Paradoks Olbers dalam kepegunan alam semesta

Rajah 1 : Apabila bilangan bintang tak terhingga dilihat pada satu sudut,
ia akan berkumpul dan sepatutnya memenuhi alam ini dengan cahaya

Paradoks Olbers adalah salah satu paradoks kosmologi tertua berkenaan fakta bahawa langit malam tidak sepatutnya kelihatan gelap tetapi harus bersinar dengan kecerahan permukaan bintang dalam alam. Paradoks ini muncul ketika saintis berhipotesis bahawa alam semesta adalah statik/pegun (bukan berkembang seperti sekarang), dan langit dipenuhi oleh bilangan bintang yang tidak terhingga (Rajah 1)  Paradoks Olbers, dinamakan sempena ahli astronomi Jerman Heinrich Wilhelm Olbers (1758–1840). Paradoks ini juga dikenali sebagai "paradoks langit malam yang gelap".

Rajah 2 : Anjakan merah menunjukkan bahawa galaksi bergerak menjauhi kita

Sebenarnya paradoks ini sendiri membuktikan bahawa alam ini bersifat dinamik (bergerak), seperti dinyatakan dalam model Big Bang. Pengukuran bahawa alam ini berkembang bermula pada tahun 1912 oleh Vesto Slipher di Lowell Observatory di Arizona dan diteruskan pada tahun 1920 oleh Edwin Hubble dengan bantuan Milton Humason di Mount Wilson, California. Beliau menunjukkan bahawa alam ini tidak statik. Pergerakkan alam ini yang relatif kepada bumi boleh diukur dengan memerhatikan anjakan dalam panjang gelombang spektrumnya. Untuk galaksi yang jauh, terdapat anjakan sentiasa ke arah panjang gelombang yang lebih panjang, jadi mereka kelihatan menyusut dari kita dan antara satu sama lain. Hal ini dipanggil sebagai "anjakan merah" kerana panjang gelombang cahaya diregangkan, jadi cahaya dilihat sebagai "beralih" ke arah bahagian merah spektrum (Rujuk Rajah 2). Manakala panjang gelombang cahaya yang dihimpitkan dipanggil sebagai "anjakan biru" (Rujuk Rajah 3), hal ini dilihat bahawa cahaya (dalam kes ini galaksi) beralih ke arah bahagian biru spektrum. 

Keregangan/Kehimpitan gelombang ini boleh diterangkan melalui kesan doppler. Melalui kesan anjakan ini, kita boleh tahu bahawa galaksi yang dicerap ini mendekati kita ataupun menjauhi kita (Rujuk Rajah 3). Kesan Doppler meramalkan bahawa sinaran daripada sumber yang menuju ke arah kita akan beralih ke arah panjang gelombang yang lebih pendek (hujung biru spektrum dalam kes cahaya boleh dilihat) dan ke arah panjang gelombang yang lebih panjang (hujung merah spektrum) jika ia bergerak menjauhi kami.

Rajah 3 : Konsep mudah dalam memahami anjakan merah dan anjakan biru

Pemerhatian spektrum galaksi menunjukkan bahawa cahaya yang datang dari kebanyakan galaksi ini beralih dengan ketara ke arah merah (baca: anjakan merah) dan ini menunjukkan bahawa ia bergerak menjauhi kita pada kelajuan tinggi, berpuluh-puluh ribu kilometer sesaat.

Setiap bintang atau galaksi mengandungi beberapa unsur, dan setiap unsur mengeluarkan frekuensi tertentu. Misalnya bagi matahari mempunyai garisan spektrum tersendiri seperti Rajah 4.

Rajah 4 : Garisan tersebut diperhatikan sebagai ciri gelap (garisan penyerapan)
dalam spektrum optik Matahari (cahaya putih).

Khususnya, Hidrogen terdapat hampir di mana-mana dan garisan Hidrogen kelihatan dalam kebanyakan spektrum galaksi. Garis Hidrogen-alfa sangat kuat dalam banyak galaksi. Mereka hanya membandingkan nilai piawai garis-H (atau mana-mana elemen lain) dengan nilai yang datang dari bintang/galaksi dan mendapatkan nilai z (anjakan merah).

Ini hanyalah secara teorinya sahaja, namun setelah pengembangan alam ini dibuktikan, maka ia telah pun menjawab persoalan bagi paradoks olbers ini bahawa pengembangan alam menyebabkan galaksi semakin berjauhan dari had penglihatan kita. Apa-apa sahaja di luar jejari 46 bilion tahun cahaya tidak akan dapat dilihat oleh penduduk Bumi, dan ia tidak akan pernah kelihatan. Objek samawi yang berusia lebih daripada 15 bilion tahun terlalu jauh untuk cahayanya sampai kepada kita.

Terdapat juga tafsiran lain bahawa alam semesta ini masih muda dan cahaya yang jauh masih belum sampai kepada penduduk bumi. - hh

Sumber rujukan :

electromagnetic radiation—Finding the cosmological redshift of a galaxy in the expanding Universe. (n.d.). Physics Stack Exchange. Retrieved April 2, 2022, from https://physics.stackexchange.com/questions/130607/finding-the-cosmological-redshift-of-a-galaxy-in-the-expanding-universe

Geometry/Dynamics of the Universe. (n.d.). Retrieved April 2, 2022, from http://abyss.uoregon.edu/~js/ast123/lectures/lec15.html

Formulas—Doppler Shift. (n.d.). Retrieved April 2, 2022, from http://astronomyonline.org/Science/DopplerShift.asp

Schoolphysics ::Welcome:: (n.d.). Retrieved April 2, 2022, from https://www.schoolphysics.co.uk/age16-19/Astrophysics/text/Red_Shift/index.html