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宇宙中那么多星星,为什么夜晚天空却是黑的?

蝌蚪五线谱  · 公众号  ·  · 2025-01-23 16:42

正文



在晴朗无云的夜晚,如果你来到远离城市灯光的郊野、山区,当你放眼夜空,就会看到满天星斗,银河灿烂。星星们在不知疲倦地眨着眼睛,散发出诗一般柔美的光芒。


在观察条件非常好的前提下,人的肉眼可以看到大约 6000多颗星星。但是因为我们住在北半球,看不到我们脚底下南半部天空的星星,所以只能看到3000多颗。可是,实际上天上的星星比6000多颗不知多了多少倍,只不过那些星星都非常暗,需要借助天文望远镜才有可能看到。


面对满天繁星,你是否想过,宇宙中那么多星星,为什么夜晚的天空却是黑的呢?





奥伯斯佯谬


说到这,就要提到一个人物,他就是奥伯斯。奥伯斯是德国人,出生于1758年,这时候在中国还是大清朝乾隆年间呢。奥伯斯在大学里学的是医学,毕业以后也以做医生为业。但是,他特别喜欢天文学。所以他白天做医生治病救人,晚上就观察天空。他曾经发现了好几颗小行星和彗星。



奥伯斯


奥伯斯是一个很爱动脑筋的人。望着繁星闪烁的夜空,奥伯斯提出了这样一个问题,如果宇宙空间是无限大的,那么天上就会有无限多的像太阳一样的恒星,它们都在时刻不停地把大量的光和热散发到周围的空间里,这样,它们就应该把我们的夜空照得很亮,可是为什么我们看到的星空还是黑的?


其实,比奥伯斯更早,类似的疑问就曾经让德国天文学家开普勒感到很困惑。


他说,如果宇宙空间无限大和恒星的数量又是无限多,那我们的地球就好像处在一个恒星构成的密林里,四周全是树,没有缝隙。这些包围地球的恒星都在辐射光和热,那么,地球不但不会有黑暗的夜空,还应该变成一个酷热的地狱。


奥伯斯佯谬指出,稳态宇宙下的夜空理应是一片光亮的


对这个问题,奥伯斯自己想出了一个答案。他想,远处的星星虽然非常多,但是它们的星光在到达我们之前,就被空间中存在的物质吸收了,所以星空就是黑的了。


可是有人站出来反对他,说你这个答案不对。那些空间中的物质是可以吸收星光,但是它们吸收星光以后,还应该再发出光来,所以总的光量并不会减少!


我们仔细看一下,奥伯斯提出的这个问题,开头是好像很有道理,却导致了一个不正确的结论,因为夜空并没有被星星们照得很亮,还是黑的。这种情况就叫做“佯谬”。后来人们就管奥伯斯提出的这个问题叫“奥伯斯佯谬”。


奥伯斯佯谬这个问题,听起来是个简单问题,但是它的答案实际上并不简单。有很多有名的科学家也为它感到很困惑。





距离遥远的恒星


要回答这个问题,很多人首先会考虑地球周围的恒星。距离我们地球最近的恒星当然是太阳,太阳光总是照亮地球的一半,使这一个半球处在阳光灿烂的白天,却照亮不了地球的处在夜晚的另一半,那一个半球只能看到星光。


太阳到地球的距离是多远呢,是大约1.5亿千米,如果乘坐喷气式飞机从地球飞往太阳大约需要将近20年。


半人马座阿尔法星附近天区的广角照片


除了太阳以外,距离地球最近的恒星是南天的半人马座阿尔法星,中国名字叫“南门二”,也叫“比邻星”。它到我们地球的距离是大约4.3光年。这个距离换算出千米,是约40万亿千米,相当于地球到太阳距离的27万倍!假如乘坐喷气式飞机一刻也不停地往半人马座阿尔法星飞,大约要飞将近450万年!







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