Темные промежутки между яркими звездами выглядят как пустое пространство, хотя практически в каждом таком участке скрывается больше галактик, чем видно звезд невооруженным глазом по всему небу. Этот разрыв между тем, что мы видим, и тем, как устроена реальность, возникает из‑за того, как в космосе сочетаются свойства света, расстояния и человеческой биологии.

Наше зрение ограничено чувствительностью фоторецепторов и узким динамическим диапазоном: это своего рода биологический фильтр, который «отсекает» фотоны слабее определенного порога яркости. Большинство галактик находятся настолько далеко, что их свет приходит с чрезвычайно малым потоком и оказывается значительно ниже этого порога. Дополнительное ограничение задает угловое разрешение: каждая галактика занимает крошечный участок на небесной сфере, и ее свет как бы размазывается по фону, а не складывается в отчетливую точку. Даже там, где отдельные фотоны все‑таки доходят до нас, свечение атмосферы и засветка от искусственных огней повышают яркость фона неба и утапливают эти слабые сигналы в общем шуме.

В масштабах Вселенной расширение пространства растягивает фотоны, смещая их в сторону более длинных волн, к которым глаз уже нечувствителен; при этом часть их энергии переходит в форму, связанного с ростом энтропии. Пыль между звездами и галактиками дополнительно поглощает и рассеивает свет, понижая его поверхностную яркость. Телескопы обходят эти ограничения, собирая фотоны на больших апертурах и в течение длительных экспозиций, тем самым понижая порог обнаружения и улучшая разрешение. Глубокие обзоры неба, выполненные таким образом, показывают, что то, что для нас выглядит почти как пустота, на самом деле статистически является плотным скоплением галактик.