Антон, Вы задали хороший вопрос, который мучил физиков всех времен и на который до сих пор не получено точного ответа, хотя это явление (точнее отсутствие явления) связывают с современной моделью Вселенной, образовавшейся в результате Большого Взрыва и постоянно расширяющейся.
Я решила немного дополнить то, что уже сказал Саша, так как в данном случае речь шла только об излучении в видимом диапазоне длин волн, а я напомню, что шкала электромагнитных волн гораздо шире.
Вот прекрасная иллюстрация этой шкалы, которую я советую показывать школьникам и студентам для наглядного представления об электромагнитных волнах:
Астрономические наблюдения проводятся не только в оптическом, но(даже чаще) в радиодиапазоне.
Наряду с тем излучением, которое приходит к нам от отдельных объектов (звезд, квазаров, пульсаров и т.д.) существует еще фоновое излучение в микроволновом диапазоне длин волн 60 см до 0.6 мм ( 500 МГц - 500 ГГц). Это излучение соответствует равновесному с температурой 2.7 К. Его назвали реликтовым Оно как бы подтверждает, что на ранних стадиях развития вселенной вещество было в очень горячем состоянии и не было ни галактик ни звезд.
Вот спектр фонового (включая реликтовое) излучения Вселенной во всех диапазонах длин волн:
Фотометрический парадокс сейчас разрешают благодаря предположению Хаббла, что Вселенная не статична, а расширяется. Скорость удаления галактик от нас пропорциональна расстоянию r до этой галактики:
V = 0, 5*1010*r
Обращаю внимание –скорость зависит от расстояния между объектами! А то меня спрашивали в личке про это
Таким образом, представление о статической картине Вселенной, где все объекты как бы застыли на своих местах, сменило представление картины Вселенной, объекты которой друг от друга разбегаются, и расстояния между ними непрерывно увеличиваются.
То есть расстояние между объектами вселенной постоянно увеличивается. Кроме того разбегание влияет на свет, который приходит к Земле от удаленных объектов –каждый последующий квант, испущенный звездой, движется дольше предыдущего к Земле и т.д., к тому же эти кванты увеличивают свою длину волны и мы наблюдаем красное смещение. Правда этот момент мне лично до конца неясен –куда девается энергия этих квантов?
Эти два фактора – увеличение времени прихода кванта к Земле (наблюдателю) и красное смещение ослабляют свет далеких звезд и в случае скорости разбегания близкой к световой энергия квантов стремится к нулю.
Те объекты которые удаляются от нас со скоростью близкой к скорости света находятся за горизонтом событий. Для нас Вселенная конечна -ограничена радиусом в 20 млрд световых лет. В таком случае (если модель верна) то яркость неба в будет определяться суперпозицией излучений по всем длинам волн от всех объектов, которые попали в это пространство с радиусом.
Например небо в диапазоне длин волн от 300м до 69 см очень яркое по всем направлениям (после исключения анизотропной компоненты расположенной в плоскости нашей галактики, о ней я не буду здесь подробно рассказывать)
Яркость фонового радиоизлучения падает с ростом частоты, т. е. количество энергии, заключенной в фоновом радиоизлучении, на коротких длинах волн меньше, чем на длинных.
