
在夜晚的星空下,我们大家可以轻松地发现除月亮和星星外,天空的所有部分都是黑暗的。根据这种现象,在我们的脑海中有可能会出现一个问题:为什么宇宙是黑色的?这个看似简单的问题隐藏了宇宙的大秘密。 200年前很难解释。 1823年,德国天文学家海因里希·奥尔伯斯(Heinrich Olbers)提出了著名的“奥伯斯悖论”,他指出,由于宇宙是无限的,并且也有可以发光的无限恒星,无论我们在宇宙中的任何位置,都能够正常的看到无数的星光汇聚在一起
因此宇宙应该是明亮的,但是我们观察到的现象恰恰相反。有人可能说这样的一个问题很简单,因为尽管宇宙中有无尽的恒星,但这些恒星通常离我们很远,因此它们发出的光还没有到达地球,它们已经在地球上了。宇宙空间的分散状态。星际物质(例如气体,灰尘等)被完全吸收。由于我们看不到这些灯,因此宇宙当然是黑色的。但是,事情并不是那么简单,因为这些星际物质不仅吸收能量,而且不释放能量。实际上,当气体和尘埃等星际物质吸收能量时,它们会以电磁波的形式释放能量。因此,可以说在宇宙无限,恒星数无限的前提下,这些星际物质获得的能量将继续积累,辐射出的电磁波能量将继续增加。照亮宇宙。
提出“奥伯斯悖论”后,科学家作了各种解释,有人说宇宙不是永恒的,有人说宇宙的空间不受限制,但是宇宙中的恒星数目不是无限的。这些都不是对“奥伯悖论”的完美解释。实际上,直到1929年,美国天文学家埃德温·哈勃(Edwin Hubble)才发现了宇宙的一个大秘密-宇宙的膨胀,“奥伯斯悖论”得到了彻底解决。找到这样的一个问题的答案花了一百多年。为什么宇宙膨胀会导致我们正真看到的宇宙是黑色的?
根据哈勃定律,随着距离的增加,宇宙的膨胀速度将更快。具体来说,每增加326万光年,宇宙的膨胀速度将增加约70 km / s。需要注意的是,这个速度可以叠加,这在某种程度上预示着由于宇宙的膨胀,距离我们很远的恒星将超过光速。因此,它们发出的光将始终无法到达地球。距离地球较近的恒星发出的光可以到达地球,但不幸的是,由于宇宙的膨胀,它们实际上正在远离我们(仅不超过光速)移动。在这种情况下,根据多普勒效应,它们发射的光的波长将不可避免地被拉伸(即红移),这将导致这些恒星的光以我们已能够正常的看到的波长到达地球。可见范围(可见光),因此从地球的角度来看,此类恒星发出的光无法照亮宇宙。
因此,只有靠得更近的恒星才能为我们提供光,但是这些恒星的数量并不像我们想象的那么多,而且我们看不到我们想像的那么远。实际上,我们的人眼大多数可见的恒星都在下面所示的小圆圈内。我们大家可以看到,尽管宇宙在理论上是无限的,并且有无尽的恒星可以发光,但是由于宇宙的膨胀,可观测宇宙之外恒星发出的光将永远都不可能到达地球。有很多恒星光,由于红移现象,我们不会察觉,剩下的少量星光只能用作夜空的装饰。根本不可能帮助我们照亮宇宙。我们正真看到的宇宙是黑色的。










