奥伯斯悖论：为什么夜空是黑暗的？

奥伯斯悖论：为什么夜空是黑暗的？

你是否曾仰望星空，思考过为什么夜空是黑暗的？虽然宇宙中有无数的星星，但夜空却并非如我们想象中那样明亮。这个被称为奥伯斯悖论的问题，困扰了天文学家几个世纪。让我们一起探索这个看似简单却蕴含深意的天文之谜。

为什么黑暗的天空被认为是个悖论？

你可能会想：“有什么好讨论的？晚上的天空是黑的，因为太阳落下了！”。但想想星星。

我们的银河系包含100到4000亿颗恒星，可观测的宇宙包含100到2000亿个星系。至少可以说，这是非常多星星！再加上一个假设：我们的宇宙实际上可能是无限的。你选择看的任何一小块天空都应该包含无数的星星，所以夜空应该是耀眼的明亮。然而，事实上，情况并非如此。

这一神秘悖论以德国天文学家海因里希·威廉·奥伯斯 (1758-1840) 的名字命名。请继续阅读：我们将在几分钟内解决这个悖论！

奥伯斯悖论的具体内容

这就是奥伯斯悖论的简单描述：

如果宇宙是无限的，而恒星在其中均匀分布，并且数量同样是无限的，那么整个天空应该被恒星填满。在夜空的任何一点，我们都应该能看到一颗恒星，这意味着天空应该是明亮的。那么，为什么夜空却是黑暗的呢？

茂密的森林，树木之间没有空隙，仿佛是一个充满星辰的宇宙。

为了更好地理解奥伯斯悖论，请想象自己在茂密的森林中。无论你往哪里看，你都会看到一堵没有空隙的“树墙”。它只是一片森林，它会是很大的，但绝不是无限的。现在试着把这个类比扩展到一个充满星星的无限宇宙！

奥伯斯悖论的可能（但错误的）解决方案

几个世纪以来，人们多次尝试解释黑暗夜空的令人费解的现象。让我们考虑其中的一些解释并排除它们。

宇宙中的恒星是分形分布的，而不是均匀分布的

为什么这是错的：这个假设可能会解释奥伯斯悖论，但现代天文数据不支持它。宇宙好像是完全各向同性。

宇宙中的恒星数量是有限的

为什么这是错的：即使宇宙中的恒星数量有限，这个数量仍然是巨大的，足以照亮整个夜空。

我们看不到一些星星，因为它们太远了，因此太暗了

无论星星距离我们有多远，它们发出的光的总和应该使得天空均匀明亮。

为什么这是错的：让我们将无限的宇宙分成均匀的球形层，以地球为中心。如果一层包含一定数量的恒星，那么由于宇宙的同质性，距离地球两倍的层将包含四倍多的恒星。然而，根据平方反比定律，从地球上观察时，更远一层的恒星也会四倍暗。这意味着每一层的总亮度将是相同的。因此，无论距离多远，每一层恒星都会产生相同数量的光。结果，天空将被均匀照亮。

太空中充满了星际尘埃，它阻挡了遥远恒星的光

为什么这是错的：星光不可避免地会加热尘埃。根据能量守恒定律，尘埃很快就会开始重新辐射吸收的光，并像星星一样闪耀。

解决奥伯斯悖论：揭开秘密

有两个主要因素可以解释夜黑悖论。由于它们，我们在夜空中的星星之间会看到空间。

• 1。 宇宙有年龄

宇宙的年龄使我们只能看到距离我们一定距离的物体。

我们的宇宙大约有138亿年的历史。光需要时间来传播，所以我们只能观察到距离我们138亿光年的物体，不能更远。由于宇宙的大小是无限的，许多恒星和星系对我们来说是不可见的，因为它们的光还没有到达我们。

• 2。 宇宙一直膨胀

由于宇宙的膨胀，恒星的光被“拉伸”并转移到我们无法看见的光谱区域。

1929年，埃德温·哈勃发现宇宙正在膨胀，因此来自遥远星系的光在它们远离我们的过程中被“拉伸”。这一现象被称为红移，它使光的波长增加，并将光谱向红外区域移动。人眼无法感知红外辐射，因此非常遥远的恒星和星系对我们来说是不可见的。

因此，夜空的黑暗可以用时间和空间的限制以及人类视觉的特性来解释。

黑暗天空悖论：总结

无论你在天空中看哪里，都有一颗星星或星系。但是你看不到它们中的许多，因为它们的光尚未到达我们或已转移到红外光谱中。这就是为什么夜空在人眼看来是黑的。