為什麽晚上天空是黑的?

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為什麽晚上天空是黑的?

今天,我們將嘗試回答本文標題中提出的一個看似簡單的問題。下面就來詳細說說夜黑佯謬吧!

內容

為什麽黑暗的天空被認為是個佯謬?

您可能會想:“有什麽好討論的?晚上的天空是黑的,因為太陽落下了!”。但想想星星。

我們的銀河系包含100到4000億顆恒星,可觀測的宇宙包含100到2000億個星系。至少可以說,這是非常多星星!再加上一個假設:我們的宇宙實際上可能是無限的。您選擇看的任何一小塊天空都應該包含無數的星星,所以夜空應該是耀眼的明亮。

然而,事實上,情況並非如此。這種差異被稱為奧伯斯佯謬(Olbers paradox),我們將在幾分鍾內解決它。

奧伯斯佯謬的具體內容

夜黑佯謬的提法通常歸因于德國天文學家海因裏希·威廉·奧爾伯斯(Heinrich Wilhelm Olbers)。 然而,許多其他名人,包括約翰內斯·開普勒(Johannes Kepler)和埃德加·愛倫·坡(Edgar Allan Poe),也為解決這個問題做出了貢獻。這是奧伯斯佯謬的內容:

如果宇宙是無限的,其中有無數顆星星,那麽整個天空應該被星星覆蓋。我們應該能夠在我們所看的任何方向看到一顆星星,所以夜空應該是明亮的。那為什麽天空是黑的?

為了更好地理解奧伯斯佯謬,請想象自己在茂密的森林中。無論您往哪裏看,您都會看到一堵沒有空隙的“樹牆”。它只是一片森林,它會是很大的,但絕不是無限的。現在試著把這個類比擴展到一個充滿星星的無限宇宙!

奧伯斯佯謬的可能(但錯誤的)解決方案

幾個世紀以來,人們多次嘗試解釋黑暗夜空的令人費解的現象。讓我們考慮其中的一些解釋並排除它們。

宇宙中的恒星是分形分布的,而不是均勻分布的

為什麽這是錯的: 這個假設可能會解釋奧伯斯佯謬,但現代天文數據不支持它。宇宙好像是完全各向同性。

宇宙中的恒星數量是有限的

為什麽這是錯的: 即使宇宙中的恒星數量有限,這個數量仍然是巨大的,足以照亮整個夜空。

我們看不到一些星星,因為它們太遠了,因此太暗了

為什麽這是錯的: 讓我們將無限的宇宙分成均勻的球形層,以地球為中心。如果一層包含一定數量的恒星,那麽由于宇宙的同質性,距離地球兩倍的層將包含四倍多的恒星。然而,根據平方反比定律,從地球上觀察時,更遠一層的恒星也會四倍暗。這意味著每一層的總亮度將是相同的。因此,無論距離多遠,每一層恒星都會産生相同數量的光。結果,天空將被均勻照亮。

太空中充滿了星際塵埃,它阻擋了遙遠恒星的光

為什麽這是錯的: 星光不可避免地會加熱塵埃。根據能量守恒定律,塵埃很快就會開始重新輻射吸收的光,並像星星一樣閃耀。

奧伯斯佯謬的最佳解決方案是什麽?

有兩個主要因素可以解釋夜黑佯謬。由于它們,我們在夜空中的星星之間會看到空間。

  • 1。 宇宙有年齡

我們的宇宙大約有138億年的曆史。光需要時間來傳播,所以我們只能觀察到距離我們138億光年的物體,不能更遠。由于宇宙的大小是無限的,許多恒星和星系對我們來說是不可見的,因為它們的光還沒有到達我們。

  • 2。 宇宙一直膨脹

宇宙的膨脹是埃德溫·哈勃(Edwin Hubble)在1929年發現的。他看到來自遙遠恒星和星系的光“伸展”,因為它們迅速遠離我們。這種現象被稱為“紅移”:當光增加其波長並向電磁光譜的紅端移動時,就會發生這種現象。非常遙遠物體的光波被拉伸得如此之大,以至于它們變成了紅外線。人眼看不到紅外光,因此我們看不到非常遙遠的恒星和星系。

總之: 無論您在天空中看哪裏,都有一顆星星或星系。但是您看不到它們中的許多,因為它們的光尚未到達我們或已轉移到紅外光譜中。這就是為什麽夜空在人眼看來是黑的。

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