夜空是黑色的是什么原因,夜空突然变亮是什么原因

首页 > 农林牧渔 > 作者:YD1662024-02-17 02:35:12

为什么夜空是黑的?或许你会认为这是一个非常简单的问题,毕竟地球人都知道,太阳是地球上光明的源泉,夜空没有阳光的照耀,当然就是黑的,这不是很正常吗?

夜空是黑色的是什么原因,夜空突然变亮是什么原因(1)

然而这个现象却不能这样简单地解释,实际上,你认为的“正常”,其实隐藏着令人绝望的事实,为什么这么说呢?这就要从“奥伯斯佯谬”开始讲起。

什么是“奥伯斯佯谬”?

“奥伯斯佯谬”由德国天文学家海因里希·奥伯斯(Heinrich Olbers)于19世纪20年代提出,其内容可以简单地描述为:

宇宙是无限的,其中的恒星数之不尽,以至于天空中的任意区域中,都应该存在着无限多的恒星,从理论上来讲,虽然单颗恒星的光度比太阳微弱得多,但无数恒星的光线聚集起来,同样也可以将地球上的夜空照亮。然而我们看到的夜空却是黑的,这样就形成了一个“佯谬”。

或许我们可以认为,随着距离的增加,恒星的光强(发光强度的简称)也会不断变弱,因此当距离达到一定程度时,恒星的光强就可以忽略不计了,但这是解释不通的。

夜空是黑色的是什么原因,夜空突然变亮是什么原因(2)

恒星的光强确实会随着距离的增加而减弱,这遵循“平方反比定律”,即:单颗恒星的光强与距离的平方是反比例关系。然而从宏观尺度来看,宇宙中的恒星密度是均匀的,假设距离为r,那么在以地球为中心,以r为半径的球面壳层中,恒星的数量是与距离的平方是正比例关系。

显而易见的是,对于一定距离的球面壳层,恒星的总光强等于恒星数量乘以单颗恒星的光强,据此就可以推导出,无论对于哪种距离的球面壳层,恒星的总光强其实是一样的。

那有没有可能是宇宙中的星际介质(如气体、尘埃)以及各式各样的不发光天体,遮挡或者吸收了远方恒星的光线呢?答案依然是否定的。

夜空是黑色的是什么原因,夜空突然变亮是什么原因(3)

根据能量守恒定律,当远方恒星的光线被星际介质或者其他不发光天体遮挡或吸收时,光线携带的能量不可能凭空消失,在这种情况下,这些“障碍物”就会被持续加热,只要时间足够久,它们的温度就会无限接近远方恒星的温度,其释放出的光线最终也会把地球的夜空照亮。

如何解释“奥伯斯佯谬”?

“奥伯斯佯谬”其实困扰了科学家上百年的时间,直到20世纪20年代,美国天文学家埃德温·哈勃(Edwin Hubble)发现宇宙中的那些遥远的星系都在远离我们而去,这使科学家意识到,宇宙其实是处于一种持续膨胀的状态,进而对解释“奥伯斯佯谬”进行了合理的解释。

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