恒星|宇宙为什么是黑色的？你以为是正常，其实隐藏着一个残酷事实天文学家

文章图片

文章图片

文章图片

文章图片

文章图片

文章图片

文章图片
小时候，或许很多人都曾问过大人们一个问题：天空为什么是蓝色的？而大人们给出的答案通常也是千奇百怪的。
事实上，蓝色并不是天空本身固有的颜色，它只是阳光照射地球大气层后，大气散射了阳光所呈现出的颜色。
当太阳落山，夜幕笼罩大地，静谧的星空悄然浮现在头顶，一个新的问题又出现了：宇宙为什么是黑色的呢？
事实上，你肯定不是第一个问这个问题的人，因为古人对黑夜一直有着另类的好奇和恐惧，而这种复杂的感情在神话故事中体现得淋漓尽致。
在希腊神话中，有一位名为尼克斯的“司夜女神” ，诞生于混沌的她拥有无穷神力，甚至都让众神之王宙斯感到战栗。
当然，这种恐惧并未让人们停止对于黑夜的探索，反而更激发了人类好奇心和求知欲。
18世纪，天文学家爱德蒙·哈雷在研究自己的宇宙模型时发现，如果宇宙是均匀且无限的，那么夜晚应该是明亮的才对，所以他认为宇宙的“黑” ，一定是有原因的。
遗憾的是，哈雷一直到去世都没有找到问题答案，因为在当时的欧洲，人们普遍认为宇宙是静止的、无限的。
1823年，德国天文学家海因里希·奥伯斯总结并归纳了前人理论和猜想，正式提出了著名的“奥伯斯佯谬” ，即宇宙若是静态且无限的，那晚上就应该是跟白天一样而不是黑暗的，因为宇宙中有无数发光的恒星，这些恒星发出的光芒总会达到地球被我们看到。
或许很多人会认为这算哪门子的悖论？宇宙黑暗才是正常的啊，因为宇宙中虽然有极多的恒星，但在庞大的距离尺度下，这一个个发光恒星就如同漂浮在大海上的微弱烛火，怎么可能会照亮全部呢？
更何况，宇宙中并不是空无一物，还有大片的宇宙尘埃分散四处，大部分可见光应该都被它们遮挡吸收了，即便没有全部吸收也吸收了大半，这才导致出现了漆黑的夜空。
事实真的是这样吗？
这种猜想可能听着很有道理，但其实一点也不符合实际的观测情况。按照热力学第一定律，光在被物质吸收之后，又会以能量的方式被释放出来，不存在绝对意义上的吸收。
因此，如果本该照亮地球夜空的光真的被尘埃吸收了，那么完全能够通过仪器观察到尘埃辐射出的能量。
既然不是因为光线被阻挡，那为什么夜空不是亮如白昼呢？“奥伯斯佯谬”该如何解释呢？
在19和20世纪，针对“奥伯斯佯谬”的解释主要基于两大研究发现。
第一个研究发现是宇宙的年龄是有限的，这使得光不能在有限的时间里穿越无限的空间。
第二个研究发现是多普勒效应，即物体辐射的波长会因为观测者和波源的相对运动产生变化。
多普勒效应的发现，证明了远方星球的光在不断远离我们，同时也打破了宇宙静止不变的固有思想。
虽然这两个发现能够完美解释“奥伯斯佯谬” ，但也因此出现了一些让人费解的问题：时间的起点在哪？天体又为什么会不断远离地球呢？
20世纪20年代，天文学家爱德文·哈勃在观察研究几十个河外星系后得到一个结论：距离银河系越远的星系，远离银河系的速度越快，这也就是著名的“哈勃定律” 。
“哈勃定律”的发现印证了天体物理学家乔治·勒梅特提出的“大爆炸理论” ，也就是宇宙诞生于一个“点” ，空间和时间全部起源于那一刻。
到这里， “奥伯斯佯谬”的解释就相对完善了：