夜空为啥是黑的?

文章来源:健康时报 2021-10-13 15:47

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夜空为啥是黑的?或许你会不假思索地说:“地球向着太阳的一面是白天,而另一面没有太阳光,因此夜空就是黑的,而地球一直在自转,所以就有了昼夜交替,这不是很正常吗?”然而这个问题并不能这样简单地解释,实际上,“黑色的夜空”这一个看似正常的现象,却隐藏着宇宙对人类深深的恶意。

你以为的“正常现象”,却隐藏着宇宙的大秘密

在望远镜出现之后,科学家很快就确定了一个事实:那些在夜空中闪烁的星星,绝大多数都是恒星,它们也会像太阳一样发光发热,而有的恒星甚至比太阳还要大得多。

于是科学家就开始思考一个问题,如果宇宙是无限的,那么宇宙中的恒星也是无限多,在此基础上,无论天空中的哪一个方向,都存在着无限多的恒星,虽然单个的恒星发出的光可能会非常微弱,但是无穷无尽的恒星所发出的光线汇集起来,就应该将地球的夜空照亮,然而事实上,这样的事情并没有发生,这是为什么呢?

1826年,上述问题由天文学家奥伯斯进行了详细地阐述,因此被称为“奥伯斯佯谬”,为了对其进行解释,人们提出了多种观点,例如有一种常见的观点认为,宇宙中充斥着大量的气体、尘埃以及形形色色的天体,由于它们的阻挡和吸收,远处恒星的光线就无法抵达地球。

然而这种观点并不能解释“奥伯斯佯谬”,因为根据能量守恒定律,能量虽然可以互相转换,但其总量却始终保持不变,所以远处恒星的光线就会将障碍物“晒”得越来越热,只要时间足够长,它们的温度就会无限接近恒星的温度,在这种情况下,它们同样也会发光,进而将地球的夜空照亮。

还有一种观点认为,宇宙可能并非无限,恒星的数量是有限的,由于远处恒星发出的光线不够多,因此地球的夜空就是黑的,但该观点同样也讲不通。

引力是一种长程力,在宇宙无限的情况下,我们可以认为,宇宙中的物质在各个方向所受到的引力整体上是相等的,因此宇宙就不会收缩,但假如宇宙是有限的话,天体在各个方向上受到的引力就不会平衡,在这种情况下,宇宙在整体上就会存在一个引力中心点,从而不可避免地发生坍塌。

总而言之,在“奥伯斯佯谬”提出之后的很长一段时间里,人们都无法完美地对其进行解释,直到科学家发现了一个宇宙的大秘密:宇宙正在像“吹气球”一样不断地膨胀。

如上图所示,宇宙的这种膨胀会导致星系之间互相远离,并且两个星系之间的距离越大,这种互相远离的速度就越快,而通过对这种现象的分析,就可以得出以下三点推论。

  1. 既然宇宙在膨胀,那就说明之前的宇宙比现在更小,物质也更密集,如果将时间一直回溯,就可以推测出宇宙诞生于一个致密的“奇点”,换句话来讲就是,宇宙存在的时间是有限的,所以远处恒星发出的光线也是有限的。

  2. 宇宙的膨胀会使天体之间互相远离,这就会使远处恒星发出的光线发生多普勒效应,从而变成了对人类不可见的红外线、微波或者是无线电波。

  3. 当远处恒星与地球之间的距离达到一定程度的时候,它们因为宇宙膨胀而远离地球的速度就会超过光速,这样就会造成它们发出的光线永远都无法抵达地球。

可以看到,综合以上3点推论,就可以完美地解释地球的夜空为啥是黑的,简单来讲就是,由于宇宙的膨胀,地球接收到的来自其它恒星的光线非常有限,并不足以照亮地球的夜空。那为什么要说这种现象的背后,隐藏着宇宙对人类深深的恶意呢?我们接着看。

宇宙膨胀对人类意味着什么?

人类的梦想是星辰大海,尽管人类目前的科技连“小小的”太阳系也飞不出去,但绝大多数人都乐观地相信,随着科技的不断发展,人类纵横宇宙只是一个时间问题,然而宇宙的膨胀却让人类的梦想蒙上了一个巨大的阴影。

正如我们前面所提到的,当某个天体与地球之间的距离达到一定程度的时候,它就会因为宇宙膨胀而以超光速远离我们,而据我们所知,光速是宇宙中的一种速度极限,任何具有静止质量的物体的运动速度,以及任何信息的传递速度都不可能超过光速。

也就是说,人类只能观测到一定的距离之内的宇宙,而以这个距离为半径、地球为中心的球体空间,就是所谓“可观测宇宙”,在此范围之外的一切事物,人类都一无所知。

更重要的是,宇宙的膨胀至今仍没有任何停止的迹象,未来会有更多的天体离开“可观测宇宙”,从此与人类不再相见。这就意味着,随着时间的流逝,人类能观测到的天体将越来越少,人类在宇宙中也会越来越孤独,即使人类在未来能够以光速飞行,同样也会被困在一个“可观测宇宙”之中,只不过范围更大一些而已。

当然了,人类对此也不是绝对没有办法,因为从理论上来讲,空间是可以弯曲的,未来的人类或许可以发展出某种超空间技术,从而化解宇宙对人类的这种深深的恶意。

好了,今天我们就先讲到这里,欢迎大家关注我们,我们下次再见。

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