Чтобы ответить на этот вопрос, астрономам потребовалось несколько веков и физика XX века.

Началось все, как ни странно, с силы тяжести. Ньютон придумал классическую теорию гравитации, в которой все объекты, которые имеют массу, обязаны притягиваться друг к другу. Теория казалась совершенно правильной и работала. Например, расчеты движения планет полностью совпадали с наблюдениями. Вот только возникала проблема со Вселенной в целом.

Представь себе две большие звезды. Если расстояние между ними небольшое, они быстро притянутся друг к другу, а если огромное, то тоже притянутся, просто позже. Вопрос был только в том, сколько времени это должно занять. Почти всю историю человечество считало Вселенную вечной, а значит, времени у нее было достаточно для чего угодно. Чтобы две звезды не притягивались друг к другу, рядом с ними нужно было поставить другие звезды, которые бы тянули их в обратную сторону и держали первые две в равновесии. А кто удержит новые крайние звезды? Если ставить все больше и больше звезд друг с другом, получалось, что гравитация приходила в равновесие только в центре. Но при этом сама Вселенная оказывалась все тяжелее и тяжелее и все сильнее притягивала свои собственные края. Так почему же вечная Вселенная до сих пор не схлопнулась? Ученые пришли к выводу, что она бесконечна и вообще не имеет краев. Отдельные звезды и галактики могут сталкиваться, но в целом все достаточно спокойно. И всегда найдутся новые звезды, которые удержат на месте старые.

А теперь представь, что находишься внутри бесконечного леса. Куда бы ты ни повернул голову, ты обязательно увидишь дерево. Если сидеть внутри бесконечной Вселенной, в любой точке неба должна оказаться звезда… Но это же не так! Бо́льшая часть ночного неба темно-синяя, а за пределами земной атмосферы совершенно черная. Если в любом месте неба должна быть звезда, почему в космосе так темно? Это противоречие получило название фотометрический парадокс.

Разрешить его удалось только после признания, что Вселенная все-таки имеет конец. Правда, не в пространстве, а во времени. В начале XX века ученые пришли к выводу, что Вселенная родилась в результате Большого взрыва примерно 13,7 миллиарда лет назад. Свет в пространстве может идти только с определенной скоростью. Поэтому свет бесконечно далеких звезд до нас просто не успел дойти (не хватило всего времени существования Вселенной) и, скорее всего, не дойдет, так как Вселенная еще и расширяется. Поэтому хотя сама Вселенная считается действительно бесконечной, мы находимся внутри шарика видимой Вселенной, которая имеет свои границы, а звезд внутри просто недостаточно, чтобы в каждой точке неба была своя звезда.

Представь, что ты астроном эпохи Возрождения. Какое объяснение фотометрического парадокса ты мог бы предложить?