太空是如此的神秘,以至於我們常常痴迷其中,無法自拔。那麼,就讓我們再次踏上探索之旅,找尋宇宙的奧秘!今天,我們來聊聊太空的顏色,為什麼太空是黑的呢?
我們都知道,在地球上,白天的天空是明亮的,如果天氣好,我們還能見識到蔚藍的天空,之所以我們能看到明亮的天空,完全是因為空氣分子能夠反射陽光,就像一面面小鏡子,把太陽的光反射到了我們眼中。但是在月球上,因為沒有大氣層的緣故,天空一片漆黑的,連星光也消失了。同理,字宙空間本身也是空蕩蕩的,幾乎沒有能夠將光線反射進我們眼睛裡的物質,所以我們看到的空間就是黑暗的一一即使太陽周圍也是漆黑的一片。即使是這樣,我們依然會有疑問,那就:宇宙中所有天體發出的光為什麼不能合在一起從而形成明亮的光呢?天空為什麼會在晚上變黑呢?
託瑪斯迪奇斯是16世紀的天文學家,他當時就曾試圖研究這些問題。他認為,由於宇宙是無限的,宇宙在各個方向上不斷拓展,那麼在這個無窮無盡的空間裡,就會有無數的恆星。但是按照他的推理,如果宇宙裡充滿了恆星,那麼天空就會被星光籠罩,那麼夜空將和白天一樣明亮。然而事實卻正好相反,晚上的夜空是漆黑一片的。對於這個不合常理的現象,迪奇斯終其一生也沒能解開這個難題。
到了19世紀,天文學家威爾海姆奧伯斯也花了許多年來思考同樣的問題,所以後來關於天空為什麼是黑暗的問題也以他的名字命名為「奧伯斯佯謬」。奧伯斯考慮了很多種可能,最後認為問題出在了宇宙空間裡的塵埃上:或許我們看不見遠處恆星發出的光,就是因為宇宙中的塵埃吸收了這些光。似乎很有道理,不是嗎?但奧伯斯死後,天文學家們計算了所有恆星發光的總和,結果卻表明,這個能量足以讓擋在半路的所有塵埃升溫發光。也就是說,夜空在閃亮的塵埃的照耀下也應該變得片光明。於是,問題又回到了起點。
時間來到1952年,亨曼邦迪的《宇宙學》一書再次提到了奧伯斯佯謬。邦迪是穩恆態宇宙學的支持者,而與大爆炸宇宙學不同的是,穩恆態宇宙學認為宇宙永遠是存在著的。那麼,在一個永存的宇宙中,此前愛倫·坡對奧伯斯佯謬的解釋,即遙遠的星光還沒有抵達地球,也就講不通了。如果宇宙的年齡是無限的,天文學家就應該能看到無限遠處,然而事實並非如此。
為了解釋這一問題,穩恆態理論的支持者試圖用宇宙膨脹來解決這個現象。膨脹的空間會使穿行其中光的波長變長或者紅化,因此光傳播得越遠,紅移就越大。由於紅光的光子能量比黃光或是藍光的能量來得低,紅移就會減弱來自遙遠星系星光的能量,所以夜空就是黑暗的了。雖然這是一種進步,但是紅移依舊無法解釋奧伯斯佯謬。它僅僅在穩恆態宇宙學中適用,而問題是這一宇宙學模型並沒有被天文學家廣為接受。在大爆炸宇宙學中,膨脹的空間對夜晚的黑暗根本不起什麼作用,即使宇宙停止膨脹,夜晚仍將是黑的。
顯然,這個理論是有問題的。但關鍵在於,問題究竟出在哪裡?迪奇斯、奧伯斯和其他天文學家都認為在無限大的宇宙中有無數顆恆星。但是事實上,他們的確錯了。美國麻薩諸塞大學的愛德華哈裡森在他《夜的黑:字宙之謎》一書中寫道:宇宙中的恆星數量並不足以覆蓋整個天空,因此夜空必然是黑的,事實上,宇宙本身也不是無限大的。
哈裡森認為,在可觀測的寧宙中,所有恆星所產生的能量都是非常小的。其計算表明,若想要要照亮夜空,可觀測宇宙需要的能量至少為現今的10萬億倍一一即每顆恆星的發光強度要上升10萬億倍,或者恆星的數目要增加10萬億倍。所以,太空只能是黑的。另外,恆星也不可能永生,就算宇宙無限老,夜空仍舊是黑暗的,原因是恆星總是會死亡的。目前,這種觀點得到了很多天文學家的認可,也是解釋太空為什麼是黑的這個問題的最權威的答案。
至此,我們探討了太空為什麼是黑的這一問題,當然了,宇宙中還有太多的問題值得我們去思考,去探索,去發現,這就需要科學家們的努力了,那麼,你願加入這個行列嗎?我相信,通過我們的努力,我們一定可以解開更多是宇宙之謎!(圖片來源於網絡)