太空为什么是黑色的 恒星发的光去哪儿了

伤我心太深

　　太空为什么是黑的?地球上，白天的天空是亮的，这是因为空气分子能够反射阳光，就像一面面小镜子。但是在月球上没有大气层，所以天空一片漆黑，连星光也消失了。同样的道理，宇宙空间本身也是空荡荡的，几乎没有能够将光线反射进我们眼睛里的物质，所以我们看到的宇宙空间也是黑暗的——即使太阳周围也是漆黑一片。


　　为什么太空是黑色的?这实际上天文学上一个著名的问题，叫奥伯斯谬佯。这个观点认为，宇宙中既然到处是恒星，那么经过了这么长时间后，宇宙中应当到处是光。即使有星际物质吸收光线，这些物质被加热后也会放出光来，而不应当是现在这样一片漆黑。唯一能解释这一点的，就是宇宙在膨胀，而且膨胀到宇宙扩张的速度足以抵消恒星所产生的光。






　　夜晚，我们看到的天空是黑的。

　　但是关于宇宙的黑暗仍然存在着疑团：宇宙中所有的天体发出的光为什么不能合在一起形成明亮的光?天空为什么会在晚上变黑?
　　托马斯·迪奇斯是16世纪的天文学家，他当时也研究了这些问题。他认为宇宙是无限的，宇宙在各个方向上拓展，在这个无尽的空间里，有无数颗恒星。但是按照他的推理，如果宇宙里充满了恒星，天空被星光笼罩，那么夜空将和白天一样明亮。然而事实并不是这样。迪奇斯终其一生都没能解开这个难题。


　　威尔海姆·奥伯斯(一位19世纪的天文学家)也花了许多年来思考同样的问题，并且关于天空为什么是黑暗的问题被称为“奥伯斯佯缪”。奥伯斯考虑了很多种可能，最后认为原因是宇宙空间里的尘埃：或许我们看不见远处恒星发出的光，是因为宇宙中的尘埃吸收了这些光。


　　但奥伯斯死后，天文学家们计算了所有恒星发光的总和，结果发现，这个能量足以让挡在半路的所有尘埃升温发光。也就是说，夜空在闪亮的尘埃的照耀下也会变得一片光明。于是，问题又回到了起点。


　　显然，事实是夜晚被黑暗笼罩。一定是这个理论有问题。关键是，问题出在哪里?迪奇斯、奥伯斯和其他天文学家都认为在无限大的宇宙中有无数颗恒星。但事实上，他们错了。
　　美国马萨诸塞大学的爱德华·哈里森在他《夜的黑：宇宙之谜》一书中写道：宇宙中的恒星数量并不足以覆盖整个天空，所以夜空是黑的，其实宇宙本身也不是无限大的。

　　借助于强大的太空望远镜，我们几乎可以看到最远的恒星。光从遥远的恒星传播到地球上需要几百万年，所以当我们遥望夜空深处时，就是在回顾历史。最强大的天文望远能帮助我们看到某颗在100亿年前发出光的恒星。


　　宇宙的历史只有150亿年，天文望远镜越发达，我们就能看见越远的恒星，也就是越远古时期的景象。埃德加·爱伦·坡受到这个理论的启发，写下了许多带有恐怖和超自然色彩的小说、诗歌，其中有《渡鸦》《告密的心脏》等。1848年，爱伦·坡在《我得之矣：一首散文诗》中写道：在漆黑的夜空深处，我们看到了宇宙诞生前的虚无。
　　按照哈里森的理论，爱伦·坡的诗刻画了一个真实的宇宙，就像他诗中写的“穿过群星，我们看到了宇宙的源头”。





　　为什么宇宙是黑色的?


