为什么夜晚的天空是黑暗的

如题所述

“黑夜给了我黑色的眼睛,我却用它来寻找光明。” ——这是顾城笔下的诗句,表达了对黑暗中寻求希望的渴望。然而,当我们在夜晚仰望天空时,为何会发现它通常是黑暗的呢?尽管天空中布满了数以亿计的发光恒星,形成了一条条发光的带状物,但夜空依旧显得昏暗。这些带状物,如银河系,包含了大量的恒星,但由于它们的遥远距离,我们无法分辨出它们各自的光芒,只能看到一片弥漫的亮光。
银河系,这个我们所在的星系,大约有2千亿到4千亿颗恒星,直径约为10万光年。这些恒星发出的光线在穿越广阔的宇宙空间时,变得极其暗淡,因此我们看到的只是这些星星的光芒共同累积形成的一片微光。银河系只是构成更大的星系群的一部分,其中包括大、小麦哲伦星云和仙女星系等。
然而,夜色为何仍旧是黑暗的呢?这个问题已经困扰了天文学家几个世纪。19世纪,德国医生兼业余天文学家奥伯斯提出了著名的奥伯斯佯谬。他问道,如果宇宙是无限且均匀分布的,并且充满了无数的发光恒星,那么每一道视线都应该终结于一颗发光的恒星上,天空应当始终明亮。但实际上,我们并没有观察到这样的现象。
奥伯斯并不是第一个提出这个问题的人。早在奥伯斯之前,英国天文学家哈雷和德国天文学家开普勒也曾对此感到困惑。他们认为,如果宇宙是无限的,那么天空应该始终是明亮的。然而,他们没有意识到,宇宙并非是无限的,而是有限的。
奥伯斯则提出了一个假说,认为太空中可能充满了星际尘埃和气体,这些物质挡住了或吸收了来自遥远星星的光芒。然而,根据能量守恒定律,这些物质最终会被加热并发出与恒星一样的强光。因此,这个假说并不能解释夜空的黑暗。
直到20世纪初,随着宇宙膨胀理论的提出,奥伯斯佯谬才得到了解答。天文学家发现,宇宙并非是静态的,而是在不断膨胀。这意味着,过去的宇宙比现在更小。如果我们将时间回溯到足够远的过去,所有的物质都会越来越近,直到回到宇宙创生的那一刻,也就是所谓的宇宙大爆炸。
在宇宙大爆炸之后38万年后,随着原子的形成,空间变得透明。从那时起,宇宙的第一道光芒开始传播,这些光芒在穿越时空的过程中,由于宇宙的膨胀,其波长不断拉长。当这些光线穿越至今时,它们的波长已经超出了可见光的范围,变成了微波,这就是我们所说的宇宙微波背景辐射。
因此,我们现在知道,夜空之所以黑暗,并非因为宇宙的大小有限,也不是因为遥远的星光过于昏暗,更不是因为星际尘埃和气体的遮挡和吸收光线。真正的原因是,宇宙有个起源,即宇宙大爆炸,而且宇宙在不断膨胀。由于宇宙的膨胀和光速的限制,我们只能看到宇宙年龄所允许的范围,这就是我们所能观测到的可观测宇宙。因此,我们看到的星空只是整个宇宙的一小部分,而那些在视界之外的恒星的光线永远无法进入我们的视野,所以它们无法照亮我们的夜空。
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