为何拥有如此多星星的宇宙依然很黑暗

发布时间: 2023-11-15 09:01:30 来源: 励志妙语作者: 网络整理栏目: 经典文章点击: 98

宇宙有大量恒星，为什么天空依旧是黑暗的？在地球上，每当夜晚来临，我们就会看到漆黑的天空，只有在周围环境非常黑暗的情况下，我们才能...

为何拥有如此多星星的宇宙依然很黑暗

宇宙有大量恒星，为什么天空依旧是黑暗的？

在地球上，每当夜晚来临，我们就会看到漆黑的天空，只有在周围环境非常黑暗的情况下，我们才能看到夜空中点缀着明亮的星星。

宇宙中拥有大量恒星，这些恒星能够持续释放大量的光和热，仅仅在银河系，就有数十亿颗恒星，我们的夜空，其实应该是非常明亮的。为什么地球的夜晚是黑暗的呢？答案和光线不足完全没有关系，银河系的恒星光线，也足以24小时照亮地球。

宇宙膨胀，导致人类无法察觉到光线：

宇宙恒星很多，但是地球夜晚却依旧是黑暗的，这个矛盾被天文学家称之为奥尔伯斯悖论。天文学家认为可以通过宇宙膨胀解释这一现象。

根据哈勃深空望远镜观察到的宇宙红移情况，我们所处的宇宙，距离地球越远的空间，膨胀速度越快，因此宇宙边界的膨胀速度，很有可能已经超越光速。宇宙的膨胀速度不断加快，膨胀速度超越光速的宇宙空间会越来越大，因此到达地球的恒星光线会越来越少。

随着宇宙的膨胀，遥远星系的光线，会逐渐变成红外线，超越人眼的观测范围，因此人类肉眼观察到的天空是黑暗的，但用红外线观测设备，就可以看到大量“隐身”的光线。

随着天文学家对宇宙天体的观测，科学家发现宇宙中很多天体本身就会发出红外线和紫外线，这些光线人眼都无法观察，如果我们可以看到的光线范围增加，那么地球的夜晚也会变得更明亮。

宇宙空间缺少光线的散射效应：

宇宙黑暗的另一个原因，是因为宇宙空间是一个近乎完美的真空空间。白天的地球，可以看到蓝色的天空，这是因为地球大气层对光线进行了散射，而人眼对蓝色的敏感度最高，因此天空看起来偏蓝。

光线在被大气层散射的同时，也让太阳光可以均匀照射到地球表面，但是宇宙是一个真空环境，光线从发射源会直接照射到接收地，光线在宇宙中的传播，基本不会发生散射效应，因此绝大多数的恒星光线，无法散射到地球，地球只能接收到直接照射的光线。

简单来说，在地球上，我们不需要直视太阳，也可以通过大气层、物体的散射效应，接收到太阳的光线，但是在宇宙中，我们必须直接看到恒星，才能接收到恒星的光线。绝大多数的恒星光线无法直接到达地球，因此只能看到黑暗的宇宙。

虽然宇宙的黑暗基本可以用科学解释，但是目前人类对宇宙的光亮来源依旧存在误差，根据天文学家的观测，目前宇宙的亮度，是预测值的2倍，这说明宇宙还存在大量未知的光源，而这些神秘的光源，需要长时间的观察和探索。

总结：

宇宙中虽然有大量恒星，但是由于宇宙膨胀和天体自身的特点，很多光线永远无法传递到地球，传递到地球的红外线和紫外线，人眼也无法察觉，只能看到“黑暗”。

由于宇宙是一个近乎完美的真空空间，宇宙中传播的光线无法得到有效的散射，这也让地球很难接收到所有恒星的光线，因此当地球的夜晚来临，我们可以看到黑暗的天空，夜色也可以帮助我们入睡。

宇宙留给地球黑暗的夜晚，但是人类科技却让地球夜晚的光污染越来越严重，保护地球环境，保护自然环境，也是我们需要完成的任务~

因为宇宙不是静态的，是不断膨胀的，能够到达地球上的星光十分有限，所以天空依旧是黑暗的。

主要是因为这些发光的星体相对于浩瀚的太空来说实在太渺小了，不能照亮所有的范围。

那就是人看到的，不一定是黑色的，也可能是其他的颜色，大概就是这样的。

为什么星星那么多，宇宙还是黑色的？

1720年，英国著名天文学家哈雷提出这个问题：宇宙中的星星不计其数，但银河系就有成百上千亿颗恒星，因此，无论往那个方向看去，天空都应该是明亮的，但为什么天空一片漆黑呢？后来法国人乔梭和德国人奥伯斯重新提出了这个问题，还给出了自己的答案，因为奥伯斯对这个问题研究最深入，因此后人把这个问题称为奥伯斯佯谬。

奥伯斯提出的答案是，星际空间中存在吸光的物质，这当然是错误的，因为能量是守恒的，不管是什么物质，吸收能量之后，最终一定要把能量释放出来，吸收能量会导致温度上升，最终把能量辐射出来。

实际上，只要你认为宇宙是无限的，同时是均匀静态的，通过积分，，一定可以得出天空应该是明亮的，这也很好理解。

严格来说（从数理上来说），奥伯斯佯谬要满足四个条件：

1. 宇宙是均匀的，即天体在宇宙中的分布和单位时间发出的能量分布到整个宇宙是大致相同的；

2. 宇宙是无限大的；

3. 天体发射能量的平均值，不随时间变化；

4. 宇宙是静态的，不会随时间变化。

而我们现在对奥伯斯佯谬的解释是建立在宇宙大爆炸理论上的。我们发现，宇宙在膨胀并在过去曾将快速膨胀，即宇宙暴涨。即，今天的宇宙比昨天更大，这意味着，顺着时间往上，宇宙存在一共起点，这就是奇点，即宇宙从奇点开始，奇点爆炸以后快速膨胀，直到今天。宇宙大爆炸理论会带来两个问题。

一是宇宙并非是无限大的，直到我们能观测到的宇宙不是无限大的，我们的可观测宇宙半径约为460亿光年，关于可观测宇宙大小的推导非常复杂，就不展开了，总之，由于宇宙膨胀，以我们为观测者，在可观测宇宙的边界，天体正以光速远离我们，对我们而言，他们的光线永远无法到达这里，因此，我们看不到这些天体的光。这里再进一步解释一下，光速最快是对局域参考系而言的，即你相对你周围的物体的速度不能超过光速，但宇宙膨胀的是全空间的固有属性，与相对论无关，因此，可观测宇宙边缘的天体对我们有一个额外的速度增量，这个增量来自宇宙膨胀，而他们离我们的距离太过遥远，这并不违反相对论。总之，可观测宇宙边缘或之外的天体正以光速甚至超光速远离我们是符合狭义相对论的，我们能观测到的宇宙大小是有限的，我们能看到的天体也是有限的。

二是辐射红移，由于宇宙在膨胀，离我们越远的天体，正在加速远离我们，由于多普勒效应，这会导致远处的天体发射的光子往长波方向移动，即我们观测到的远方的天体的光子波长增加，频率变小。即能量在变小。

因此，实际是我们只能观测到有限的天体，接受有限的天体的光线，这些光线能量还在减小，所以，我们的夜空并不是明亮的，而是黑暗的。

当然，这是建立在宇宙大爆炸理论上的解释，宇宙大爆炸理论本身也有一些未解决的问题。