宇宙中有無數的星辰,為什麼我們的星空沒有被填滿?

2020-09-29 科學創造生活

當我們仰望星空,有沒有想過這樣一個問題,為什麼星空的背景是黑色的?宇宙中有無數的星辰,我們的的星空應該被星辰填滿,整個星空應該亮如白晝,為什麼會有大片的黑暗,星辰只是點綴其中呢?

光被擋住了嗎?‍

這個問題最早是德國天文學家海因裡希·奧伯斯在18世紀提出的,因為宇宙是穩定且無限的,那麼星空的每一個位置都會有一顆星辰在發光,星辰密集到分不出彼此,就像我們看銀河系的中央,會是一片光幕。可事實上我們的星空卻是大片的黑暗中點綴著少量星辰。

奧伯斯自己試著解釋這一切,他說宇宙中還是有氣體和塵埃的,它們會擋住光線,但實際上這個解釋不正確,因為哪怕是氣體和塵埃在吸收了大量光線後也會被點亮,它們也會向外發射電磁波,在我們看來會和星辰一樣是亮的。那宇宙中的星辰難道不是有限的,星辰只是在我們附近,遙遠的宇宙其實是一片黑暗虛空,什麼都沒有?可我們對宇宙的觀察和宇宙大爆炸的暴漲理論證明,宇宙確實是一個無限的空間,空間的密度也相同,所以我們所在的地方和遙遠的宇宙都一樣,布滿了無數的星辰,星辰也是無限的,那為什麼會有大片的黑暗呢,這揭露了一個讓人絕望的秘密。


宇宙是無限的,可我們並不能探索所有宇宙。

宇宙是無限的,我們可探索的宇宙也是無限的,可我們卻不能探索所有的宇宙。用數學來比喻就是,宇宙是自然數合集,是無限的,我們可探索的宇宙是奇數合集,也是無限的,但是偶數對我們來說是永遠探索不到的。


宇宙的年齡只有138.2億年,可因為宇宙在膨脹,可觀測宇宙的半徑卻有460億光年。對於我們來說,隨著宇宙的膨脹,我們的可觀測宇宙也一直在擴大,但是可觀測宇宙之外的宇宙卻在以超越光速遠離我們而去,雖然宇宙中最快的就是光速,可空間的膨脹速度是可以超越光速的。所以可觀測宇宙之外的星辰,它們發出的光永遠抵達不了地球,就仿佛有一艘船在河上向我們駛來,但河流卻以更快的速度帶著船遠離我們。這其實是非常絕望的事,我們可以探索的宇宙是無限的,是因為宇宙在無限膨脹,但整個宇宙對我們來說卻等於是有限的,那些可觀測宇宙之外的事,將永遠和我們無關,無論那裡發生了多麼波瀾壯闊的事,我們都無從知曉。


但夜空其實一直都是閃亮的

你應該見過上面這張圖片,宇宙大爆炸的微波圖,這是宇宙大爆炸所產生的光,瀰漫在整個宇宙的樣子,只是經過這麼多年的空間膨脹,這些光已經紅移成了微波,我們沒辦法通過肉眼看到。所以,我們的夜空其實一直都是閃亮的。

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