恒星|宇宙有无数恒星照耀,夜空为何还那么黑?奥伯斯佯谬的破解


恒星|宇宙有无数恒星照耀,夜空为何还那么黑?奥伯斯佯谬的破解
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晴朗的夜 , 我们仰望星空 , 可以看到繁星满天 。 但在这些繁星的间隙 , 却是一片黑暗 , 这些星星就像镶嵌在黑天鹅绒上的宝石 , 闪闪发光 。
【恒星|宇宙有无数恒星照耀,夜空为何还那么黑?奥伯斯佯谬的破解】这已经是见怪不怪的现象了 , 但人类与别的动物不同的 , 就是有一个聪明的大脑 , 这样就有许多人还在为这种见了几千年的现象思考:为什么宇宙太空是黑的呢?
奥伯斯佯谬
现代科学观测和研究 , 已经对宇宙有了足够的了解 , 已经成为常识的是:宇宙很大 , 可观测宇宙就有数万亿乃至十万亿个星系 。 而我们的银河系只是这众多星系中的一个漩涡星系 , 太阳只是银河系一颗普通恒星 。 银河系直径有20万光年 , 包含2000亿~4000亿颗恒星 。
我们地球是太阳系中一颗中等行星 , 太阳每天都照耀着地球 , 给我们带来光明 , 因此每到白天 , 天就是亮的 。 可在太空 , 既然每一颗恒星都是太阳 , 那么即便在银河系 , 也有数千亿个太阳在照耀 , 为什么太空背景还是一片漆黑呢?
古代人们对宇宙了解不深刻 , 把那些星星当做是神仙 , 当然就不会思考这个问题了 。 但到了有科学的时代 , 有智慧的人们就开始奇怪了 。 1610年 , 天文学家开普勒就提出了这个问题 , 他被认为是最早以科学方式提出此类问题的人;1823年 , 德国天文学家奥伯斯又系统提出了这个问题 , 于是 , 人们把这个问题称为“奥伯斯佯谬” 。
奥伯斯佯谬(又称夜黑佯谬或光度佯谬)的核心思想是:若宇宙是稳恒态而且是无限的 , 晚上就应该是光亮的 , 而不是黑暗的 。 这种思想是基于一直统治人类思想的绝对宇宙观 , 这种思想认为宇宙生来就是这个样子的 , 是无始无终无边无际的 , 而且光速也是无限的 。
自从古希腊出现了科学的萌芽 , 绝对宇宙观就成为统治思想 , 一直到哥白尼发现日心说 , 伽利略观测到宇宙巨大 , 牛顿发现了万有引力 , 这种观念也没有动摇过 。 根据这种观点 , 宇宙是无限的 , 无始无终的 , 那么恒星数量也就是无限的 , 且光速无限 , 一生出就充满宇宙 , 这样恒星源源不断发射的光芒一直留在宇宙中 , 这样宇宙就应该是光明的 。
但实际上宇宙是黑暗的 , 这就是一个悖论 , 因此是一个佯谬 。
现在 , 科学已经很好地解释了这个问题 。 宇宙黑暗的原因主要有三点:一是宇宙并非静态 , 而是动态;二是光速是有限而恒定的 , 因此光的传播也是需要时间的;三是宇宙太大太空旷了 , 且没有物质填充 , 恒星的光芒要照亮这些空间远远不够 。
宇宙在膨胀 , 而且有始有终
上世纪初科学界风起云涌 , 对宇宙观测发现不断取得突破 。 其中最集中典型的代表就是出了个传奇人物 , 他发现并创造了一系列完全颠覆人类观念的理论 , 此人就是伟大的科学家爱因斯坦 。
爱因斯坦的狭义相对论和广义相对论 , 在采用当代科学一系列发现 , 如借鉴埃德温·哈勃发现的宇宙膨胀和迈克尔逊-莫雷实验发现的光速恒定等成果基础上 , 论证了时空的相对性 , 否定了牛顿力学的绝对时空观 。
从此宇宙是有限的 , 是在不断膨胀的 , 而且是有始有终的观点 , 渐渐成为科学界和世界的主流认知 。 人们通过各种科学方法 , 观测发现宇宙大约起源于138亿年前 , 经历过暴涨、减速膨胀和加速膨胀三个阶段 , 而现在是在加速膨胀阶段 。 根据哈勃常数监测 , 膨胀的速率远远大于光速 。
根据宇宙膨胀速率和哈勃常数 , 经过科学建模测算 , 得到可观测宇宙半径约465亿光年 。 可观测宇宙只是人类未来只能了解和观测的宇宙 , 这个可观测宇宙之外还是宇宙 , 其范围有多大 , 现在无法预料 。