奧伯斯悖論: 晚上為什麽是黑的?

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你有沒有想過為什麽夜空是黑暗的?畢竟,宇宙中有無數的星星,它們的光芒難道不應該讓天空閃耀嗎?這個被稱為奧爾伯斯佯謬的問題已經困擾了天文學家幾個世紀。雖然答案乍一看很簡單,但這個悖論的真正解釋卻揭示了有關我們宇宙本質的令人驚訝的事實。

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。

這一神秘悖論以德國天文學家海因裏希·威廉·奧爾伯斯 (1758-1840) 的名字命名。請繼續閱讀:我們將在幾分鍾內解決這個悖論!

奧伯斯佯謬的具體內容

這就是奧爾伯斯佯謬的簡單描述:

如果宇宙是無限的,而恒星在其中均勻分布,並且數量同樣是無限的,那麽整個天空應該被恒星填滿。在夜空的任何一點,我們都應該能看到一顆恒星,這意味著天空應該是明亮的。那麽,為什麽夜空卻是黑暗的呢?

Dense forest
茂密的森林,樹木之間沒有空隙,仿佛是一個充滿星辰的宇宙。

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

Inverse square law
無論星星距離我們有多遠,它們發出的光的總和應該使得天空均勻明亮。

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。

解決奧爾伯斯悖論:揭開秘密

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
Edge of observable Universe
宇宙的年齡使我們只能看到距離我們一定距離的物體。

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
Universe's expansion
由于宇宙的膨脹,恒星的光被“拉伸”並轉移到我們無法看見的光譜區域。

1929年,埃德溫·哈勃發現宇宙正在膨脹,因此來自遙遠星系的光在它們遠離我們的過程中被“拉伸”。這一現象被稱為紅移,它使光的波長增加,並將光譜向紅外區域移動。人眼無法感知紅外輻射,因此非常遙遠的恒星和星系對我們來說是不可見的。

因此,夜空的黑暗可以用時間和空間的限制以及人類視覺的特性來解釋。

黑暗天空悖論:總結

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。想要探索那些可以看見的星星嗎?使用Sky Tonight應用程序實時查找天空中任何亮點的名稱!

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