг нее сферу. Объекты, которые расположены на этом расстоянии, имеют для человека определенное видимое значение. Если нарисовать другую сферу, в несколько раз дальше, чем первую, то звезды в ее области будут казаться тусклее, чем у первой в сотню раз. Но хоть они менее светимы, зато их в сотню раз больше. А значит, средняя яркость поверхности останется такой же вне зависимости от расстояния. И чем дальше расстояние, тем тусклее становятся светила, однако количество их больше. И в таком случае небо действительно было бы залито светом звезд. Однако наша Вселенная не статична, она не равномерна, поэтому наше небо имеет такой вид, к которому мы привыкли.