Lecture37_LB.doc - Olbersparadox Whyistheskydarkatnight?

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Olber’s paradox Why is the sky dark at night? Assume that the Universe is infinite in extent and filled with stars. Every line of sight will eventually land on the surface of a star. Therefore, the sky should look uniformly bright at night with each direction  being as bright as the Sun. But the night sky is  dark. Dust.  Could it be that dust absorption between the stars blocks out the  background light? Ans:  No.  The reason is that the radiation from the stars would heat the dust and  the dust itself would ultimately glow as bright as the stars. Correct Ans :  The Universe of stars is not infinite.  Given the density of stars and  the expansion of the Universe, one would have to go a distance of at least 10 24  light-years (or equivalently to a time at least 10 24  y ago) to be sure that every line  of sight reached a star.  But the Universe is only about 10 10  y old.  So in fact every  line of sight does not reach the surface of a star. It is possible to reach amazing conclusions from simple observations.  Now, imagine the Hubble expansion going backwards in time.  The Universe must be  smaller and presumably denser.  It must also have been hotter.  We can imagine a time  when all of the galaxies were so close together that they were touching.   We can go back even earlier and imagine that all of the stars were touching.  If we  think a bit more abstractly, we may think rather about the scale of the Universe or the  average density.  In these terms we may think of when the scale (the average separation  between two points) was arbitrarily small (approaching zero), or when the density was  arbitrarily large.  If we think in those terms we may allow ourselves to think of what the  physical conditions must have been like. The Cosmological Principle Astronomers generally assume that on the largest scales the universe is  homogeneous   (roughly the same everywhere)
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and  isotropic   (more or less the same in all directions).   This assumption is the  cosmological principle. Another way of saying this is that the universe looks the same on all different  angles and along all different spatial axes. NB: The Universe is NOT homogeneous or isotropic on small scales (stars,  galaxies, clusters of galaxies, the great wall, etc.) or isotropic, but we believe it to be on  large enough scales, and there is no evidence to the contrary. The Perfect Cosmological Principle
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This note was uploaded on 03/02/2011 for the course ASTRO 10 taught by Professor Norm during the Spring '06 term at University of California, Berkeley.

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