　　简明的来说就是，宇宙大爆炸之后迅速膨胀，地球相对于其他的恒星天体是越来越远。
　　光的本质也是一种波，因为我们相对于光源是反方向运动，
　　相当于把波长拉长了，超出了可见光的范围，这就是红移。

　　多普勒效应Doppler effect是为纪念奥地利物理学家及数学家克里斯琴·约翰·多普勒(Christian Johann Doppler)而命名的，他于1842年首先提出了这一理论。主要内容为物体辐射的波长因为波源和观测者的相对运动而产生变化。在运动的波源前面，波被压缩，波长变得较短，频率变得较高(蓝移blue shift);在运动的波源后面时，会产生相反的效应。波长变得较长，频率变得较低(红移red shift);波源的速度越高，所产生的效应越大。根据波红(蓝)移的程度，可以计算出波源循着观测方向运动的速度。

　　多普勒效应不仅仅适用于声波，它也适用于所有类型的波，包括电磁波。科学家爱德文·哈勃(Edwin Hubble)使用多普勒效应得出宇宙正在膨胀的结论。他发现远离银河系的天体发射的光线频率变低，即移向光谱的红端，称为红移，天体离开银河系的速度越快红移越大，这说明这些天体在远离银河系。反之，如果天体正移向银河系，则光线会发生蓝移。



　　地球上，白天的天空是亮的，这是因为空气分子能够反射阳光，就像一面面小镜子。但是在月球上没有大气层，所以天空一片漆黑，连星光也消失了。同样的道理，宇宙空间本身也是空荡荡的，几乎没有能够将光线反射进我们眼睛里的物质，所以我们看到的宇宙空间也是黑暗的———即使太阳周围也是漆黑一片。

　　但是关于宇宙的黑暗仍然存在着疑团：宇宙中所有的天体发出的光为什么不能合在一起形成光明的光?天空为什么会在晚上变黑?

　　托马斯 迪奇斯是16世纪的天文学家，他当时也是研究了这些问题。他认为宇宙是无限的，宇宙在各个方向上拓展，在这个无尽的空间里，有无数颗恒星。但是按照他的推理，如果宇宙里充满了恒星，天空被星光笼罩，那么夜空将和白天一样明亮。然而事实并不是这样。迪奇斯终其一生都没能解开这个难题。

　　威尔海姆 奥伯斯(一位19世纪的天文学家)也花了许多年来思考同样的问题，并且关于天空为什么黑暗的问题被称为“奥伯斯佯谬”。奥伯斯考虑了很多种可能，最后认为原因是宇宙空间里的尘埃：或许我们看不见远处的恒星发出的光，是因为宇宙中的尘埃吸收了这些光。


　　但奥伯斯死后，天文学家们计算了所有恒星发光的总和，结果发现，这个能量足以让当在半路的所有尘埃升温发光。也就是说，夜空在闪亮的尘埃的照耀下也会变得一片光明。于是，问题又回到了起点。


　　显然，事实是夜晚被黑暗笼罩。一定是这个理论的问题。关键是，问题出在哪里?迪奇斯、奥伯斯和其他天文学家都认为在无限大的宇宙中有无数颗恒星。但事实上，他们错了。
　　美国马赛诸塞大学的爱德华 哈里森在他的《夜的黑：宇宙之谜》一书中写到：宇宙中的恒星数量并不足以覆盖整个天空，所以夜空是黑的，其实宇宙本身也不是无限大的。

　　借助于强大的太空望远镜，我们几乎可以看到最远的恒星。光从遥远的恒星传播到地球上需要几百万年，所以当我们遥望夜空深处时，就是在回顾历史。最强大的天文望远镜能帮助我们看到某颗100亿光年前发出光的恒星。


　　宇宙历史只有150亿年，天文望远镜越发达，我们就能看见越远的恒星，也就是越远古时代的景象。埃德加 艾伦 坡受这个理论的启发，写下了许多带有恐怖和超自然色彩的小说、诗歌，其中有《渡鸦》、《告密的心脏》等。1848年，爱伦坡在《我得之矣：一首散文诗》中写道：在漆黑的夜空深处，我们看到了宇宙诞生前的虚无。

　　按照哈里森的理论，爱伦坡的诗刻画了一个真实的宇宙。就像他诗中写的“穿过群星，我们看到了宇宙的源头。”


　　霍金在广袤神秘的宇宙中证实了黑洞的存在，黑洞是吸收物质的天体，就连现今人类发现的速度最快的物质光都无法逃脱黑洞的吞噬，所以我们是无法用肉眼看到黑洞的。关于宇宙的起源，宇宙的尽头，人类一直不断探索，所以有没有一种可能是宇宙本身就是一个一方面类似黑洞性质的物质，所有进入宇宙中光都被强大里引力场吸收，于是太空就是我们现在看见的黑暗。

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