夜晚天空那麼多恆星，可是為什麼夜空和宇宙都是黑暗的？

白晝結束，天空中最明亮的恆星太陽落下地平線，留給地球的是廣闊的黑色夜幕，上面散布著遙遠的恆星發出的光，如果幸運的話，也許還可以看見我們銀河系的其餘部分和鄰近的星系——麥哲倫星雲。

但是同樣是恆星，為什麼太陽那麼亮，照亮了地球，夜晚滿目的恆星卻還是如此的黑暗呢？只是距離的緣故呢？

夜空應該是黑暗的嗎？

在1820年代，天文學家海因裡希·奧爾伯斯指出，根據當時人類對宇宙的了解，夜空根本不會變得漆黑，這是一個非常合理的假設，因為當時人類認為宇宙是穩定不變的。

每天開始，太陽都會升起，天空中的星星將以可預測的方式運動，我們還認為宇宙在可視範圍上是統一且無限的。整個夜空不僅應該不暗，而且應該在各個方向上都與太陽表面一樣明亮。

這個看似矛盾的地方被稱為奧爾伯斯悖論，奧爾伯斯也並不是提出問題的第一人。1600年代克卜勒在內的其他天文學家，甚至六世紀希臘的哲學家都曾提到夜空較暗的問題 。

但是，如果這一切都是真的，那麼望著夜空進入無限的宇宙，就意味著在任何方向上我們最終都會看到一顆恆星。想像一下，看著一片茂密的森林，儘管樹之間有空間，但您會看到一堵樹牆，那是因為一棵樹總是落在您的視線內。在我們無限的宇宙中，您可能不得不往後看得越來越遠，才能看到給定方向的恆星，這可能意味著恆星太微弱而看不見。

但是，奧爾伯斯悖論也告訴我們，如果宇宙是無限不變的，那麼它也必須無限古老。即使是最遙遠的恆星發出的光，也有時間到達我們的眼睛。

漆黑的夜空的可能解釋

奧爾伯斯和其他人認為問題可能出於星際塵埃。觀察者與恆星之間的塵埃可以通過吸收恆星的光線而使恆星模糊。例如，如果房屋上的窗戶上滿是灰塵，則很難透過它們看到窗外的風景。那麼，可能是因為很多灰塵擋住了所有光嗎？

天文學家很快意識到這不是解決方案。儘管灰塵確實吸收了星光，但它會加熱並重新釋放該能量，這意味著我們仍然會在地球上看到來自遙遠恆星的光。而且，根本沒有足夠的星塵引起這種現象。

奧爾伯斯悖論還有其他的解決方案。例如，星星的分布可能不均勻嗎？即使有無數的恆星，它們也可能會聚在一起並彼此隱藏。這些方案可能部分正確。在我們的視線中，可能有些恆星彼此堆疊在一起，呈絲狀結構。

最可能的解釋-我們不斷變化和擴展的宇宙

當天文學家埃德溫·哈勃發現宇宙在膨脹，並且用宇宙大爆炸解釋宇宙的起源時，夜空暗淡的解釋就變得容易多了。

宇宙大爆炸告訴我們宇宙並不是無限古老，而是有生命的， 而且宇宙在不斷增長，發生變化和伸展。這種膨脹的、變化的宇宙對夜空有兩個主要影響。

膨脹的宇宙導致恆星發出的光從遙遠的地方到達我們的眼睛發生伸展。拉伸光波可以有效地改變其波長，將其移動到電磁頻譜的紅色和紅色以外的部分，這種現象稱為紅移。拉伸或紅移的光線波長太長，被稱為紅外光，我們的眼睛看不到。因此，宇宙的膨脹意味著恆星發出的可見光最終可以擴展為我們不再可見的光，從而為我們提供了黑暗的夜空。

也許更重要的是，在不斷膨脹的宇宙中，沒有足夠的時間讓宇宙所有遙遠角落的光到達我們眼睛。光以有限的速度傳播，但是我們通常不會在與日常生活相關的尺度上遇到這種有限的速度，在地球光的旅程似乎是瞬間發生的。

但是在宇宙尺度上，從太陽光到我們地球需要八分鐘。因此，如果太陽熄滅，我們將幸福地整整八分鐘都沒有意識到。然而，我們鄰近的大規模星系仙女座發出的光將耗時250萬年才能到達地球。因此，隨著宇宙變大，這些時間尺度也變長，我們最終達到了已知年齡 138億年的上限 。

如果一顆恆星足夠遠，它發出的光以至於需要超過138億年的時間才能到達地球，那麼該光可能正在路上，我們還在等。

所以，在膨脹的宇宙中，正是由於光波發生紅移以及有限的光速導致了我們所看到的的宇宙和夜空是黑暗的。

——全文完——

感謝您的閱讀，歡迎點讚分享評論。

關注寒武紀科學館，精彩科學趣事，第一時間帶給您！