宇宙中數以萬億的恆星,為什麼太空中還是暗的?

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這個問題早在幾百年前就有天文學家提出來過,比較著名的是奧伯斯佯謬,在1823年由德國天文學家奧伯斯提出:如果宇宙是無限且穩態的,且含有大量的恆星,那麼就不應該有白天和黑夜之分。

地球繞太陽公轉形成一年四季分明,地球自轉形成白天黑夜,既然宇宙中存在大量的恆星,那麼它們發射出的光線無論經過多麼漫長的時間,最終被都將到達地球,那意味著我們視線所及都該是光不應該有黑夜。


這個奧伯斯悖論的基點是宇宙是穩態的,這種宇宙模型一直影響著科學家們並且根深蒂固。即使愛因斯坦也未能免俗,在1915年愛因斯坦提出廣義相對論以後,曾用廣義相對論場方程研究宇宙模型,最終得出了動態的宇宙模型。但是受穩態宇宙模型影響愛因斯坦在自己的場方程中加入了宇宙常數,來調整得出的結論。

直到1929年哈勃發現宇宙紅移現象並提出哈勃定律宇宙的膨脹模型才開始逐漸被人接受,愛因斯坦甚至親自去哈勃工作的地方觀看宇宙紅移現象,並聲稱宇宙常數是自己“一生中最大的錯誤”。

太空中是暗的有幾種原因:

首先來說宇宙是膨脹的並且在加速膨脹,距離我們越遠的星系遠離的速度就將越快,宇宙的膨脹速度是超光速的,有些光線將永遠都到達不了地球;

銀河系中含有數千億顆恆星,而類似於銀河系的星系至少有數萬億個,這意味著宇宙中含有大量的恆星。但是宇宙尺度又是非常大的,目前可觀測宇宙直徑930億光年,不可觀測宇宙直徑至少23萬億光年,距離我們過遠的恆星發出的光最終到達地球之上已經不是可見光了,舉個簡單的例子一盞燈可以輕鬆使一個小黑屋變得明亮,但是放在一個大廣場上就難以點亮整個廣場;


人類的眼睛只能看到固定波段的電磁波,如果人類的眼睛可以看到全波段,那麼感官上應該會非常不一樣,即使黑夜中也能看到其他波段的光“亮如白晝”,不能怪夜太黑只怪人眼太“瞎”。



科學黑洞



擁有數以萬億計恆星的太空依舊一片漆黑,這個問題早在1823年就被德國天文學家奧博斯提出了,因為當時物理學家們心中的宇宙還是一個穩恆態的無限宇宙,因此奧博斯指出在靜止均勻且無限的宇宙中由於每道視線都會終結在一顆恆星上,所以宇宙應該是一片明亮沒有任何黑暗的,地球的夜空也應該像白天一樣明亮才對。

奧博斯的這個想法被稱為奧博斯佯謬,之所以稱之為“佯謬”就是因為這個想法本身就不成熟,因為在當時的科學界所有人都相信宇宙是靜態的,甚至連後來的愛因斯坦都相信過靜態宇宙論。

但埃德溫.哈勃的研究成果證明我們的宇宙是一個不斷膨脹的動態宇宙,如此一來宇宙有限的年齡和紅移就證明了我們看不到宇宙的全部,並且宇宙膨脹會讓光源越來越遠離我們。

在目前930億光年直徑的可觀測宇宙中天文學家上萬個星系,在普通人眼裡漆黑一片的太空一旦用哈勃望遠鏡長時間曝光後就會呈現出一大群璀璨的星系,所以說宇宙黑暗的背景只是表象,只要用超級望遠鏡長時間曝光就能看到黑暗天區深處的燦爛星系。



