Παλαιό αίνιγμα φωτίζει τη γέννηση του Ηλιακού συστήματος.

Από σελίδα του PhysicsWeb 25-Ιανουαρίου-2001

Το παράδοξο του Olbers - η προφανής αντίφαση ότι ο ουρανός την νύχτα είναι σκοτεινός ακόμα κι αν ολόκληρο το Σύμπαν ήταν γεμάτο με τα φωτεινά αντικείμενα - επιλύεται στην σύγχρονη κοσμολογία με την πρόταση ότι το Σύμπαν είναι πεπερασμένο και επεκτείνεται συνεχώς. Αλλά οι τρέχουσες εκτιμήσεις του αριθμού των παγωμένων αντικειμένων στα εξωτερικά όρια του ηλιακού μας συστήματος,  προτείνουν ότι ο νυκτερινός ουρανός θα πρέπει να είναι φωτεινός. Σαφώς αυτό δεν συμβαίνει - και τώρα δύο αμερικανικοί αστρονόμοι έχουν χρησιμοποιήσει το παλαιό παράδοξο των 400 ετών για να μελετήσουν αυτά τα απόμακρα αντικείμενα και πώς αυτά διαμόρφωσαν την εξέλιξη του ηλιακού συστήματος στα αρχικά του στάδια. (Εργασία στο Astrophysical Journal Letters από τους Kenyon και Windhorst 2001).

Πολλά παγωμένα σώματα - με κυμαινόμενη διάμετρο από κάτω του ενός μέτρο έως και αρκετά χιλιόμετρα - υπάρχουν πέρα από την τροχιά του Ποσειδώνα σε μια ζώνη γνωστή ως ζώνη Kuiper. Οι τρέχουσες θεωρίες προτείνουν ότι η αφθονία των αντικειμένων αυξάνεται εκθετικά καθώς το μέγεθος πέφτει. Αλλά εάν τα πολύ μικρά αντικείμενα είναι όσο κοινά όσο αυτές προτείνουν, αυτά τα αντικείμενα των ζωνών Kuiper θα παραβίαζαν την αρχή του Olbers - δηλαδή θα καθιστούσαν τον ουρανό της νύχτας φωτεινό.

Ο Scott Kenyon και ο Rogier Windhorst του Smithsonian Aστροφυσικού Παρατηρητηρίου και του Πανεπιστημίου της Αριζόνα συνειδητοποίησαν ότι το παράδοξο Olbers επέβαλε χρήσιμα όρια στη φύση των αντικειμένων των ζωνών Kuiper (KBOs). Αυτοί ανέλυσαν τις υπάρχουσες μετρήσεις των μεγαλυτέρων KBOs καθώς και τις μετρήσεις της οπτικής και της υπέρυθρης ακτινοβολίας από τα μικρότερα αντικείμενα για να καθιερώσουν ακριβέστερα - ασφαλέστερα την κατανομή του μεγέθους τους. Αυτό παρέχει στη συνέχεια τις ενδείξεις για την εξέλιξη του ηλιακού συστήματος στο πρώιμο στάδιο . "Τα αποτελέσματά μας προτείνουν ότι - για να είναι σκοτεινός ο νυχτερινός ουρανός - η κατανομή μεγέθους των αντικειμένων ζωνών Kuiper πρέπει να έχει δύο συστατικά", είπε ο Kenyon στο PhysicsWeb. Για τα μεγάλα αντικείμενα - δηλαδή μεταξύ 1 και 100 χλμ σε διάμετρο - οι Kenyon και Windhorst διαπίστωσαν ότι η αφθονία των αντικειμένων προς την κορυφή εκείνης αυτής της περιοχής μειώνεται αισθητά. Αλλά για τα αντικείμενα με διάμετρο λιγότερο από χιλιόμετρο, η κατανομή είναι πολύ πιό ρηχή - με συνέπεια λιγότερα πολύ μικρά τεμάχια.

Αυτή η ανακάλυψη είναι σύμφωνη με τις κλασσικές θεωρίες για το πώς τα σωματίδια συγκρούστηκαν και συγχωνεύτηκαν στον δίσκο του αερίου και της σκόνης που ήταν σε τροχιά γύρω από τον Ήλιο προτού οι πλανήτες δημιουργηθούν από την συγχώνευση τους. "Οι υψηλών ταχυτήτων   συγκρούσεις μεταξύ των μικρότερων αντικειμένων παράγουν ολοένα και μικρότερα τεμάχια. Ενώ οι συγκρούσεις μικρών ταχυτήτων μεταξύ των μεγαλύτερων σωμάτων παράγουν ολοένα και μεγαλύτερα αντικείμενα, " είπε ο Kenyon. "Το τελικό αποτέλεσμα είναι δύο κατανομές μεγέθους - μία απότομη για τα μεγαλύτερα αντικείμενα και μία πιό ρηχή για τα μικρότερα σώματα."

Τα ευρήματα αυτά δίνουν επίσης βάρος στην ιδέα ότι τα KBOs σχηματίσθηκαν στον ίδιο χρόνο με τον Ποσειδώνα - εάν ο Ποσειδώνας είχε φθάσει στο τρέχον μέγεθός του πολύ νωρίτερα, θα είχε συγχωνευτεί με  τα μικρά αντικείμενα προτού αυτά να είχαν τον χρόνο να διαμορφώσουν τα μεγάλο KBOs που βλέπουμε σήμερα. Οι Kenyon και Windhorst ελπίζουν να χρησιμοποιήσουν στοιχεία από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble για να ξεκαθαρίσουν τα αποτελέσματά τους μέσα το επόμενο έτος.

Το παράδοξο του Olbers ονομάζεται το φαινόμενο κατά το οποίο αν το Σύμπαν ήταν άπειρο, με άστρα ομογενώς και ισότροπα κατανεμημένα, τότε ο νυχτερινός ουρανός θα ήταν φωτεινός -- σχεδόν τόσο φωτεινός όσο και την ημέρα-- από το φως των άστρων που υπάρχουν στον ουρανό. Το φαινόμενο αυτό πρώτος το είχε διατυπώσει ο Kepler και μετά το μελέτησε ο Olbers. Το συμπέρασμα που βγαίνει είναι πως αφού ο ουρανός τη νύχτα δεν είναι φωτεινός, θα πρέπει το Σύμπαν να μην είναι άπειρο (δηλαδή να έχει ορισμένες διαστάσεις) αλλά και ούτε να έχει άπειρο χρόνο ζωής. Το παράδοξο αυτό λύνεται με τη θεωρία του Big Bang που θεωρεί πως το Σύμπαν είναι μη-ομογενές (δεν υπάρχει ομοιόμορφη κατανομή άστρων), δυναμικό (άρα το φως των άστρων εξασθενεί λόγω διαστολής του σύμπαντος) και πεπερασμένο (άρα δεν υπάρχει άπειρος αριθμός άστρων).