2024年04月24日 夜空为何是漆黑的

你有没有想过，为何我们看到的所有关于宇宙的照片中，都有大片漆黑的部分？宇宙中有着无限多的发光星体。这也就意味着，只要宇宙诞生的时间够长，这无数发光星体所发出的光，都应该迟早会传播到地球，映入我们的眼中——如此，宇宙在我们眼中，就应该是恒久发亮的；而夜晚，也应该是光明的而不是黑暗的。可事实并非如此。

那么，又是什么阻挡了这无数天体的光的传播呢？换而言之，宇宙为何是漆黑一片的呢？这个困惑不只是我们普通人的奇思妙想，甚至也是困扰了科学家们数个世纪的难题，它就是——“奥伯斯佯谬”。

爱因斯坦：“我犯了最不可原谅的错误”宇宙是以何种方式存在的？如果是今天的我们被问到这个问题，我们可能不假思索地就能说出“宇宙是有寿命的”、“宇宙是在膨胀的”、“宇宙是由大爆炸诞生的”一类的回复。

然而，在一百多年前，宇宙学诞生之初，科学家们并不这么认为。

相反地，当时的科学家们普遍认为宇宙是静止的。

通俗地说，就是现在宇宙中的所有天体，早在宇宙诞生之初就在它们目前所在的位置存在了，自无限远的时间以前或是以后，它们都不会发生什么变化。

1917年，享誉盛名的阿尔伯特·爱因斯坦发表论文《广义相对论下的宇宙观》，在文中建立了静态宇宙的模型。

为了证实宇宙的静态，他还在方程中引入了一个宇宙常数来进行修正，即引入了一个时间空间中固有的“反引力”，以表现时间空间内在膨胀的趋势。

爱因斯坦在当时认为这种力刚好可以平衡宇宙间各种物质相互吸引的力。

各种物质在力的平衡下呈现出静止的状态，于是静态宇宙模型成立了。

这些理论从现在的视角来看显然错误明显，但当时鲜少有人反驳。

不过，自从宇宙膨胀理论出现后，爱因斯坦也发现了不对，把曾经的静态宇宙模型称为是他的“一生中最不可原谅的错误。

”不过，实际上，早在1823年就有人提出了对静态宇宙论的质疑，他便是德国哲学家亨利希·奥伯斯，而他的观点也在后来被称为“奥伯斯佯谬”。

他认为，如果宇宙是无限静止的，那么分散在广袤宇宙空间中的物质也应该是均匀的，无限多的星体将均匀分布在无限大的宇宙空间中。

那么，按此假设，把观察者的视线无限往外延伸，其视线的终点必然会凝视在某一颗恒星上。

反过来说，即观察者可见的遥远的恒星发出的光，最终都会照射在观察者所在的位置上——那么，整个天空即使是在夜晚，也应该会像白天一样明亮。

这显然不符合常理。

于是有人提出对奥伯斯的反驳：远处恒星的光线之所以无法到达地球，是因为光线被其经过的物质所吸收而减弱了。

奥伯斯也很快进行了辩论，认为这种反驳完全站不住脚。

原因在于，光即使被星际物质所遮挡、阻挡，吸收了光线能量的物质也迟早会被加热，最终发出和恒星一样强的光。

奥伯斯认为，在静态宇宙模型中，只有一种情况能避免夜空像白天一样亮，那就是恒星并非从无限久远以前就开始发光。

只有这样，光经过的物质没有足够的时间被加热至像太阳一样亮，而远处恒星的光线也不够时间到达地球。

那么，另一个问题又诞生了：恒星第一次发光是何时？这也意味着，恒星是有从诞生到毁灭的寿命的，因此宇宙也有其诞生之初，有其发展的历史和过程——也就是说，宇宙并非是“静态”的。

宇宙静态理论在逻辑上不可解释，是不攻自破的。

关于宇宙为何漆黑的其他理论解释那么，既然静态宇宙模型无法解释宇宙的漆黑，我们又该怎么去看待这个问题呢？百年来，有无数科学家尝试解释这一问题，就让我们先来看看其他科学家的观点。

1907年，爱尔兰物理学家福尼尔·达尔贝提出了一个独特的观点。

他认为，即使宇宙中的星体数量是无限多的，但如果它们都分布在一条直线上，那么就只有离地球足够近的星体发出的光线才能抵达地球，所以地球的夜空是黑暗的，而我们看宇宙也存在着大片漆黑。

“宇宙之所以黑暗，是因为星体全部都分布在一条直线上”，即使这条“直线”是一条宏观的、大趋势的直线，这样的观点在现在看来也过于“不科学”了。

19世纪后期，有相当一部分科学家认为宇宙环境并非是真空的，其中普遍分布着一种叫做“以太”的物质，而光线正是在这种叫做“以太”的物质中传播的。

加拿大天文学家西蒙·纽康根据这一理论又提出了新的观点：“如果宇宙中存在没有以太的区域，光就无法抵达地球。

”那么，宇宙之所以漆黑，自然就是因为漆黑的部分少了“以太”，于是光线就无法传播了——这一观点在现在看来也是无稽之谈，但与现在部分科学家们提出的一种可能存在的新物质有着异曲同工之妙，它就是“暗物质”。

暗物质（Dark matter）是理论上提出的可能存在于宇宙中的一种不可见的物质，它可能是组成宇宙环境的主要成分，但又不是目前人们所发现的构成星体的任何一种物质。

在大量的天文学观测中，科学家们时常会发现一些违背牛顿定律的现象，只得引入一种未知的物质来解释这些现象的发生。

根据各种观测，科学家们认为，暗物质可能广泛大量地存在于星系、星团中，其质量或大于宇宙中所有可见星体的总和。

结合ΛCDM模型（宇宙中微波背景辐射各向异性观测和标准宇宙学模型），科学家们计算得出，宇宙中暗物质占全部物质总质量的85%、占宇宙总质能的26.8%。

不过，暗物质还仅仅只是一个存在于理论中的概念，而非一种确切的物质。

暗物质究竟是什么？以什么形态存在？它又是不是造成宇宙漆黑的“罪魁祸首”？一切都要等到未来的科学研究中才能得到解答。

宇宙漆黑的真相：红移论还是寿命论？那么，既然以往科学家们的推测都以种种方式被推翻，或是还未得到证实，那有没有一种现阶段比较“靠谱”的理论，可以解释宇宙漆黑的真相呢？答案是有的，它们分别是来自美国天文学家埃德温·哈勃的“宇宙红移”学说，以及来自开尔文（原名威廉·汤姆孙）的学说。

“宇宙红移”学说认为，物体的电磁辐射会由于某种原因频率降低，在可见波段的表现是光谱的谱线朝红端移动了一段距离。

也就是说，在不断膨胀的宇宙中，星体发出的光的波长在抵达地球之前会随着空间和时间的变化而被拉长，发生红移现象。

于是，有的天体和地球距离适中，其发出的光在到达地球时表现出人眼能看到的可见光，而有的天体发出的光则因为红移变成了人眼不可见的红外线或射电波。

开尔文学说则提出了两个关键要点：其一是宇宙是有寿命的，远古时期宇宙曾存在一个没有任何星体的时代；其二是从地球出发能观测到的宇宙范围是有限的。

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