夜晚的天空一片黑暗,真的只是因为太阳落山了?

2019年08月30日
晴朗的夜晚,我们仰望苍穹,除了看到月光和微弱的星光之外,天空一片黑暗,这是为什么呢?或许很多小伙伴会说:因为天黑了呀!因为太阳落山了呀!
然而,我们习以为常的“天黑”,却是天文学中最简单的也最难回答的问题,对此天文学家们进行了长期的探索,提出了种种理论。
奥伯斯悖论
奥伯斯是19世纪德国的一位天文学家,他曾提出:按照静止均匀、无限的宇宙模型,天空中散布着无数个均匀分布的发光恒星,考虑到所有星光在宇宙中任一点的光照总和以及近距离恒星对后面星光的遮掩效应,整个天空应像太阳一样明亮,而实际上夜空却是黑暗的,这种理论上的推论和实际观察的结果形成的矛盾就是所谓的“奥伯斯悖论”。
为了解决“奥伯斯悖论”,天文学家提出了多种理论。
01“物质吸光”理论
有的天文学家认为:星空中存在着许多吸光物质,这些物质吸收了来自恒星的星光,使天空黑了下来。而事实却是:空间中的吸光物质在遮挡光线的同时,也会被光线加热进而发光,它们将会和恒星一样明亮,这就像大雨中的树叶,一开始还能保护地面不受雨淋,可不久雨水便从叶子上滴落下来,最终地面还是会被湿透的。
02“亮区暗区”理论
有人认为:奥伯斯的理论是根据恒星均匀分布在宇宙中计算出来的,而实际上恒星分布并不均匀,有的星区的恒星密集,亮度高,是宇宙中的亮区;有的星区恒星稀疏,亮度低,是宇宙中的暗区;地球就处于暗区,所以天空只能是黑的。
03“恒星远离”理论
还有的天文学家认为:宇宙大爆炸以后,出现了许多星云,它们逐渐凝聚成各种以恒星为主的天体。随着宇宙不断地向外膨胀,大量的恒星远离地球而去,这些恒星距离我们达几十亿几百亿光年,它们的光根本不可能到达地球,照亮天空,所以在地球上看到的星空是暗的。
上述这些理论看起来挺有道理,但却都不能很好地解释奥伯斯悖论。比较合理的解释有:
01“宇宙太年轻”理论
第一个给出奥伯斯悖论比较合理解释的不是一位天文学家,而是美国著名的作家爱伦·坡。他认为:之所以遥远恒星的光没有能照亮星空,是因为这些光还没有到达地球。若要使夜空变得明亮起来,我们至少要能看到几百万亿光年远的范围,而宇宙的年龄太年轻了,远远小于1万亿年,我们根本无法看到150亿光年之外的发光的星体,这些星体的光要过数百亿年后才能到达地球,因此我们看到的夜空只能是黑暗的
02“宇宙能量不足”理论
1964年,天文学家哈里森提出了另一个可能正确的理论——宇宙间拥有的能量太少才导致天空不亮。据哈里森的计算表明:若要照亮夜空,我们目前观测的宇宙所需要的能量至少要达到现今的10万亿倍,即每颗恒星的发光度要上升10万亿倍,或者恒星的数目要增加10万亿倍。目前正是由于宇宙中的能量太少,恒星的亮度太低,光线太暗淡,所以夜空只能是黑暗一片。另外,恒星不可能永生,它们总是会灭亡的,就算宇宙无限老,夜晚仍然是黑暗的。
综上所述,由于宇宙太年轻而且能量不足,这点能量要照亮整个宇宙就像是用一根蜡烛花上一个小时来加热一幢房子一样。一个小时太短了,即使你能等更长的时间,可是在完成这项任务之前,蜡烛早已燃尽了。同样,如果人类再等几百亿年,即使那些远离地球的恒星的光能到达地球,但在这之前,这些恒星早已消亡化成灰烬了,所以我们地球的夜空只能是永远一片黑暗。
来源:知识就是力量公众号
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