為什么夜空是黑的

為什么夜空是黑的？或許你認(rèn)為這是一個(gè)非常簡(jiǎn)單的問(wèn)題，夜空沒(méi)有陽(yáng)光的照耀，當(dāng)然就是黑的。然而，我們不能這樣簡(jiǎn)單地解釋。19世紀(jì)20年代德國(guó)天文學(xué)家海因里希·奧伯斯提出了著名的“奧伯斯佯謬”：宇宙是無(wú)限的，其中的恒星數(shù)之不盡。雖然單顆恒星的光度比太陽(yáng)微弱得多，但無(wú)數(shù)恒星的光線聚集起來(lái)，同樣也可以將地球上的夜空照亮。然而我們看到的夜空卻是黑的，這就形成了一個(gè)“佯謬”。

“奧伯斯佯謬”困擾了科學(xué)家上百年時(shí)間，直到100年后，美國(guó)天文學(xué)家埃德溫·哈勃發(fā)現(xiàn)，宇宙中那些遙遠(yuǎn)的星系都在遠(yuǎn)離我們而去，這使科學(xué)家意識(shí)到，宇宙其實(shí)是處于一種持續(xù)膨脹的狀態(tài)，這個(gè)發(fā)現(xiàn)對(duì)“奧伯斯佯謬”進(jìn)行了合理的解釋。

由于宇宙的持續(xù)膨脹，空間中任意兩個(gè)不重疊的點(diǎn)都會(huì)具備一個(gè)相互遠(yuǎn)離的速度，即“退行速度”，距離越遠(yuǎn)，“退行速度”越快。因此，當(dāng)這些光線抵達(dá)地球時(shí)，早已變成了我們?nèi)庋鄄豢梢?jiàn)的紅外線、微波或無(wú)線電波。如果某顆恒星與我們的距離達(dá)到一定的程度，其“退行速度”就可以超過(guò)光速，它發(fā)出的光線同樣會(huì)以超光速遠(yuǎn)離我們，永遠(yuǎn)無(wú)法抵達(dá)地球。正因?yàn)槿绱?，我們看到的夜空才是黑的?/p>

這就意味著，這些遙遠(yuǎn)的恒星將永遠(yuǎn)與我們斷開(kāi)聯(lián)系，別說(shuō)是抵達(dá)那里，就連觀測(cè)也觀測(cè)不到。因此，我們永遠(yuǎn)只能看到宇宙的一部分，這部分被稱為“可觀測(cè)宇宙”，在此范圍之外的宇宙中存在著什么，我們一無(wú)所知。

宇宙的膨脹一直在持續(xù)，這會(huì)導(dǎo)致更多的天體在未來(lái)離開(kāi)“可觀測(cè)宇宙”，從此永遠(yuǎn)與我們斷開(kāi)聯(lián)系。根據(jù)科學(xué)家的預(yù)測(cè)，當(dāng)這樣的情形發(fā)展到極致時(shí)，除了本星系群中的天體能夠依靠引力維系在一起外，其他的那些更遠(yuǎn)的天體都將與我們徹底“失聯(lián)”。人類的夢(mèng)想是星辰大海，但宇宙卻似乎在不斷地“孤立”人類。人類未來(lái)應(yīng)該在宇宙中如何發(fā)展，這是一個(gè)值得深思的問(wèn)題。

棟梁//摘自魅力科學(xué)君微信公眾號(hào)，暮云/圖