为什么夜晚的天空不总是明亮的呢。宇宙中的恒星释放热量,那么热量一定有所去处。光总是伴随着热,既然没有脱离宇宙,这些热量必然会加热宇宙,那么夜晚也本应亮如白昼(我假设100多亿年释放的热量足以使宇宙升温)
你一定听说过一个名为奥伯斯佯谬的著名问题,你可能会发现这个问题的解决方案相当令人惊讶。
关于你提出问题的答案,我想我会说“不,100多亿年并不足够加热宇宙”。更具体地说,
在宇宙为稳态且无穷大,恒星都均匀分布其中的假设下,宇宙中有无穷多个发光星体,理论上足以将夜空照亮至比上图亮上许多的程度。但事实上我们见到的夜空反而如下图所示,除了较明亮的星体外近乎一片漆黑。
从宇宙过去130亿年来看,一颗独立的恒星只能加热离他大约130亿光年的区域,光没有足够的时间到更远的地方。因此,当我们看向夜空,我们只能看到离我们130亿光年内的恒星发出的光,而所有这些恒星产生的光不足以使夜空特别明亮。
对奥伯斯佯谬更详细的描述可以让你得出这样的结论:如果满足(1)宇宙无限大,无论望向天上哪一位置都应该见到一粒星体的表面(2)宇宙拥有无限寿命(3)宇宙静止不膨胀等假设,那么整个夜空将会和太阳的表面一样明亮!
因此,对夜空黑暗的简单观察让我们可以说:宇宙不可能同时无限大、无限古老又静止不动!许多人曾经相信宇宙是这样的,事实证明,要说服自己,他们所要做的就是仔细思考一个简单的问题——每个孩子都会问的问题:“为什么夜晚的天空是黑暗的?”这绝对是一个古老格言的论据,那就是没有愚蠢的问题!
事实证明,我们仍然不知道宇宙是否无限大,但是我们确实很好地了解了宇宙的年龄,并且我们确实知道它正在膨胀,在这两者之中,似乎是宇宙的有限年龄为奥伯斯佯谬提供了主要的解释。
我最近在《纽约时报》上读到一篇有趣的文章,文章说已知的第一个解释奥伯斯佯谬的人是诗人埃德加·爱伦·坡!坡在他被遗忘的散文诗《我发现了》(发表于1848年)中写道:
如果分布在空间的星体无穷无尽,那么整个天幕都应该像银河一样熠熠生辉——因为整个天幕不可能有那个点上不存在星体。所以,在星体有限的情况下我们方可理解为什么我们的望远镜会在各个方向都发现空白,解释的唯一方法就是假设空白处的天幕太远,从那里发射出的光迄今还没有到达我们这里。
是不是比我解释的听起来更好?
相关天文知识-奥伯斯佯谬
奥伯斯佯谬(英语:Olbers' Paradox)又称奥伯斯吊诡、黑夜佯谬或光度佯谬,是由德国天文学家奥伯斯于1823年提出,于1826年修订,指若宇宙是稳恒态而且无限的,则晚上应该是光亮而不是黑暗的。在此之前,类似的想法已由开普勒于1610年提出,后来于18世纪爱德蒙·哈雷及契苏(Jean-Philippe de Cheseaux)等天文学家的研究中逐渐成熟。漆黑一片的夜空印证了宇宙并非稳恒态的,是大爆炸理论的证据之一。
参考资料
1.WJ百科全书
2.天文学名词
3. curious.astro.cornell-Dave Rothstein
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