Existe um lugar no universo conhecido em que não haveria luz visível de outras estrelas / galáxias?

Existe um lugar no universo onde, a olho nu, você não veria estrelas, galáxias ou fenômenos emissores de luz? Pelo que entendi em algum momento no futuro distante na localização da Terra, não poderíamos ver nada. Existe um lugar como esse agora?

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Se você não quiser olhar para as estrelas e galáxias, pode fazer duas coisas: você pode viajar tão longe que elas estão muito longe para ver, ou pode bloquear sua visão.

Ir para longe

Em grandes escalas, ou seja, acima de um bilhão de anos-luz, o Universo é aproximadamente homogêneo. Em escalas menores, no entanto, a matéria é distribuída na chamada teia cósmica , onde galáxias estão em filamentos e folhas, encontrando-se em nós (onde os maiores aglomerados são encontrados). Entre essas superdensidades, existem subdensidades conhecidas como vazios . Esses vazios são praticamente livres de qualquer matéria luminosa e, como eles têm vários milhões de anos de diâmetro, você pode se colocar no meio de um vazio e ver apenas a escuridão.

Como exemplo, considere um vazio de 100 Mpc (~ 300 milhões de anos-luz) em raio, correspondendo a um módulo de distância ¹ de . Se uma galáxia do tipo Via Láctea (magnitude absoluta ² ) estivesse na borda do vazio, sua magnitude aparente ³ seria , invisível a olho nu.$\mu = 35$ $M=-20.5$$m = M+\mu = 14.5$

Um pequeno telescópio, no entanto, iria permitir que você veja galáxias a partir daqui. A magnitude limitante ⁴ do olho nu é aproximadamente de 6 a 7 (embora alguns afirmem ser capazes de ver objetos), então a galáxia semelhante à Via Láctea teria aproximadamente 8 magnitudes muito fracas para ver. O ganho na magnitude limite ao usar um telescópio é aproximadamente , portanto, com sua pupila de 6 mm, um telescópio com um diâmetro de você poderá ver galáxias semelhantes à Via Láctea a partir do centro do vazio.$m=8$$g = 5\log(D_\mathrm{tel}/D_\mathrm{pupil})$

$$D_\mathrm{tel} = D_\mathrm{pupil} 10^{g/5} \\ = 6\,\mathrm{mm}\times10^{8/5} \\ \simeq 200\mathrm{-}250\,\mathrm{mm},$$

Observe, porém, que não importa a que distância você esteja das galáxias, sempre haverá alguma radiação por perto, se nada mais for pelo menos o CMB . Obviamente, sendo microondas, isso não é visível a olho nu.

Bloqueie sua visão

Além de descer no porão e desligar a luz, poderia haver lugares "astronômicos" onde você não conseguiria ver nada? Como comenta David Hammen, na superfície de um planeta ou lua envolto em nuvens, você pode enfrentar a escuridão total (pelo menos no lado noturno do planeta). Mas talvez você também possa, como comenta Wayfaring Stranger, entrar em uma nuvem densa e interestelar.

Os glóbulos de Bok são pequenas ( ), densas ( ) nebulosas de gás e poeira. Uma linha de visão do centro de uma nuvem desse tipo resultaria na extinção da magnitude aparente (ou seja, aumentada) em até várias dezenas de luz visual. A maior extinção através do centro de um glóbulo de Bok que pude encontrar - mas não sou especialista nisso - é "FeSt 1-457", com uma extinção visual de ( Kandori et al. 2005 ) , então do centro e para fora é aproximadamente . Isso significa que a fração de luz de fontes externas que ao centro é $R\sim10^4\,\mathrm{AU}$$n\sim10^{4\mathrm{-}6}\,\mathrm{cm}^{-3}$$A_V = 41$$A_V\simeq20$

$$f = 10^{-A_V/2.5} \sim 10^{-8},$$ o que não é muito. No entanto, os glóbulos de Bok são encontrados nas proximidades de estrelas jovens, que tendem a ser brilhantes. Uma estrela O tem uma magnitude absoluta de . Uma estrela assim localizada fora da nuvem (digamos, a uma distância de ) teria uma magnitude aparente de e, portanto, seja apenas visível a olho nu, embora muito fraco. E se estivesse um pouco mais longe, você não seria capaz de vê-lo.$M\simeq-4$$d=2\times10^4\,\mathrm{AU}=0.1\,\mathrm{pc}$$m=M+\mu+A_V\simeq6$

Eu suponho que você é humano, mas se você é de fato um ciclídeo, deve poder ver a luz infravermelha ( Meuthen et al. 2012 ). No IR, a extinção é muito menor do que a visível, portanto, se esconder em um glóbulo Bok não ajudará.

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¹ _{O módulo de distância é uma maneira logarítmica de expressar distâncias: .μ ≡ 5 log ( d / 10 p c$\mu$$\mu \equiv 5\log(d/10\mathrm{pc})$}

² _{A magnitude absoluta é uma medida (logarítmica) da luminosidade de um objeto: . Observe o sinal de menos; quanto mais brilhante um objeto, menor é.L M = - 2,5 log ( L ) + c o n s t a n t$M$$L$$M=-2.5\log(L)+\mathrm{constant}$$M$}

³ _{A magnitude aparente é uma medida logarítmica de quão brilhante um objeto parece para um observador e, portanto, depende da distância do objeto: . Estrelas visíveis a nu têm aproximadamente - . Novamente, quanto menor o número, mais brilhante é o objeto. Uma galáxia extremamente distante pode ter , enquanto o Sol tem .m = M + μ m = 0 6 m = 30 m = - $m$$m = M + \mu$$m=0$$6$$m=30$$m=-27$}

⁴ _{A magnitude limite é a maior magnitude (ou seja, o objeto mais fraco) visível.}

Aqui está uma resposta simplificada. "Sobre" a coisa mais distante que podemos ver a olho nu é a galáxia de Andrômeda, com cerca de 2 milhões de anos-luz. Portanto, eu diria que você só precisa estar em um vazio sem galáxias mais próximas do que 2 ou 3 milhões de anos-luz. Eu posso estar errado, mas estou pensando que isso é a maior parte do universo conhecido. Quanto à futura Terra, não será sobre a distância, mas sobre quando a última estrela se aproximar o suficiente para ver "queimar, o que será muito tempo a partir de agora. Pode até não haver uma Terra, se é tragado pelo sol se tornando gigante vermelho.