在哈勃望遠鏡升空幾十年拍攝的哈勃深場以及哈勃超深場還有哈勃極深場就是通過對肉眼看起來一片漆黑的天區進行長時間曝光得到的。


宇宙探索未解之迷


先砸答案吧:宇宙實在是太大了,而且還在變得更大(膨脹)之中。

我們可以想象一下,如果我們在一間黑暗的房間裡點燃一根蠟燭,那麼這個房間的每個角落會瞬間充滿燭光。

如果把這個蠟燭拿到黑暗的室內籃球場裡,那麼遠處的角落就幾乎無法被照亮。

如果我們把這個蠟燭移動到一個更大的足球場裡,我們在看臺上,也是很難分辨出球場中心燭光的微弱亮度。

讓我們再來了解一下宇宙的尺度。

1、我們的地球平均直徑為12742千米,不過是宇宙中的一粒塵埃。

2、地月距離38萬千米,在這個直徑為76萬千米的地月空間中,光穿過需要2.53秒。

3、火星軌道,1.35個天文單位,光穿越這個立方體需要13分鐘。

4、冥王星軌道,120個天文單位,光穿越這個立方體需要17個小時。

5、太陽系的邊緣奧爾特星雲,12000天文單位或0.19光年,光穿越這個立方體需要70天。

6、太陽系到半人馬α,120W天文單位或20光年,這個立方體的體積為8K立方光年。在這個位置上,如果我們的太陽是一顆蘋果那麼大,那麼這個立方體就比地球還大。立方體中恆星數量17顆。

7、太陽到人馬臂或者是獵虎星雲,立方體寬度2000光年,立方體體積80億立方光年。立方體中恆星數量約200W顆。

8、太陽系到小麥哲倫雲,立方體寬度20萬光年,體積8000W億立方光年,約1萬億顆恆星。

9、銀河系到M81,立方體寬度2000W光年,體積80W億億立方光年,恆星數量約10W億顆。

10、本星系群到大熊座1,立方體寬度20億光年,立方體中星系的數量約1億個,超星系團之間的平均距離3億光年。

11、已知的宇宙,星系數量約1000億個、恆星總數約50萬億億顆,正在繼續膨脹,也許永遠膨脹下去。

總結前面的介紹我們可以看出:宇宙之所以黑暗,並不是恆星本身的問題,也不是來自外界的干擾,而是因為宇宙實在是太大了,而且還在繼續膨脹,恆星之間的距離越來越遠,光線自然也就越來越稀疏,這就導致我們看到的宇宙背景是黑色的。


郭哥論道


其實這個問題,早在19世紀就有人提出過,例如在1820年的時候,德國天文學家奧伯斯就曾仔細思考過這個問題,奧伯斯認為既然宇宙中存在著數以萬億的恆星,這些恆星的光子應該早就佈滿了整個宇宙,所以按理來說宇宙應該像白晝一樣光明,而非如今天這樣黑暗。

那麼這個問題目前有這麼幾種解釋,第一個是宇宙的年齡是有限的,科學家們認為光的傳播速度是有限的,而宇宙的空間範圍卻是無限的,那麼讓速度有限的光,去穿越無限空間的宇宙,這本身就是不可能的,所以宇宙的背景之所以是黑的,是因為宇宙的範圍太大,導致遠方的光還未傳播過來。

另外一個解釋是紅移,我們都知道光是一種電磁波,而電磁波涵蓋的範圍極為的廣泛,包括可見光,紫外線,紅外線,Y射線等,那麼由於宇宙的劇烈膨脹,導致一些天體發出的光,早就紅移到一些宇宙微波的波長範圍了,這些宇宙微波如果不用儀器進行觀測,實際上根本看不見。

最後還有一種假設,有一些研究者認為,我們這個宇宙並非是透明的,宇宙的空間當中充斥著大量的氣體,塵埃以及各種物質,當光線遇到這些物質的時候,就會被它們吸收,所以宇宙的背景才漆黑一片,但這個說法似乎並不靠譜,因為當物質吸收了光子之後,會加熱物質並重新釋放出光子,所以就我個人來看,我還是傾向於第二種解釋......


