为什么夜空是黑的,你以为的正常,却隐藏着绝望的事实( 二 )


为什么夜空是黑的,你以为的正常,却隐藏着绝望的事实
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即 , 受到恒星照射的黑暗星体 , 会开始变热 , 并开始放出辐射 。 这相当于黑暗星体表面上的温度 , 所以这个黑暗星体四周的天空应该与天空一样亮才对 。
举个在现实中最能被人理解的例子 , 你晚上抬头看月亮 , 月亮是亮的 , 这就是因为月亮反射了太阳的光 , 月亮本身也不会发光 , 它也是黑暗星体 。 所以奥伯斯自己的解释不太能在科学家哪里站住脚 。
为什么夜空是黑的,你以为的正常,却隐藏着绝望的事实
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可能的真相
关于奥伯斯佯谬 , 现在通常是有两种解释 , 一是因为宇宙的年龄有限论 , 一是红移现象 。
光的速度是有限的 , 如果我们要在无限的宇宙观察到由恒星发出的有限的光 , 这种事情说起来是很矛盾的 。 也就是说 , 没有出现奥伯斯佯谬中夜空也一片光亮的原因 , 是因为发出光的恒星离我们实在太远了 , 光无法传达 。
为什么夜空是黑的,你以为的正常,却隐藏着绝望的事实
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人类观察宇宙 , 其实是在观察宇宙的历史时间 。 我们向往观察这些天上星体的过程 , 其实是观察的宇宙过往的历史 。 观察宇宙观察的是宇宙年龄 , 所以我们能观察到的年龄是有限的 。
这个观念在天文学中被称为可观测宇宙 。 这是什么意思呢?这也就是说 , 以观测者作为中心的球体空间 , 从球体空间中心出发 , 观察者最后能探测到的物体之间的范围 。 即该范围边缘的物体所发出的光能够被观察者所接受的极限距离 。 这段距离 , 被称为可观察宇宙 。 2013 , 天文学家对宇宙年龄的估计约为138亿光年左右 。
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说通俗点 , 宇宙的年龄只有138亿年 , 所以我们能观测到的宇宙的年龄也就是138亿年 , 根据宇宙学原理推测 , 现在的可观测宇宙半径是465亿光年 。 正是因为宇宙中的部分区域太过于遥远 , 所以那些遥远区域发出的光芒没有足够的时间抵达地球 。
简单来说 , 因为距离太远了 , 所以光够不到地球 , 所以地球接收不到 。 自然不会产生奥伯斯佯谬中描绘的现象了 。
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第二个理由 , 是因为红移现象 , 让我们看不到那些光 。
红移 , 在物理学上指的是因为电磁辐射的原因 , 导致波发生变化 。 而红移在光波中主要表现的是 , 光波因电磁辐射 , 导致它波长变长 , 从而使光波频率下降 。 把光波放在光谱中 , 当光波波长变长时 , 光波谱线会往上移动 , 这个过程就被称作红移 。
而在天文学中 , 也有一个叫宇宙学红移的定律 , 那就是大名鼎鼎的哈勃勒梅特定律 。 这个过去被称作哈勃定律的定义 , 指的是遥远星系的退行速度与它们和地球的距离成正比 。
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哈勃定律是怎么确定的呢?这是因为当时 , 天文学家维斯托 , 通过观察 , 发现有36个星系的光谱发生了红移 。 这下让天文学家们炸了锅 , 在地球上的观测位置不变 , 又根据爱因斯坦广义相对论中所说 , 光速一定 , 时空协调一致的原理 。 在这种状态下 , 星系的光谱发生红移 , 难道是因为这些星系正在远离地球?或者说是宇宙在不停的运动中?
事实上也正是如此 , 发现星系的光谱红移的这一现象 , 极大程度上的佐证了宇宙是在不断膨胀运动的 。 这也暗合了宇宙大爆炸的理论 。
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哈勃定律的出现 , 解释了没有发生奥伯斯佯谬的原因 。 首先 , 宇宙并不是恒态、无限的 。 只有有限的恒星发出的光能够到达地球 , 在这个不断膨胀的宇宙中 , 远方的天体正不断在离地球远去 。 距离的增加使得他们发出的光波发生红移 , 这就让本应明亮的光变得黯淡 , 人类在地球上自然不能观察到 。
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夜空中的绝望事实
正因为宇宙的不断膨胀 , 我们这个宇宙的未来将会是凄凉的 。 因为星系之间的距离不断增加 , 光波的红移会被持续拉长 , 最终到了不能维持星体的温度的情况 。
根据霍金的理论 , 恒星最后会因燃料与气体而耗尽 , 比如太阳 , 在他发完光和热之后 , 智慧余留下黑洞 。 黑洞又会因放出霍金辐射而消失 。 最终 , 宇宙将会因为不断膨胀 , 导致宇宙温度不断降低 , 将达不到维持生命的热度 。 这时 , 在宇宙中将无法做出任何活动 , 因温度过低而导致宇宙热寂 。 到了那个时候 , 宇宙的一切将归为虚无 。