宇宙中的恒星,比地球上的沙子還多,為什麼太空卻是黑色的?
這個被稱為 奧伯斯佯謬的問題,早在幾百年前就被提出來了,當時的人們認為宇宙是有限的,所以恒星發出的光應該照亮全宇宙才對,然而事實證明:我們的宇宙不但是無限的,并且還一直處于超光速膨脹狀態。
在這種情況下,天文學家觀測到的絕大部分恒星和星系,其實都是它們幾百萬年前,甚至幾十億年前的樣子,于是數量有限的恒星,發出的速度有限的光,完全不足以在宇宙的年齡范圍內,照亮處于無限膨脹狀態下的宇宙,所以我們看到的太空和地球的夜空才是黑的。
除了宇宙本身的宏大外,恒星與恒星之間的距離也是一個重要因素,太陽和4.22光年外的比鄰星,其實是相隔數千公里的兩個小燈泡,它們發出的光遠不足以照亮彼此之間數千公里的路程,所以銀河系內數千億顆恒星之間,也只是漆黑的虛空而已, 真實的銀河系照片遠比我們看到的模擬圖要暗淡的多。
不過雖然恒星之間的空間通常被描述為真空,但那里其實也有物質存在,準確來說宇宙中不存在絕對真空,除了永不停歇的量子漲落外,稀薄的氣體和塵埃云也廣泛存在于整個宇宙,這些微粒只有在被探測器高速穿過時才能被發現,平常也反射不了宇宙中的光子。
在這種情況下,距離恒星越遠的天體反射的恒星光就越弱,因此太陽系邊緣的冥王星幾乎是純黑色的,這也是為什麼哈勃望遠鏡和韋伯望遠鏡都拍不到冥王星的原因,只有新視野號抵近冥王星進行長曝光后,這顆位于太陽系邊緣的星球才第一次被我們看到。
天文學界認為是粘稠的紫色,因為處于超光速膨脹狀態的宇宙,光會不斷向紅色端移動,同時占比宇宙95%的暗物質和暗能量,會在光子的照耀下無所遁形,呈現出粘稠的空間感,最終讓整個宇宙呈現一種膠水質感。
至于太空中的宇航員,以及登月的宇航員照片里,為什麼沒有星星,這純粹是因為拍攝參數不一樣,因為從空間站拍地球和從月球上拍攝, 都只需要短曝光就行,在太陽的照耀下外層空間的物體都是很明亮的,所以太空背景上的星星就顯示不出來了。
從夜空為什麼是黑色的,這個簡單的問題出發,天文學家一步步發現了宇宙膨脹的真相,事實上不論是哈勃望遠鏡還是韋伯望遠鏡,它們看到的都只是宇宙的過去,看見的星系距離地球越遠,距離宇宙大爆炸就越近,所以天文學其實是 宇宙考古學。
在光速限制下,我們永遠也看不見宇宙目前的實時狀態,也許此刻宇宙中的大部分恒星都已經熄滅了,大部分星系都已經不存在了,但我們要過幾十億年甚至幾百億年才能知道。
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