Vortrag: Warum ist der Nachthimmel dunkel? -- Ein altes Paradoxon im Lichte der modernen Wissenschaft

Die Dunkelheit des Nachthimmels ist eine elementare und zugleich lehrreiche Beobachtung, die uns mit den entferntesten Regionen des Universums verbindet.
Geht man von den Annahmen aus, dass

• alle Sterne hinsichtlich ihrer Größe und Leuchtkraft unserer Sonne ähnlich sind,
• die Sterne in einem grenzenlosen, euklidischen Universum verteilt sind und
• das Universum in allen seinen Eigenschaften unveränderlich ist, so dass auch die Sterne ewig leuchten,

so sollte – in krassem Widerspruch zur Erfahrung – der Nachthimmel so hell sein wie die Sonnenscheibe am Tage.
Nach einer präzisen Formulierung dieses Nachthimmels-„Paradoxons“ unter Zuhilfenahme einer auf Giordano Bruno zurückgehenden Analogie, die den Blick zu den Sternen mit dem Blick in einen Wald voller Bäume vergleicht, geben wir herkömmliche Erklärungsversuche für die Dunkelheit des Nachthimmels an (Kepler, Halley, de Cheseaux, Olbers). Danach präsentieren wir die bereits von E.A. Poe richtig vorausgedachte Lösung im Rahmen der oben gemachten Annahmen, mit der einzigen Modifikation, dass die Leuchtdauer der Sterne endlich ist. Obwohl sonnenähnliche Sterne etwa zehn Milliarden Jahre leuchten, ist diese Zeit viel zu kurz im Vergleich zu der, welche das Licht benötigen würde, um die riesige Entfernung zu überbrücken, die notwendig wäre, damit eine ausreichende Anzahl von Sternscheibchen einen leuchtend hellen Nachthimmel füllt. Demgegenüber ist der Beitrag, den die Expansion des Universums zum dunklen Nachthimmel liefert, vernachlässigbar klein. Abschließend wenden wir uns der Frage zu, was die Schwärze des Nachthimmels ist, auf die wir in eine Zeit zurückblicken, als das Universum erst 400 000 Jahre alt war und es Sterne noch gar nicht gab. Wir kommen zu dem Schluss, dass der Nachthimmel für uns Menschen dunkel ist, weil wir kein Sensorium für die in den Mikrowellenbereich des elektromagnetischen Spektrums rotverschobene Strahlung aus der Frühgeschichte des Universums haben. Für die Antenne, mit der Arno Penzias und Robert Wilson die sogenannte 3K-Strahlung entdeckt haben, ist der Nachthimmel dagegen hell.