可现实中天空却是黑的 。 问题此时变得复杂起来 , 历史上不停有人努力想找出原因 。
奥伯斯佯谬的原因解释
几个世纪以来 , 人们多次尝试解释黑暗夜空这种令人费解的现象 。 以下就是一些常见解释 , 但都被排除了 。
有人说 , 宇宙中的恒星可能是不均匀分布的 。 很有道理 , 但这个假设已被现代天文观测数据否认 , 宇宙是完全各向同性 。
有人说 , 宇宙中的恒星数量是有限的 。 但依然站不住脚 , 因为即使宇宙中的恒星数量有限 , 但这个数量仍然十分巨大 , 多到足以照亮整个夜空 。
又有人说 , 我们看不到这些恒星 , 因为它们太远了 , 因此显得太暗了 。 可惜还是错的 。 为什么呢?假设让我们把无限的宇宙切分成均匀的球形层 , 以地球为中心 , 如果一层包含一定数量的恒星 , 那么由于宇宙的同质性 , 距离地球两倍远的层将包含四倍多的恒星 。 然而 , 根据平方反比定律 , 从地球上观察时 , 更远一层的恒星四倍暗的话 , 这意味着每一层的总亮度还是相同的 。 因此 , 无论距离多远 , 每一层恒星都会产生相同量的光 。 结果 , 天空还是会被均匀照亮 。
还有人说 , 太空中充满了星际尘埃 , 它阻挡了遥远恒星的光芒 。 这个解释感觉非常对口 , 不过依然被科学家否了 。 因为根据能量守恒定律 , 星光作为能量 , 如此多的能量会不可避免地加热宇宙尘埃 。 尘埃也会开始重新辐射吸收的光 , 并像星星一样闪耀 。 这么多的理由都没法解释 , 导致很长一段时间这个问题成了一个不解的谜题 , 久久萦绕在科学家们的心头 。
如果这些都不是原因 , 总该有些可信的理论来解释吧 , 那
奥伯斯佯谬的最可信答案是什么?
进入21世纪后 , 目前科学界主张的是用以下两个理论去解释夜黑佯谬 。
1.宇宙有年龄
目前人类通过天文数据计算显示 , 我们的宇宙大约有138亿年的历史 。 宇宙创世的大爆炸 , 大概发生在137亿年前 。 大爆炸后约四亿年 , 第一颗恒星才诞生 , 随后演化出星系和各种天体 。
也就是说 , 此时宇宙才出现了第一束恒星的光 , 然后穿梭于宇宙之间 。 而光需要时间来传播 , 所以我们只能观察到距离我们138亿光年内的星体 , 超过这个距离的星体的光 , 我们无法看到 。
由于宇宙的大小是无限的 , 所以许多恒星和星系对我们来说是不可见的 , 因为它们的光直到现在还没有到达我们地球 。
2.宇宙一直在快速膨胀
宇宙的膨胀是埃德温·哈勃在1929年持续观测宇宙发现的 。 他看到来自遥远恒星和星系的光 , 在光谱上被拉长了 , 因为这些星体正在快速远离我们 。 这种现象在天文学上被称为“红移”:当光的波长变长并向电磁光谱的红端移动时 , 就会发生这种现象 。 宇宙那些非常遥远的星体的光 , 因为宇宙自身膨胀 , 其波长被拉伸得如此之大 , 以至于它们变成了红外线 。 而人眼看不到红外光 , 因此我们晚上自然看不到非常遥远的恒星和星系 。
由于红移现象的存在 , 早期的宇宙星光实际已经在向着比红外线波长还长、能量更低的微波转变 , 这更非人眼所能感知 。 而大爆炸本身的巨量辐射 , 早就已经红移到了微波的波长 , 也就是天文学家常说的宇宙微波背景辐射 。 这种微波实际上布满了我们整个宇宙和天空 , 收音机里去不掉的沙沙声还有电视上的雪花点 , 就是这些微波干扰产生的 。
换句话说 , 我们的夜空和宇宙并“不暗” , 本身是明亮的 , 只是充满的是人眼无法看到的微波这种光 。
表现宇宙微波背景辐射的就是下面这张图 , 你能明显看到微波这种光均匀分布在整个宇宙 。 这证实了奥伯斯的推测 , 只是他在那个时代不会想到宇宙有年龄、宇宙在膨胀、光会发生变化 。
夜空是“黑暗的”这个不起眼的现象 , 实际上印证了宇宙是非稳恒态的 , 并成为大爆炸理论的证据之一 。
同时 , 还预示了宇宙一个很不光明的未来 , 甚至我们不太喜欢的宇宙终极命运 。
现在 , 根据最新的观测数据显示 , 宇宙膨胀的速度已超过每秒70万公里 , 这几乎是光速的2.3倍(很多人会说了 , 爱因斯坦相对论不是说物质无法超光速么?但科学家认为宇宙自身的膨胀并非是物质的运动 , 因此超光速是合理的) 。 虽然因此我们的可观测宇宙直径多达930亿光年 , 但是几乎所有遥远的星系都在超光速远离地球 。 这些遥远星系和恒星发出的光线 , 我们将永远无法看到 。
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