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夜空为什么是黑的?你以为的“正常”,却隐藏着令人绝望的事实!





         

        作为最靠近地球的恒星,太阳每时每刻都在产生巨大的能量,这给地球带来了源源不断的光和热。但朝向太阳的地球只有一侧,另一侧没被太阳照射到。背对太阳的那一侧被黑暗笼罩,只有暗淡的月光和更加微弱的星光。

        黑暗的夜空看起来没有什么特别的,我们早就习惯了。但如果仔细想一想“为什么夜晚的天空是黑暗的?”,这其实是一个细思极恐的问题,远比想象得复杂,背后还隐藏着一个让人绝望的事实。

         

        恒星是宇宙中最主要的光源,它们的核心区域会发生核聚变反应,由此释放出耀眼的光芒。在我们的银河系中,就有至少1000亿颗恒星。但由于大部分恒星离我们非常遥远,它们发出的光经过长途跋涉来到地球时,已经衰减到非常微弱的程度。

        因此,我们肉眼所能看到的恒星数量并不多,全天估计只有大约7500颗,它们大都在太阳系附近,距离基本上在1000光年之内。要知道,银河系的直径有18万光年。

         

        试想一下,倘若宇宙真的是无边无际,宇宙中的恒星有无数颗,就算那些遥远的恒星都暗到看不到,但无数恒星发出的光可以汇聚到一起,夜空应该要被照亮才对,星星之间不应该还有黑暗的区域。

        有些人可能会想,宇宙中分布着很多星际尘埃,它们会阻挡星光到达地球。但这些星际尘埃吸收了足够多的星光之后,总有一天能够发光发热,这样它们仍然可以照亮地球夜空。

         

        然而,我们在现实中看到的天空是漆黑的。这就是著名的奥伯斯佯谬,由天文学家海因里希·奥伯斯(Heinrich Olbers)在1823年第一次提出来。那么,该如何解释这个问题呢?

        长久以来,天文学家通过观测发现,除了少数几个太阳系天体之外,天上的星辰不会随时间流逝而发生变化。在天文望远镜问世之后,天文学家可以观测到更为深邃的宇宙,在天空的每一部分都发现了越来越多的恒星和星系。

         

        这一切都在暗示,时间存在了无限久,宇宙是稳恒态的,并且宇宙是无限大的。但如果宇宙真的是这样子,地球夜空就不可能一片漆黑,而是会亮如白昼。

        著名物理学家爱因斯坦也认为宇宙是稳恒态的。当时,爱因斯坦用广义相对论来描述宇宙时发现,空间不是在膨胀,就是在坍缩。于是,爱因斯坦在他的理论中引入了宇宙学常数,以符合静态宇宙的设想。

         

        但事实上,静态宇宙无法解释夜空黑暗,爱因斯坦错了。天文学家哈勃的发现证实了这一点,也震撼了科学界。哈勃分析了宇宙中各种星系的光谱,他发现大都出现了红移,这意味着星系大都在远离银河系。而且与银河系相距越远的星系,远离银河系的速度越快,两者呈正相关,这就是著名的哈勃红移定律。

         

        这一定律表明,宇宙空间自身的结构正在膨胀,这无不让天文学家感到不可思议。令人难以置信的是,空间这种看不见摸不着的东西,竟然在不断自我扩张。那么,空间膨胀该如何理解呢?

         

        试想一下,气球表面代表三维空间(气球内外没有任何意义),气球表面上的蚂蚁代表星系。当气球膨胀时,即便上面的蚂蚁原地不动,不同蚂蚁之间的距离也会越变越远。而且距离相隔越远的蚂蚁,单位时间内分开的距离越远,也就是退行速度越快。

        如果宇宙空间在随时间不断膨胀,那么,过去的宇宙一定会比现在更小。倘若时间回到过去的某一时候,整个宇宙将会是一个无穷小的奇点,这被认为是宇宙的时间和空间起源。

         

        根据现代宇宙学的计算结果,宇宙的诞生时间在138亿年前。早期宇宙空间很小,物质和能量大量集中在一起,所以那时的宇宙非常热。一直到138亿年后的现在,还有余温残留下来,这就是各向同性的宇宙微波背景辐射,温度约为-270.42 ℃。

        回到最初的问题。由于宇宙不是存在了无限久的时间,而且光的传播速度也不是无限快,所以宇宙中还有很多地方的恒星发出的光根本来不及到达地球,我们在地球上所能看到的宇宙范围是有限的。因此,不会有无限多的光来照亮地球夜空。

