夜空为什么是黑色的?

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[LV.Master]伴坛终老

发表于 2021-10-21 18:04:29 | 显示全部楼层 |阅读模式
夜空为什么是黑色的?

    当太阳缓缓落山,天空暗了下来,天空就变成了黑色,你有没有思考过这是为什么呢?

  你可能会说是因为地球自转,背向太阳的一面没有太阳照耀就是黑夜。但在宇宙中太阳并不是唯一的发光体,宇宙中充满了无数个恒星构成的星系,我们看到的满天繁星,都是会发光发热的“太阳”。

   

在浩瀚的宇宙中,一颗恒星的光芒很微弱,但是无数颗恒星的光芒合起来是非常明亮的,可为什么夜空还是黑的呢?

   

1826年,奥伯斯提出夜空为什么是黑的这个问题。如果宇宙是无限的,那么天空将均匀地布满恒星,整个天空将显得很明亮。实际情况是,空间并非透明,从遥远空间射来的星光被星际物质吸收了。这种理论和观测之间的矛盾,就是著名的奥伯斯悖论。

   

还有人用大爆炸理论解释这一现象。宇宙大爆炸理论认为,我们的宇宙最开始是一个温度极高、体积极小的火球。在距今大约200亿年前,这个火球发生了大爆炸,在大爆炸中诞生了我们的宇宙。

   

在空间膨胀,温度降低,物质的密度减小的过程中,原先的质子、中子等结合成氘、氦、锂等元素。后来又逐渐形成星系、星系团等天体。

   

在宇宙形成的早期,宇宙刚刚开始膨胀,还比较小、比较拥挤,星系碰撞、合并是很普遍的现象。当时大量小星系落到其他星系中,渐渐形成像银河系这样较大的星系。

   

宇宙的状态是逐渐膨胀的,就像一个在不断充气的气球。在膨胀的同时,大量恒星逐渐远离地球,这些恒星的光也不能到达地球。所以,在地球上看到的星空是黑色的。

   

这些理论看似有道理,但又不能很好地解释奥伯斯悖论。而第一个对奥伯斯悖论做出合理解释的是美国诗人爱伦·坡。他认为,遥远恒星的光没有照亮星空的原因是它们还没有到达地球,而我们无法看到比宇宙更远的地方。

   

宇宙的历史有150亿年,强大的天文望远镜能帮助我们看到某颗在100亿年前发出的光的恒星,但是这还不够。物理学家开尔文对爱伦·坡的解释进行了量化。开尔文的计算表明,我们至少要能看到数百万亿光年远的范围,才能使得夜空变得明亮。由于宇宙的年龄现在远小于1万亿年,所以夜空是黑的。

   

(来源:科普中国)


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 楼主| 发表于 2021-10-21 18:05:29 | 显示全部楼层
本帖最后由 无星无杠 于 2021-10-21 18:07 编辑

夜空为什么是黑色的,究竟是怎么回事?

  首先提出这个问题的是天文学家奥伯斯,因此也被称为“奥伯斯悖论”。也就是说,如果宇宙是无限的并且以其当前形式存在了无限的时间,那么人们的视野最终将落在一颗恒星上,因此夜空应该是明亮的。但是,后来发现,宇宙诞生于一百亿年前的大爆炸中。宇宙在时间和空间上是有限的。因此,我们大多数的视线不能落在星星上,并且来自遥远星星的光还没有到达地球。使我们的夜空漆黑。首先,我们需要了解为什么地球在夜晚很明亮。人们使用各种灯光使夜晚的城市看起来像一座水晶宫,但是夜晚的天空也很明亮,这使得银河系渐行渐远,星星变暗。



  即使在晴朗无月的夜晚,我们也只能看到三到两个明亮的星星。宇宙中有许多闪亮的星星,所以可以说夜空应该是明亮的。现实是夜空真的很暗!回到地球,城市夜空的亮度在地球周围的大气中起着关键作用,尤其是靠近地面的厚厚的肮脏空气层,其中混有烟雾和雾气,这些烟雾在空气中扩散,反射地面上的光。没有这层空气,地面会再次发光,夜空仍然是黑色的。宇航员通过地球大气层进入太空后,即使太阳在天空中,他们仍然看到黑暗的空间,因此夜空是黑色的。一些天文学家认为,天空中有吸收物质,它们吸收了恒星的星光并使天空变暗。



  有些人认为奥伯斯理论是基于对宇宙中均匀分布的恒星的计算,但实际上,恒星的分布并不均匀,有些恒星区域的恒星较多,有些恒星区域的恒星较少。因此,宇宙中存在明亮和黑暗的区域,地球处于黑暗的区域,因此天空是黑色的。有人认为奥伯斯的悖论是正确的,但奥伯斯认为恒星总是在那里发光。



  实际上,有些星星已经“死亡”并且不发光。来自遥远恒星死亡之前的光还没有到达地球,因此地球上的天空是黑色的。有人用大爆炸理论来解释这种现象。他们认为大爆炸之后,有许多星云,它们逐渐凝结成各种天体。宇宙不断向外扩张。大量的恒星远离地球,这些恒星的光无法到达地球。因此,地球上看到的天空是黑色的。这些理论似乎是合理的,但它们不能很好地解释悖论。



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