夜晚为什么是黑色的?天文学家:因为我们的宇宙在超光速膨胀
当我们在城市晴朗的夜晚仰望星空时,漫天的繁星也许可以让我们短暂地忘掉现实的烦恼,将自己置身于无垠的宇宙,思考许多关于人生的宏大命题。

但由于城市的光污染越来越严重,你可能已经很久没有见过璀璨的银河了。
我们都知道,在我们头顶的天空上有多达数十亿颗会发光的恒星,按照常理来讲,这么多星星应该布满了夜空的每一个点,填满了整片的夜空,它们可以把黑夜照得像白天一样亮。
但是为什么即使在没有光污染甚至人迹罕至的郊区,我们所看到的星星也无法照亮黑夜呢?
难道是有一块黑色的幕布遮住了它们吗?
德国天文学家奥伯斯在1823年就提出了这个疑问,并且在1826年完善为奥伯斯佯谬,又称为夜黑佯谬或光度佯谬。
它的详细阐述为:假设我们的宇宙是处于静止状态,也就是稳恒态,并且宇宙是无限大的,时空也是平直的,有无数个均匀分布在各处的发光星体。虽然这些发光星体的亮度和距离的平方成反比,也就是离我们越远的星星亮度就会越暗一些。
但是在一定距离上,这些发光星体的数量也应该和距离远近成正比,这样一来虽然遥远的星星暗了一些,但我们能看到更多的星星,黑夜的天空应当是无限亮的。

奥伯斯自己首先试图对这个奇怪的现象进行一个合理的解释。他以太阳为突破口,认为太阳离我们够近了吧,但它的光线在照到地球上时依然有不小的损耗,而更遥远的恒星光线在传播过程中,会受到宇宙空间内诸如尘埃云、行星带等的阻挡。这就导致在漫长的距离中,最后能直接到达地球的光线已经很弱了。
但这样的理论并不能站得住脚,因为虽然光线在路途中会被损耗,被尘埃云和行星吸收光线,但热力学第一定律告诉我们,能量是不会凭空消失的。
物质在吸收光线的同时也在吸收着光线中的能量,自身的温度会上升,然后把光线重新发射出来,其次光在宇宙中会被散射,但光所辐射的能量基本是没有亏损的,虽然直接到达地球的光线减少了。
但光在散射时会增强背景的光亮,即使星星暗淡了,天空的背景也应该是亮的。所以用光的散射和折射来解释奥伯斯的佯谬显然是失败的。
究竟是哪里出了问题,导致理想模型中的天空和我们实际看到的不一样?

重新关注回奥伯斯佯谬本身,它具有三个必要的前提条件:
首先宇宙的静止的
其次宇宙在空间是无限大的
最后恒星是均匀分布在宇宙中的
但首先第一个条件就不存在,因为20世纪20年代美国天文学家哈勃发现了宇宙膨胀现象,彻底打破了以往的稳恒态宇宙模型,将宇宙学引入了大爆炸时代。
宇宙大爆炸理论认为宇宙在遥远的过去处于奇点状态,并且在大爆炸发生后也不是无限大,而是一个超光速膨胀的空间,因此第二个条件也不存在了。
在前两个条件都不存在的情况下,考虑到光在宇宙中只能以每秒30万公里的速度飞行,所以遥远恒星发出的光很有可能还没飞到地球,如果再考虑到宇宙本身的超光速膨胀的话,宇宙中相当一部分恒星发出的光,是永远无法到达地球的。
最重要的一点,恒星在远离我们时,可见光波段的光谱谱线会向红端移动一段距离,越遥远的星系移动的速度越快,以至于有些光已经红移到微波的波长。
而微波是人眼看不见的,变成了宇宙微波背景辐射,因此地球夜空才会以黑色为主,而如果人眼能看到微波的话,地球夜空将无比璀璨。
总而言之
我们之所以看不到星星照耀整片夜空,并不是有什么黑色的幕布遮住了它,而是宇宙不断膨胀导致的结果。

