星体|宇宙为什么是黑色的?


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星体|宇宙为什么是黑色的?
当你在夜晚 , 抬头仰望夜空 , 沉醉于漫天星辰之余 , 你是否偶尔脑海里会闪过一个问题:为什么夜空是黑色的?是我们看到的是黑色的 , 还是说它本来就是黑色呢?
18世纪 , 德国天文学家海因里希·奧伯斯提出了著名的奥伯斯佯谬:假如宇宙是稳定而且无限的 , 而且有无数的发光星体 , 那么无论望向天空的哪一个位置 , 都应该看到一颗星体 , 夜空就应该是完全明亮的 。
那为什么在我们看来宇宙是黑色的呢?
对于这个问题 , 奥伯斯自己的解释为 , 在宇宙中存在着一些气体和尘埃 , 这些气体尘埃 , 阻挡了光线 , 所以不是所有星体的光都能传播到地球上 。 但是 , 如果在无限星体和无限空间的这一前提下 , 气体和尘埃在吸收了一部分光线后 , 获得了能量 , 这些能量会被它们以电磁波的形式辐射出去 , 辐射的这些能量依然会让宇宙明亮 。
目前 , 关于这种现象 , 基于经典物理 , 一共有两种解释 。 一种是红移 , 一种是宇宙膨胀 。
基于宇宙大爆炸理论 , 宇宙在空间上是不断膨胀的 , 膨胀的速度已经超过了光速 , 一些天体因为宇宙膨胀的原因已经飞离我们很远很远 , 远到以至于它们发出的光不能到达我们的眼睛 。 宇宙从大爆炸到现在大约137亿年 。 那么距离我们137亿光年以外的星体发出的光还在路上 , 没有到达我们 。 有人想也许如果我们等得足够久 , 它们的光就会到达地球 , 让我们的夜空亮如白昼 。 然而 , 这是不可能的 , 因为宇宙空间每一处都在膨胀 。
宇宙空间的膨胀是均匀的 , 就像一个气球上有两个蚂蚁 , 它们按照固定的速度相向运动 , 我们在这时对气球吹气 , 气球膨胀的速度大于它们两个相向运动的速度 , 那它们永远也到达不了彼此所在的地方 , 我们与那些恒星的关系也是如此 , 因此那些离我们较远的恒星所散发出的光线 , 永远也不会被我们所接收到 , 在我们看来 , 宇宙也就不会变的明亮 。
在我们能观测到的宇宙范围内 , 有些光虽然可以到达地球 , 但这些光已经不是可见光了 。 由于宇宙膨胀 , 这些可见光的波长被拉长 , 相应的降低了频率 。 这种现象叫红移 。 光因为宇宙膨胀红移成了红外线或者频率更低的微波 。 这些光即使落入我们的眼睛 , 我们也看不见了 。
人类的肉眼看不见微波 , 但如果我们用专业的观测微波的仪器去观测夜空 , 记录下来 , 我们会看见宇宙的“光” 。
从这个角度看 , 宇宙是明亮的 , 只是不为人类明亮 。
【星体|宇宙为什么是黑色的?】