原标题:宇宙为什么总是漆黑黑的?简单又深奥的问题,曾困扰科学家数百年!

我们的宇宙是如此之浩瀚辽阔,以至于无论您朝哪个方向看,都能发现一群恒星或星系!按照这个推测,整个宇宙所有恒星的光会加起来,无论您选择什么时间抬头,我们的天空应该是24小时明亮的。那么 为什么太空是黑色的?我们所看到的每个方向上不都有星星吗

这个看似简单的问题,最常见的答案可能就是光线不足。然而,这问题曾困扰了科学家数百年,而真正的答案要比想象中复杂、深奥。

德国天文学家海因里希·威廉·奥尔伯斯(Heinrich Wilhelm Olbers)于1823年对此问题进行了著名的提问,学界将其称为 奥尔伯斯悖论 。悖论是这样的:“ 如果宇宙是无限的、静态的、并且已经永远存在,那么无论您以何种方式看待空间,您都将看到一颗恒星。 ”他曾提出一个解释,认为星际间的尘埃阻挡了星光的传播。但要是这样,星际尘埃积聚的辐射能也会令其发光发热,所以这也不是真正原因。在他看来,这不是真正原因,不过他没有找到更好的解释。

其实奥伯斯并不是第一位思考此问题的人,开普勒早在1610年就提出类似的疑问,认为是宇宙大小有限;哈雷在18世纪初期觉得是遥远的星体太暗所致等等。为解决奥尔伯斯悖论,科学家提出了许多不同的解释。但那时的宇宙观是根深蒂固的“ 稳态宇宙 ”:宇宙是稳定、静止、均匀、无限的。直到1920年,天文学家埃德温·哈勃(Edwin Hubble)发现了宇宙不是静止的,并且证实宇宙正在膨胀,导致“ 宇宙大爆炸 ”的出现。

目前,对奥尔伯斯悖论的最佳解决解释包括两个部分。首先,即使 我们的宇宙无限大,它也不是无限古老的 ,这一点很关键。

现在所有的证据似乎都表明宇宙没有边缘,但是宇宙本身确实有一个边缘,不过只是暂时的边缘。宇宙诞生不到150亿年,这意味着我们可以接收光的最大距离为150亿光年。换句话来说,当我们将望远镜指向天空时,我们只能看到那些能够照亮我们的恒星。而距离较远的恒星发出的光还没来得及到达地球,因此它无法使天空变亮。

同时根据哈伯定律, 星系远离我们而去的速度与它和我们的距离成正比,因此超过某个距离以外的星系,远离我们的速度就会比光速还快,结果这些星系的光就永远到不了地球。 所以宇宙中只有部分恒星所发出的光会到达地球,有限的星光无法填满整个夜空。ps:这点和相对论不冲突,因为这是宇宙膨胀的速度,并非星系本身运动所致。

其次, 所有的恒星和星系并非无限长寿 ,最后都会死亡。相信大家都知道,光以每秒约300000公里的有限速度传播,我们每天看到的阳光都是太阳在8分钟前发出的光。同理,当你在望远镜中看到恒星的样子时,并非恒星当前的样子,而是它的过去。更令人着迷的是,其中一些恒星可能已经死亡,但因宇宙的浩瀚,离开该恒星表面的最后一个光子还在路上,还未抵达地球。因此,当我们仰望夜空时,我们真正看到的是宇宙的过去。

此外,宇宙其实是非常 “明亮” 的。因为就物理学而言,黑色不是一种颜色。据定义,颜色是光波的可见光谱。黑色物体吸收光谱的所有颜色,使“黑色”不存在任何颜色。另一方面,“白色”是所有颜色的混合,并且包含可见光的所有波长。宇宙大爆炸之后不久,整个宇宙又热又稠,就像一颗恒星的核心一样。几十万年,当第一批恒星形成时,亮度是太阳的百万倍,宇宙各个方向都被照亮。

不过由于宇宙的膨胀,初始可见光的波长被拉长并拖到电磁波谱的最宽端,发生了红移(变成了红外光),直到它们变成微波为止(被科学家称为“宇宙微波背景辐射”)。简单来说,宇宙的膨胀将可见光的波长拉长,使我们的人眼看不到光。但如果你用高分辨率望远镜,就可以看到各个方向的亮度。

红外图像看起来像这样……

值得一提的是,最早猜对奥尔伯斯悖论的人不是科学家,而是著名作家爱伦坡,他在1848年的作品就写有:“我们只能假设那些看不见星星的距离是如此遥远,以至于它的光线仍无法到达我们这里。” 返回搜狐,查看更多

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