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为什么宇宙那么黑,为什么没了太阳照射天就黑了

来源:整理 时间:2022-06-06 10:11:36 编辑:科技知识 手机版

奥尔勃斯想知道为什么宇宙中有如此多的恒星,以至于没有太阳就一片黑暗。如果我们的宇宙是一个静态的宇宙,也就是没有大爆炸和宇宙膨胀的特征,那么它目前是不变的。时间久了,整个宇宙确实应该到处都是亮的。毕竟,光已经传遍了整个宇宙。为什么夜空不那么亮?说到这,就不得不说说宇宙的膨胀了。我们知道现在宇宙的年龄大约是137亿年。按理说,137亿年后到达地球的光会让我们的地球变得异常明亮。

宇宙为什么看上去是黑的?

人类是生物长期进化的产物,作为感光的眼睛是由眼细胞构成的。而人的眼细胞已经适应了阳光的频率,即适应了可见光的频率范围。超出此范围的光线,人类是看不见的。比如,红外线和紫外线等。因此,若问宇宙为什么是黑色的,有两种不同的含义。其一是针对人眼而言的,即我们没有感应到可见光的存在。其二是指全波段的光,包括电磁波x射线及伽马射线等。

严格地说,上述所提到的各种光线在宇宙中都是存在的。只是,要么超出了人眼的感应范围,要么就是过于稀少,不足以引起视觉神经的反应。如果利用望远镜的话,宇宙是会显得亮一些的。当然,问题的本质不在于此。问题是如此多的天体恒星,为何仍然没有点亮夜空?其原因在于空间不空,作为物理背景的空间充满着不可再分的最小粒子即量子。

而光子只是受到激发的量子。所以,光在其传播的过程中,会与空间量子发生碰撞,损失能量,从而使光的频率降至红外端。这就是光的耗散红移。于是,要么我们看不见红外线,要么光子直接还原为基态量子了,即光的传播距离是有限的。此外,由于基态量子的体积和质量都非常小,所以光能的损耗是非常低效的,即光需要经过漫长的传播,才会显著地降低其频率,还原为基态量子。

因此,宇宙的黑暗,一方面说明我们的宇宙是有限的,另一方面也意味着天体的密度不够大。光的强度会与距离的平方成反比。因此,当遥远的星光传播到地球时,其强度已大为下降,致使光线非常微弱。总之,宇宙为什么是黑色的,这个著名的奥比斯佯谬,是因为量子空间的存在,致使光的传播距离是有限的,以及宇宙是有限的,而且宇宙中的天体极为稀少。

宇宙中有那么多恒星多到无法计算,可宇宙为什么那么寒冷黑暗?

宇宙间有数不清的恒星,通过核聚变源源不断地向外输出能量,这些能量以热辐射的形式对周围天体加温。拿太阳来说,内部温度可以达到5千万度,表面温度也有6500度。而宇宙中比太阳更巨大更灼热的恒星比比皆是,那么为何宇宙空间还是如此黑暗还冷呢?问题就出在宇宙的物质密度上。我们在网上看到星空的图片,看似五彩斑斓充满了众多星际物质,其实那是通过天文望远镜,把成千上万光年的许多星际物质,投影到一张平面图片上,实质上这些星际物质之间相隔非常遥远。

据估测,宇宙的平均密度仅为每立方厘米 10^-29克,也就相当于只有几个质子存在。因此,即使宇宙中有大量的恒星,但与整个宇宙相比,更多的地方是一片虚无,无论是光线还是热量,在远距离传输以后都因星际物质的吸收而发生衰减。而这些虚无之地,恒星的光和热是很难覆盖到的,故而在我们看来是既黑暗又寒冷,平均温度仅在绝对零度以上3度左右,也就是零下270度。

宇宙中那么多的恒星,为什么没了太阳照射天就黑了?

奥伯斯佯谬宇宙中那么多的恒星,为什么没了太阳照射天就黑了?这个问题,其实在200多年前就有人这么思考过了,这个人叫做奥伯斯。他曾提出过一个理论,大意是,如果宇宙是无限大的,那意味着就有无限多的恒星,无限多的恒星意味着有无限多的光源,那就意味着有无限多的光照射到地球,那么地球的天空就应该是一直都是亮。

但在我们地球的天空显然不是这样。而不是一直开着,只要太阳不发光就黑。这到底怎么回事?其实要理解这个问题,需要先补充一下背景。其实这个问题有一个前提和牛顿有关。牛顿在300多年前提出万有引力定律,揭示了物质直接相互吸引,我们称之为引力。这引发了一场巨大的危机。如果物质之间存在引力,那么宇宙中的物质应该会在引力的作用下相互吸引,所以最后的结果就是聚在一起。但是我们平时的观测并没有发现有天体向我们靠近,与事实不符。

文章TAG:为什么宇宙那么黑照射宇宙太阳

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