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明明天上有很多星星,为什么夜空还是黑暗的?

书名:令人着迷的地理本章字数:1125

夜空是黑暗的吗?

天空白天是明亮的,夜晚是黑暗的。这看起来是理所当然的,如果对这还有质疑,应该会被别人觉得很奇怪吧。可是为什么夜空是黑暗的这个问题,却困扰了人类将近400年的时间,在那400年中人们始终没有找到答案。

伽利略发明了天文望远镜之后,就开始用它观测夜空了。像月球和木星这样的天体,看起来较大,是可以看得很清楚的。可是那些可以自己发光的恒星看起来却很小,无法看清。这也让人们明白了,原来恒星距离我们真的很遥远。当时,有些学者认为宇宙是无限的,宇宙中有着无数均匀分布的恒星。牛顿也支持这一观点。在进入20世纪以前,人们都一直认为这一观点是正确的。不过,根据这一观点,夜空也应该是明亮的。

夜空是明亮的吗?

意识到这一观点存在问题的是开普勒,他一直以来对行星的运动进行着仔细的观察和研究。开普勒在给伽利略的一封信中写道:“如果宇宙是无限的,有无数个像太阳一样的恒星均匀分布的话,那么为什么夜空是黑暗的呢?”开普勒在设问之后,得出了宇宙并不是无限的这一结论。牛顿的好友哈雷对这一结论进行了反驳,可是他的论据是不充分的。这些相互矛盾对立的观点,被19世纪前半叶德国的天文学者奥伯斯总结之后发表了出来,称为“奥伯斯佯谬”。

太阳离地球比较近,所以它看起来很明亮。如果我们跟太阳的距离是现在的2倍的话,那么太阳的明亮程度看起来应该是现在的14。如果距离变成现在的3倍,那么太阳的明亮程度看起来就是现在的19。所以说,距离我们越远的恒星,看起来应该是越昏暗的。

但是,如果宇宙中真的存在无数个均匀分布的像太阳一样的恒星的话,那么离地球2倍日地距离那么远的地方,就应该存在4个像太阳那样的恒星才对;离地球3倍日地距离远的地方,就应该有9个像太阳那样的恒星。刚才我们说过了,在3倍远的地方,恒星的明亮程度看起来是现在的太阳亮度的19,如果19

亮度的地方有9个像太阳那样的恒星,那么就相当于整体的亮度是没有发生变化的。也就是说,整个夜空都被阳光普照着呢。

20世纪后半叶问题解决了

终于,从1900年开始,这个问题逐渐有了合理的解释。到20世纪后半叶,问题解决了。有科学家明确提出,宇宙并不是无限的。

在约137亿年前的宇宙大爆炸中,现在的宇宙诞生了。宇宙渐渐扩张,经过了大约38万年,原子产生了,光可以自由地活动了。这可以被称为“宇宙的晴朗之时”。之后,宇宙继续膨胀、冷却,经过了数亿年的变迁,终于诞生了星星和银河。

现在我们看到的夜空,就是水滴形阴影部分的表面。

水滴形阴影里面的光,曾到达地球。水滴形阴影外侧的光因为距离太远,还没有到达地球。

我们看夜空的时候,可以看到很多过去的宇宙的样子。有经过了几年的时间才到达这里的光,也有经历了几亿年才终于到达这里的光。当然,还有很多正在赶来的路上,还没有到达地球的光呢。