         

        事实上,宇宙年龄有限还不是最主要的原因,更为重要的原因是一个令人绝望的事实:宇宙空间在超光速膨胀。星系退行速度随距离增加而变快,当距离远到一定程度时,星系远离银河系的速度就会大于光速。根据哈勃常数(70 km/s/Mpc)来推算,这个临界距离大约是140亿光年。

        也就是说,目前与银河系相距超过140亿光年的星系,它们发出的光永远也无法赶超空间膨胀的速度,这些光永远也不会到达银河系被我们看到。我们所能看到的宇宙范围其实十分有限,所以地球夜空不会被宇宙的星光照亮。

         

        而且进一步观测表明,空间膨胀速率还在加快,这意味着临界距离会变得越来越短,我们所能看到的宇宙范围变得越来越小。经过足够漫长的时间后,我们所能观测到的河外星系都在本星系群内,而遥远的宇宙空间都会变得一片漆黑。




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TOP Posted:2022-04-27 01:00 樓主 引用 | 發表評論
拉出去毙了


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我来黄网学科学。


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    TOP Posted:2022-04-27 01:09 熱門評論 引用 | 點評
    老铁的大炮


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    哦,原来黑,是有原因的。
    TOP Posted:2022-04-27 01:08 #1樓 引用 | 點評
    猪哥哥爱你


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    感谢分享-误用的知识又增加了。。。。。。
    TOP Posted:2022-04-27 01:12 #3樓 引用 | 點評
    小石头真硬


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    感谢科普
    TOP Posted:2022-04-27 01:12 #4樓 引用 | 點評
    巨猛小钢炮


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    感谢楼主讲解。
    TOP Posted:2022-04-27 01:28 #5樓 引用 | 點評
    liubower


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    感谢分享啊!
    TOP Posted:2022-04-27 01:39 #6樓 引用 | 點評
    江河阿三


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    感谢分享
    TOP Posted:2022-04-27 02:00 #7樓 引用 | 點評
    炮神


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    给宇宙把脉,指明宇宙前进方向,哈哈哈,人定胜天
    TOP Posted:2022-04-27 02:14 #8樓 引用 | 點評
    想带上你私奔


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    图片无法展示星空的美
    TOP Posted:2022-04-27 02:14 #9樓 引用 | 點評
    枫情水岸


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    我估摸着有生之年是看不到漆黑的宇宙了。。。
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    TOP Posted:2022-04-27 02:15 #10樓 引用 | 點評
    曲終人散


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    TOP Posted:2022-04-27 02:35 #11樓 引用 | 點評
    dir2014


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    宇宙的奥秘 值得探索。 黑色是未知,挑起人的好奇心
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    TOP Posted:2022-04-27 02:44 #12樓 引用 | 點評
    我爱大奶奶


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    那为什么女人的骚逼离男人的鸡巴越近就会变得越黑呢?


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      TOP Posted:2022-04-27 02:54 #13樓 引用 | 點評
      汤姆困了


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      我是进来看图的,没想到居然有这么高深玄奥的知识贴,被震惊了
      TOP Posted:2022-04-27 05:57 #14樓 引用 | 點評
      hades_liu


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      .好想知道宇宙的尽头是什么样子
      TOP Posted:2022-04-27 06:00 #15樓 引用 | 點評
      一夜生情


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      宇宙的尽头,就这就这。
      TOP Posted:2022-04-27 06:20 #16樓 引用 | 點評
      司马两迁


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      我一个文科生,为了身体愉悦来这里看美体,竟然读了一遍天文,还特么看得津津有味
      TOP Posted:2022-04-27 06:50 #17樓 引用 | 點評
      八一建军节


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      智商高的人就是不一样,看来宇宙爆炸论属实了
      TOP Posted:2022-04-27 06:52 #18樓 引用 | 點評
      大茎四射


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      谢谢分享
      TOP Posted:2022-04-27 06:54 #19樓 引用 | 點評
      操屄


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      看得津津有味
      TOP Posted:2022-04-27 06:59 #20樓 引用 | 點評
      冲击局阴


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      TOP Posted:2022-04-27 07:21 #21樓 引用 | 點評
      明江帆影


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      TOP Posted:2022-04-27 07:26 #22樓 引用 | 點評
      疯狂找北


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      TOP Posted:2022-04-27 07:27 #23樓 引用 | 點評
      醉歌漫步


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      TOP Posted:2022-04-27 07:55 #24樓 引用 | 點評

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