種植恆星


在我們所觀測到的直徑約930億光年的宇宙中,是均勻且各向同性的。也就是說,從我們地球的任何角度觀測到的宇宙都是一樣的。

圖:可觀測宇宙

2012年9月25日,NASA公佈了一張哈勃望遠鏡拍攝到的宇宙照片。這是哈勃望遠鏡對著天爐座方向的一個極小區域進行了長達200萬秒曝光得到的結果。這張照片也被稱為哈勃極深空。

圖:曝光區域與滿月的比較

圖:哈勃極深空

這張哈勃極深空的照片裡,每一個亮點就是一個包含著上千億顆恆星的星系,這張照片裡的星系多達數千個。經推測,目前的可觀測宇宙中,星系的數量大約有2000億個。它們的投影佈滿了我們的天空。

如果這些恆星是永恆存在著的,宇宙是靜止的,那麼我們的夜空將是一片光明,與白晝無異。這就是德國天文學家奧伯斯提出的問題。他在19世紀20年代提出,如果宇宙是穩恆態且是無限的,宇宙中無數的恆星將會把整個天空照亮,但夜晚為什麼是黑的呢?這個問題被稱為奧伯斯佯謬。

這個問題直到哈勃發現了宇宙是在膨脹中的、宇宙的年齡是有限的後,才得到解決。奧伯斯佯謬也成為了宇宙大爆炸的重要證據之一。

正是因為我們宇宙的年齡和空間是有限的,使得恆星的數量也是有限的,它也會不斷的產生和消亡;宇宙在不斷的膨脹,這使得星系之間的距離不斷被拉大,甚至由於空間膨脹的速度超過了光速,使得足夠遠恆星(可觀測宇宙之外的恆星)的光芒永遠也到達不了地球。這些因素就導致了我們的夜空是黑的。

這也說明了,如果宇宙是永恆、恆定且無限的,無數的恆星將會把整個宇宙加熱到炙熱發光的程度,這樣的宇宙是不可能產生生物的。


講科學堂


宇宙太大了,還在加速膨脹。

這事要從相對論說起,我們都知道相對論的基礎假設是:光速不變原理。從光速不變原理進行推導,我們可以知道光是物質,信息,能量的極限速度,是不可能被超越的。而我們要知道的是,我們要看到天空中都是亮的,那得是有足夠多的光傳播到地球上。

但是,宇宙是在加速膨脹的,而且1998年有兩個研究小組對la型超新星進行研究,發現宇宙正在加速膨脹。後來在2011年,他們獲得了諾貝獎。宇宙加速膨脹的結果已經被科學家廣泛接受。

而如果膨脹的速度快於光速(空間是不受光速限制的),那我們將永遠看到不那些光。

而且通過計算,我們會發現,我們可以觀測的宇宙只有930億光年,而這個尺度之外的世界的光,我們是無法看到的。因為它們所在的空間的退行速度比光速還要快,所以,它們根本無法到達我們這裡。

而在可觀測宇宙內,恆星所發出的光到底地球也是需要時間的,而且數量也是有限的,這還不足以填補整個天空,因此天空看起來不是亮的。


鍾銘聊科學


宇宙中數以萬億的恆星,為什麼太空中還是暗的?

太空一片漆黑這在根本不需要跑到近地軌道上才會發現,因為我們的夜空面對的就是一片無垠的太空,除了星星點點的恆星以外,似乎再也看不到一絲光亮,但事實上聽說銀河系中就有數千億顆恆星,而整個宇宙則有數萬億個星系,有數不清的光源,按理來說宇宙應該是一片通明才是,那麼為什麼還是黑咕隆咚呢?

大家都只到銀河是怎麼拍出來的,沒有數十秒的曝光我們根本看不到如此明亮的銀河,所以對於肉眼來說夜空還真的是黑的!

一、光能被看見嗎?

這不是廢話嘛,光都看不見那不是瞎子嗎?但事實上的情況是,假如在一個純淨的空間內,方向性光源射出一道光線,只要這道光線沒有落入你的眼底,那麼很抱歉你還真看不到這束光!那為什麼在白天陽光下如此明亮的感覺呢?難道是錯覺不成?

1.物體反射光線

我們肉眼視物的原理就是物體反射的光線進入到了眼底視網膜,轉換的電信號經過腦補後出現了物體的形狀、顏色與距離等判斷!

2.大氣懸浮顆粒反射以及散射

空無一物的天空其實充滿了大氣以及懸浮顆粒以及氣溶膠等物質,這些顆粒反射了陽光讓我們看到了天看,而散射則讓天空呈現藍色!