我们在看繁星时也在回溯着宇宙的过去,一束跨越宇宙到达眼中的星光,可能在它出发时,地球还在一片尘埃云中孕育着。
大家都在看
-
耗尽百年发展科技,人类不断探索宇宙,最大难题从来不在星空 百年来,人类文明始终在向外奔赴。 从伽利略第一次举起望远镜望向深空,到人类踏足月球、探测器登陆火星;从卫星组网俯瞰地球,到深空探测器飞出太阳系边界。我们倾尽举国之力钻研航天、物理、人工智能、量子科技, ... 宇宙探索08-08
-
学科科普:全面读懂探索宇宙本源的宇宙学 宇宙学是天文学最具浪漫色彩的分支之一,它跳出了单个天体、单个星系的研究局限,把整个宇宙作为研究对象,探索其起源、结构与演化的底层规律。读完这篇内容,你就能系统掌握宇宙学的核心框架、研究逻辑与发展脉络, ... 宇宙探索08-08
-
让孩子通过趣味科普了解古代天文学知识,更建立起对宇宙探索欲望 在当下,人类对宇宙的了解已经达到了前所未有的高度。我们不仅能够将望远镜的视野延伸到银河系之外,捕捉亿万光年外的星光,甚至还能够发射探测器,踏上月球、火星等近地天体,亲身触碰那些曾经只存在于神话中的星辰 ... 宇宙探索08-06
-
宇宙探索:人类文明跃迁的终极方向 人类文明的终极边界,从来不是地球的地平线,而是浩瀚无垠的宇宙。当我们把目光投向星空,把主要目标和精力放在宇宙探索与星际开拓上,本质上是在为文明的存续寻找新的可能,为人类的未来开辟更广阔的生存空间。这场 ... 宇宙探索08-06
-
宇宙的探索与揭秘:地球不是悬浮的,它一直在往太阳里掉? 你闭上眼睛回忆一下,课本里那张蓝色的地球悬浮在漆黑太空中的照片,是不是印在脑子里了?安静、永恒、稳稳当当挂在空中。NASA说这是人类历史上最成功的视觉骗局。因为事实的真相说出来可能会让你后背发凉——地球不 ... 宇宙探索08-05
-
探索宇宙,可以带来多大盈利? 从古代夜观天象,到透过望远镜思考天体规律,再到依靠科技奔赴太空,人类对浩瀚宇宙的好奇心都未消失。肉眼观星真的能总结出规律吗?人类为什么对宇宙如此痴迷?千年来探索宇宙的方式有了怎样翻天覆地的变化?澎湃问 ... 宇宙探索08-02
-
为什么要进行宇宙探索?意义何在? 我小闺女刚出生的时候躺在摇篮中,大部分时间都在昏昏沉睡,偶尔睁开眼睛似乎都用尽了全身的力气。但每次睁开之后,她都会认真观望眼前的这个崭新世界。医学告诉我,新生婴儿的视力极弱,只能看到眼前20公分的物体, ... 宇宙探索08-02
-
拨开科幻迷雾,解析地外文明研究,读懂宇宙探索的真正价值 大家好,我是老武。提到外星文明搜索,许多人第一反应可能是这属于科幻领域,但对科学家而言,这是严肃的研究课题。普通人与科学家对“外星人”的思考存在明显差异,根源在于认知角度的不同。大众往往将外星文明与科 ... 宇宙探索07-31
-
耗费巨资奔赴星际,人类拼尽全力探索宇宙,到底图什么? 时常能听见一种疑问。地球上还有贫困、灾害、各类悬而未决的麻烦,各国持续投入资金发展深空探测,把探测器送往月球、火星,甚至朝着恒星际空间进发,这笔投入真的值得吗?不少普通人直观感受,与其望向遥远星空,不 ... 宇宙探索07-31
-
每秒飞一光年也没用?科学家认为:人类永远无法飞出宇宙 如果下一秒,你被扔进一艘每秒能飞一光年的飞船里,你觉得多久能飞出宇宙?答案是永远飞不出去,因为人类从诞生的那一刻起,就已经被永远困在了这片宇宙牢笼里。 我们先不说整个宇宙,就说人类能观测到的宇宙范围, ... 宇宙探索07-29
相关文章
- 耗费巨资奔赴星际,人类拼尽全力探索宇宙,到底图什么?
- 每秒飞一光年也没用?科学家认为:人类永远无法飞出宇宙
- 探索外太空,感受宇宙的神秘与浩瀚!🚀🌌
- 想象类作文之宇宙探索
- 《宇宙是什么:探索宇宙的起源、结构与深层奥秘》日 村山齐 202409
- 天文科普启心智 探索宇宙燃梦想
- NASA新太空望远镜将探索宇宙的重大谜团
- 引力波天文学:用时空的涟漪聆听宇宙
- 探索元宇宙的三个发展历程,开启未来新篇章!
- 碳基生命缺陷太大?硅基生命更适合宇宙探索!人类真能转化吗?
- 蓝星之外·月球探索2049!奔赴一场宇宙之约
- 黑洞探秘:宇宙中最极端的时空深渊
- 人类对宇宙探索越深,越绝望!两个真相彻底颠覆认知
- 移居外星球,科学还是空想?在2026航天国际科幻季天文科普沙龙共赴星际探索之约!
- 这三部大家都看过几部?#宇宙探索编辑部#
- 回望宇宙探索征程,铭记每一份热爱与坚守。
- 宇宙最诡异的毫秒信号!研究20年至今无解,真的是外星文明吗?
- 宇航员生病怎么办?太空医学为宇宙探索护航
- 不陪美国玩了,中国探测器抵近小行星,开启宇宙探索挑战全球首次
- 从月球到小行星:中国探索宇宙的"下一步",为什么不是载人登月?
热门阅读
-
中国十大元帅之死,多高寿而善终(林彪叛逃而死) 07-11
-
因果报应真实事例,做尽坏事必遭天谴 07-11
-
中国51区秘密基地,窃密必被抓(抓住就杀头) 07-11
-
这6个神奇天体有很酷的名字 06-01
-
全球人口减少可能带来的六大教训和好处 07-18
-
离太阳最近的十大恒星排名,宇宙最大十大星球 04-12
-
创生之柱是什么?(创生之柱给予了许多恒星生命) 12-25
精选文章
- 预言2030年太阳将休眠,恐怖的千年极寒将来临
- 2025年宇宙探索大爆发!月全食、火星冲日等,这些天文奇观别错过
- 中国空间站离地球有多少公里有多大,400公里/大约有110立方米 ...
- 黑龙江50万年死火山苏醒, 内含15%电量的巨大岩浆囊
- 中国古代四大凶兽,四大神兽vs四大凶兽谁更强
- 中国“天宫”空间站将在2022年前后建成 呈T字型有三个舱段最多可驻留6人 ...
- 误会一辈子!破伤风其实是一种细菌跟生锈铁完全没关系
- 新冠病患康复后,可能“精子减少或无精”
- 中国长征五号B遥一运载火箭全貌曝光 本月底在海南文昌航天发射场进行首次发射 ...
- 美国同步空间态势感知项目(GSSAP)军事间谍卫星多次秘密靠近俄罗斯和中国的航天器 ...
