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Enregistrement W2963100323 · doi:10.1002/asna.201913540

Analytical Resolution of the Dark Night Sky (Olbers') Paradox

2019· article· en· W2963100323 sur OpenAlexaff
Zaki Harari

Notice bibliographique

RevueAstronomische Nachrichten · 2019
Typearticle
Langueen
DomaineEnvironmental Science
ThématiqueImpact of Light on Environment and Health
Établissements canadiensNovelis (Canada)
Organismes subventionnairesEuropean Space Agency
Mots-clésPhysicsCelestial sphereStarsBrightnessAstrophysicsPhotometry (optics)Surface brightnessPopulationSkyOpticsAstronomyGalaxy

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

We derive a spatiotemporal analytical resolution of the dark night sky, or Olbers' paradox, first showing that in an infinitely large universe the cumulative solid angle of the light that is projected upon the celestial sphere by an infinite population of directly observable stars is indeed finite. Using the GAIA DR2 data, we show that the number radial density of the stars that are directly visible has a radial distribution that is quasi‐unimodal, and that such a radial distribution is constrained by the inverse square law, which asymptotically limits the magnitude of the cumulative solid angle of the light that is projected upon the celestial sphere. Second, we show that the temporal summation parameter of the imaging device that samples the celestial sphere projection further limits the cumulative apparent brightness of the image formed on the detector surface of the imaging device. The unaided human eye is a biological imaging device, which in the mode of achromatic dim light sensing known as scotopic vision, has a short temporal summation window of approximately 650 ms, which is determined by retinal photochemistry (Holmes et al., Vision Res ., 2017, 140, 33–43; Lamb & Pugh Jr, Prog. Retin. Eye Res ., 2004, 23(3), 307–380). This short temporal summation window makes the eye act as a high‐pass power filter, making it incapable of rendering visible those stars that project an apparent brightness below a certain threshold. We show analytically that astronomical objects that individually have an apparent brightness m G > 8 will not contribute to the cumulative apparent brightness of the night sky as seen with the fully dark‐adapted unaided eye under ideal seeing conditions, even when the celestial sphere is tiled completely with an infinite number of such faint objects. Using numerical simulations, we also show that a large‐scale homogeneous star field and a Galactic‐scale inhomogeneous field project collectively a cumulative apparent brightness upon the human retina that is approximately 100 million times fainter than the apparent brightness of the Sun. We show that the cumulative solid angle projected by all the unaided eye visible stars is approximately 5.95×10 −13 sr, and the asymptotic cumulative solid angle limiting distance is approximately 2 kpc, which is the radial distance beyond which no significant increase in the cumulative apparent brightness of the night sky can be detected with the unaided eye, even in a large‐scale homogeneous and infinitely large universe with an infinite number of stars.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesCharge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)
Catégories consensuellesCharge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Observationnel · Signal consensuel: Observationnel
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,073
Score d'incertitude au seuil0,999

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0030,002

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,006
Tête enseignante GPT0,209
Écart entre enseignants0,203 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; les deux têtes enseignantes s’accordent sur ce qui est montré ici.

Devis d'étudeObservationnel
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations4
Publié2019
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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