說到這裡就明白太空是黑色的真正原因了,因為太空中並沒有足夠的微粒反射陽光,因此我們看不到光線經過太空!但事實上太空還是會被發現的,比如:

比如大家熟悉的馬頭星雲就是太空中的星雲塵埃反射恆星的光線所致(當然也有部分是受恆星激發的發光)!

二、既然宇宙中有無數的恆星,那麼我們的夜晚為什麼還是黑的?

前文我們解釋了夜空為什麼是黑的,下面我們試圖來解釋下夜晚為什麼是黑的,其實很簡單,因為宇宙太大了,無數的恆星面對一個更大的無窮空間時候無法雨露均霑,這就是根本原因,就像太陽這顆在天空中看起來視星等超過-26.74等的恆星,但它在十秒差(32.616光年)距外看起來就只有4.83等,那麼它在與比鄰星中間的2光年處看起來是幾等星呢?

大概視星等就是-1.232等,這個亮度甚至還不如金星的視星等-3.3~-4.4!請問您可以用金星的光芒看書嗎?而太陽與最近的比鄰星之間的距離還比銀河系中恆星的平均距離更近一些,當然銀河系與仙女星系之間的距離達到了254萬光年,中間恆星就更稀疏了,如何澤被蒼生?

稀稀拉拉就幾個星系,實在是照顧不了如此龐大的宇宙!


星辰大海路上的種花家


這個問題最早是開普勒於1610年提出過,後來夏西亞科斯於十八世紀也提到過,最終在1823年德國天文學家奧伯斯正式提出了這個假設,1826年又做了修正,形成了我們今天看到的奧伯斯佯謬。

奧伯斯佯謬的描述為:若宇宙是穩恆態而且無限的,則晚上應該是光亮而不是黑暗的。

這個假設提出後,在當時也引發了對宇宙認知的爭論,因為當時還沒有大爆炸的學說,更不知道宇宙空間的膨脹。因此,這個問題困擾了人們很久,也提出了很多種假設,來解釋這種現象,但多數假設都很難自圓其說。

其實,這個問題也間接說明了宇宙不是靜態的,與今天的宇宙學理論基本相符,在一個動態的空間中,同時這個空間又是有限的(可觀測宇宙為930億光年直徑),因此,宇宙背景是不可能被星光照亮的。

宇宙空間對比這億萬恆星來說,實在是大了太多太多,在這麼大的空間中,這些恆星的能量實在是無法相比較,因此,宇宙還是黑暗的。

除非像奧伯斯佯謬中提到的那樣,宇宙空間無限大,也就存在無限多的恆星,在經歷無限的時間後,才有可能照亮整個宇宙。這三個條件缺一不可,而實際上,三個條件一個都不存在。


寒蕭99


只要當下你的天空是明亮的就好。珍惜,現在我們還有一份兒明亮的天空,真的很美啊。

任何光輝都是有限度的,即使比太陽明亮一萬億倍,那也是一個限度。宇宙大面積還是黑夜。

夜嘿嘿,夜的黑也是一種明亮。誰說夜的黑沒有能量?而且能量巨大。當然,你得需要一個量子開關或量子電線接通暗物質,如果你具備了這個能量,你會發現,黑暗才是最大的能量場。、

閃亮根本不是目的。

黑暗就是黑金遍地。

只不過是我們還沒有掌握這個密碼而已。

一切有相的物質都是膚淺的,即使宇宙巨大無比,也是膚淺,對於暗物質,冰山一角,九牛一毛。

暗物質,無限廣大,無限深邃。

佛說,當你瞭解了生命的真相,迴歸了本性,你會明白,什麼是宇宙。你到底是誰?生命是什麼構成的?迴歸本真,溯本求源,真正的源頭原來在這裡。

讓我們一起來了解生命的真相。這個比了解宇宙的真相容易。

宇宙的真相,我們所看到的就是一個有相的假象。一切有為法都是夢幻泡影。


東北向前


你在墨汁裡放led燈珠看看


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