Es gibt schätzungsweise 100 bis 400 Milliarden Sterne – allein in unserer Galaxie. Und es gibt schätzungsweise 100 bis 200 Milliarden von diesen Galaxien im beobachtbaren Universum. Jeder Fleck des nächtlichen Himmels, den wir betrachten, sollte demnach Tausende, wenn nicht sogar Hunderttausende von Sternen enthalten. Aber warum ist er dann so dunkel?
Aber wo sind sie alle? Warum kann man sie nicht sehen?
Man könnte denken, sie wären einfach zu weit zu weit weg, um sie mit bloßem Auge zu sehen. Bei diesem Argument denken wir an ein Universum, das sich sich unendlich in alle Richtungen ausbreitet, gleich einer Kugel, mit gleichmäßig verteilten Sternen darin.
Aber stellen wir uns stattdessen mal eine gigantische kosmische Zwiebel vor, mit der Erde in ihrem Zentrum und vielen verschiedenen Schichten. Die innersten dieser Schichten sind uns, also der Erde, sehr nah. Wir haben deshalb kein Problem, sie zu sehen. Aber: es sind nicht so viele, also ist die Gesamthelligkeit nicht gerade sehr hoch.
Gut, gehen wir weiter zur nächsten Schicht. Diese Sterne sind schon weiter entfernt und das Licht von ihnen ist nicht so intensiv wie in der ersten Schicht, die der Erde am nächsten ist. Aber moment – dafür sind in der äusseren Schicht ja viel mehr Sterne, da die Ausdehnung dieser Schicht ja auch grösser ist, als die der ersten.
Wenn wir rechnen, finden wir heraus, dass die verringerte Helligkeit aufgrund der Entfernung der Sterne und die erhöhte Helligkeit durch die zusätzlichen Anzahl von Sternen sich genau aufheben, so dass die zweite Schicht genauso hell sein sollte, wie die erste.
Und wenn wir weiter durch die Schichten gehen, ist es immer die gleiche Geschichte: mit jeder Schicht, die weiter von der Erde entfernt ist werden die Sterne schwächer. Aber je größer die Schichten werden, desto mehr Sterne sind in ihnen enthalten. Von der Erde aus gesehen müsste der gesamte Nachthimmel also hell sein, wenn wir unendlich viele Schichten annehmen, oder zumindest sehr, sehr viele davon.
Das Olbers-Paradoxon
Blockieren Staub und Gas das Licht?
Eigentlich sollte der Nachthimmel dann komplett beleuchtet sein. Aber warum ist es nachts dunkel? Das ist das Paradox des dunklen Nachthimmels, auch bekannt als bekannt als Olbers-Paradoxon. Und es dauerte über 500 Jahre, dieses Paradoxon zu lösen.
Dieses Problem erregte bereits die Aufmerksamkeit eines der berühmtesten Astronomen der Geschichte: Johannes Kepler. Er kam zu der gleichen Schlussfolgerung wie wir gerade. Kepler fragte sich, warum der Himmel dann nachts dunkel ist und zog in Erwägung, dass das Universum vielleicht doch nicht unendlich ist, sondern eigentlich ziemlich klein sein müsse. Vielleicht gäbe es ja deshalb nicht so viele Schichten von Sternen und jenseits von ihnen existiere vielleicht eine dunkle Außenwand, die das Universum umschließt. Das würde die Dunkelheit erklären, die wir sehen.
Inzwischen hatte der Astronom Heinrich Wilhelm Olbers – der Typ, nach dem dieses Paradoxon benannt ist – eine andere Lösung vorgeschlagen. Olbers argumentierte, dass der Raum gefüllt ist mit interstellarem Staub und Gas, die das Licht von weiter entfernten Sternen blockieren. Durchdenken wir das mal eben. Was passiert, wenn etwas sehr heiss ist? Richtig, irgendwann leuchtet es. Gut, man benötigt extrem heiße Temperaturen, damit das passiert.
Aber das Universum existiert bereits seit langer Zeit. Und Licht, das seit Millionen von Jahren ständig auf Gaswolken scheint, würde diese auf extreme Temperaturen aufheizen. Definitiv heiß genug, um zu glühen. Schließlich würden sie mit der gleichen Helligkeit leuchten, wie die Sterne. Die Olberstheorie trägt also auch nicht viel zur Lösung unseres Problems bei.
Auf der nächsten Seite: Ist das Universum endlich?
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