Справді, чому вночі небо темне? Спробуйте-но відповісти! Виявляється, не можна просто сказати: вночі темно тому, що не світить Сонце. Така відповідь невірний. Навіть без Сонця небо, здавалося б, «не має права» бути темним. Судіть самі.
Зірки - це сонця. Одні - близькі і тому яскраві, інші - неймовірно віддалені від нас, майже невидимі, а то і зовсім недоступні для нашого ока. Але кожна випромінює світло. І якщо зірок незліченно багато, то всі разом вони дають нескінченно багато світла. Не важливо, що окремо інші зірки непомітні. Раз вже над будь-яким, навіть самим крихітним, куточки небосхилу їх нескінченно багато, вони скрізь повинні зливатися, а суцільний фон, блискучий сліпучим блиском, що рве на собі нескінченно багато променевої енергії. Коротше кажучи, всьому небу наказано мати яскравість, не меншу, ніж у поверхні Сонця. І так як світло зірок викликаний їх високою температурою, небо повинно виливати такий же нестерпний жар.
А раз так, то в світі не повинно бути місця ні для Землі. ні для людей. В нестерпному світлі і спеці немислима життя. Будь листочок, кожна комашка миттєво спопеліли б в такому Всесвіті. Речовина звичних нам станів - твердого, рідкого - стало б неможливо. Усюди було б так само спекотно, як в надрах Сонця. Несподіваний висновок. І, звичайно ж, абсолютно невірний.
Спростувати його наука намагається вже більше ста років. Спроб зроблено маса. Може бути, світло поглинається міжзоряним середовищем - газом, темної пилом, холодними планетами, остиглими «трупами» зірок? Ні, скільки б не поглинулося світла, його все одно залишиться нескінченно багато. Розрахунок простий: як би велика не була частка не світяться матерії, що світиться все одно залишиться нескінченно багато. Розділіть нескінченність навпіл, на десять, сто, тисячу частин - будь-яка частина все одно буде нескінченно велика. Крім того, атоми міжзоряного середовища не «поїдають» світло на всі сто. Вони просто ковтають його, щоб «виплюнути» потім в іншому напрямку. Вони лише розсіюють, як би розбризкують енергію по всьому світу.
Тоді, може бути, в нашому всесвіті є гігантські непрозорі оболонки? Хтось із чеховських героїв філософствував: «Бути може, вся наша всесвіт захована в дуплі зуба якогось величезного чудовиська». І ця «гіпотеза», як серйозно її ні обставити, не вирішує завдання, а лише відсуває її. Адже будь-який «дупло», будь-яка темна оболонка в нескінченно світлому і гарячому світі неминуче розплавилася б і випарувалася.
Залишається висловити ще одне, дуже ризикована припущення: зняти заборону нічної пітьми шляхом відмови від основної його причини - від зоряної нескінченності. Визнайте, що в безмежному просторі світобудови існує лише «жменька» зірок і галактик - і все стане на місце, чи не так?
Ні, не так. У подібному висновку - філософське шулерство і фізичне недоумство. Ще великий класик природознавства Ісаак Ньютон говорив про те, що зірок не може не бути нескінченно багато. Якби їх набралася усього «жменя», нехай величезна, завдяки тяжінню вони злиплися б в одне-єдине гігантське небесне тіло. Пізніше, правда, фізика внесла поправку: «жменя» зірки не злиплися б, а, навпаки, розбрелася по нескінченному простору. І тоді Всесвіт спорожніла б, з неї зникло б фактично вся речовина.
Але речовина є! Як би далеко не заглянули телескопи, вони всюди знаходять матерію. Значить зірок нескінченно багато? Виходить так. Тоді чому ж все-таки вночі темно? Бачите, як все заплуталося! Намагаючись осмислити вид неба, ми заблукали в нетрях протиріч, зіткнулися з світоглядними питаннями, торкнулися найбільшої проблеми устрою всієї Всесвіту - науки, яка називається космологією.
Ви отримали на іспиті завдання і жахнулися її труднощі. Але в екзаменаційних білетах не прийнято ставити завдань нерозв'язних. Тому ви вперто морщите лоб, болісно думаєте і нарешті вирішуєте задачу! А потім розшукуєте і другий, і третій спосіб, і загальний метод рішення. Щось схоже відбувається і в космології. Знаючи, що загадка нічної темряви напевно можна вирішити (небо-то темне!), Астрономи, фізики, філософи наполегливо шукають рішення. І мало-помалу нічна темрява починає отримувати право на існування.
Уявімо собі таке: світ нескінченний, зірок в ньому незліченно багато, але, тим не менш, щільність матерії в нескінченному обсязі Всесвіту дорівнює нулю. Неможливо? Виявляється, можливо. Потрібно лише, щоб при збільшенні обсягу космічного простору щільність матерії в ньому зменшувалася.
Щільність речовини є маса, поділена на обсяг. У кожній зірці щільність дуже велика, бо весь її обсяг заповнений речовиною. А ось в обсязі, що включає дві сусідні зірки, середня щільність матерії менше (адже космічна матерія між зірками практично нічого не важить). Ще набагато менше щільність речовини в обсязі Галактики. А далі? Що якщо в граничному випадку - для нескінченно великого обсягу - ми формально отримаємо нульову щільність матерії? Адже тоді заборона нічної темряви знімається! Дивлячись у далечінь, ми практично не побачимо речовини - ні світиться, ні темного. І це незважаючи на те, що зірок і інших небесних тіл залишиться незліченно багато.
Така ідея лягла в основу цікавих схем розміщення зірок, які побудував на початку минулого століття бельгійський космолог Шарлье. Головну їх особливість Шарлье запозичив у астронома XVIII століття Ламберта. Особливість ця - ієрархічність будови світу. Небесні тіла утворюють системи, складність яких зі збільшенням розмірів зростає, а середня щільність матерії падає. Світ, влаштований за такими правилами, цілком вільний не тільки від заборони нічної темряви, але і від деяких інших парадоксів, які постали в космології.
Свого часу схеми Шарлье здавалися одкровенням. У них чуділась розгадка будови Всесвіту. Однак потім ентузіазм охолов. Прямих доказів ідеям Шарлье не знайшлося. Системи його залишилися всього-на-всього припущенням. І все ж праця Шарлье був дуже корисний. Він показав, що виходи з тупиків космології існують.