Olbers paradox är en klassisk astronomisk gåta som frågar: Varför är natthimlen mörk?

Paradoxen uppmärksammades på 1800-talet av den tyske astronomen Heinrich Wilhelm Olbers, men den har diskuterats av tänkare ända sedan 1500-talet (bl.a. Kepler och Halley).

1. Själva paradoxen (Argumentet)

Paradoxen bygger på antagandet att universum är:

1. Oändligt stort
2. Oändligt gammalt
3. Fyllt med stjärnor som är ungefär jämnt fördelade (homogent).

Om dessa antaganden var sanna, borde natthimlen vara lika ljus som ytan på solen i varje punkt.

Resonemanget:

• Betrakta en serie koncentriska sfäriska skal runt jorden.
• Ljusstyrkan från varje enskild stjärna minskar med kvadraten på avståndet (1/r2).
• Men antalet stjärnor i varje skal ökar med kvadraten på avståndet, eftersom skalets yta ökar (r2).
• Därför tar den ökade mängden stjärnor ut den minskade ljusstyrkan.
• Slutsats: Den totala mängden ljus som når oss från varje skal är densamma, oavsett hur långt bort det är. Om det finns ett oändligt antal sådana skal i ett oändligt universum, skulle varje synlinje oundvikligen sluta på ytan av en stjärna, och himlen skulle vara bländande ljus.

2. Lösningen

Paradoxen bevisar att minst ett av de ursprungliga antagandena om universum måste vara fel. De huvudsakliga, moderna lösningarna bygger på två centrala fakta om vårt universum (som vi känner till det sedan Big Bang-teorin):

A. Universum har en ändlig ålder (Viktigaste lösningen)

Universum är bara ungefär 13,8 miljarder år gammalt.

• Ljusets hastighet är begränsad, vilket innebär att ljuset från de mest avlägsna stjärnorna helt enkelt inte har haft tid att nå oss än.
• Det finns en ”kosmisk horisont” – det observerbara universum – bortom vilken vi inte kan se. Himlen är mörk i de riktningar som ligger bortom denna horisont.

B. Universum expanderar (Bidragande lösning)

Universum expanderar (som beskrivs av Hubbles lag), vilket orsakar rödförskjutning av ljuset från avlägsna stjärnor och galaxer.

• Ju längre bort ett ljusobjekt är, desto snabbare rör det sig bort från oss, och desto mer sträcks dess ljusvåglängder ut (rödförskjuts).
• Rödförskjutningen flyttar ljuset från synligt ljus till infrarött och mikrovågigt ljus, vilket gör att det framstår som mycket svagare eller osynligt för det mänskliga ögat.

3. Falska lösningar

Olbers själv föreslog att kosmiskt stoft absorberar ljuset. Denna idé är dock felaktig, eftersom stoftet som absorberar stjärnljuset så småningom skulle värmas upp och självt börja lysa (stråla ut energin igen), vilket skulle bibehålla himlens totala ljusstyrka.