夜空為什麼是黑的?你以為的“正常”,卻隱藏一個絕望的事實

夏日晴朗的夜晚,坐在庭院中一邊仰望星空,一邊聽大人們講著各種動人的神話故事,可能是許多人小時候最美好的回憶之一。

夜空為什麼是黑的?你以為的“正常”,卻隱藏一個絕望的事實

而在仰望無盡星空的同時,不知道大家是否思考過一個問題:光在真空中是沒有損耗的,宇宙中又有無數的天體發出耀眼的光芒,為什麼我們在地球看到的夜空卻大部分是漆黑的呢?它不應該是亮如白晝才對嗎?

如果你想不明白這個問題先別自怨自艾,因為許多智力超群的科學家也沒想明白這個問題。

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1823年,德國天文學家海因裡希·奧伯斯 (Heinrich Wilhelm Matthias Olbers)指出,如果宇宙是恆定且無限的,那麼按照光在空間中的傳播情況來看,無論身在何處都會有光線照射過來,所以夜晚不應該這麼黑才對,但為什麼真實情況卻和理論完全不同呢?

在提出這個問題之後,奧伯斯也曾試圖對此進行解釋。他認為,可能是宇宙灰塵、看不見的黑暗天體以及各種氣體的阻礙,使得足夠遠的地方的光線只能夠傳播一段距離,從而無法到達地球被我們看到。

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這種解釋看似非常合理,但卻有著一個非常致命的漏洞。因為按照“熱力學第一定律”,能量必定守恆。

這些阻隔物被大量光照射之後肯定會發出能夠被儀器檢測到的輻射,所以天空應該出現均勻的輻射,並且還是會導致夜晚亮如白晝,由此這種解釋被徹底否定了。而這個理論與現實相悖的問題,被後人命名為“奧伯斯佯謬”。

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時光荏苒,讓科學界束手無策的“奧伯斯佯謬”,終於在被提出的幾十年後有了更加合理的解釋。

20世紀初,埃德溫·哈勃在研究中發現,星系光譜中有許多光出現了“紅移現象”,並且距離地球越遠紅移現象越明顯。

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對於這種奇怪的情況,哈勃提出了一個驚人的觀點:宇宙在膨脹。在後來的研究中哈勃還發現,宇宙不僅僅是在膨脹,並且膨脹的速度還越來越快。

隨著這個事實被提出,“奧伯斯佯謬”終於有了相對合理的解釋。一方面是因為距離地球極遠位置的光根本跑不過高速膨脹的空間,導致它們無法到達地球被我們看到。另一方面,許多可見光已經紅移成了肉眼無法直接看到的微波,成為了宇宙的微波背景輻射。

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雖然紅移現象的發現讓人們知道了宇宙並不是一成不變的,但這還沒有讓人們對宇宙的好奇得到滿足,因為一個非常關鍵的問題還橫臥在人類的面前——宇宙的起源問題。

基於宇宙膨脹和其他觀測事實,科學家們提出了顛覆認知的“大爆炸理論”,認為宇宙起源於137。99 ± 0。21億年的一場曠世爆炸。

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可能對於很多人來說,宇宙誕生於一場爆炸的說法似乎有些難以接受,因為現在井然有序的世界怎麼看都不可能是“炸”出來的。

然而,浩瀚的宇宙就是如此的顛覆和神秘,它那漆黑的帷幔後面其實還隱藏著一個對人類來說極為恐怖的事實——宇宙正在慢慢鎖死人類的活動範圍。

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前文提到,哈勃發現了宇宙在膨脹,並且在距離地球足夠遠的地方,空間膨脹的速度已經大於了光速。

而愛因斯坦在相對論中提到,光速是恆定不變的,它不會因為任何參考系的改變而改變。這也就意味著,足夠遠地方的光線永遠不可能到達地球。就像一個奔跑速度大於340m/s(音速)的人,他永遠也聽不到身後傳來的聲音。

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這個事實彷彿一道枷鎖,將人類能夠看到的宇宙範圍牢牢地固定在一個有限的區域內,由此也誕生了“可觀測宇宙”這一概念。

更讓人有絕望的是,宇宙膨脹是在不斷加速的,這就導致人類現在看到的所有百億光年以外的光其實都是宇宙的過去,而那裡最新的情況人類永遠也看不到了。

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根據模型推算,距離地球140億光年處的空間膨脹速度幾乎等於光速。這也就是說,140億光年之外的所有事情都已經和人類無關。

如果宇宙一直以現在的速度膨脹下去,對人類來說其實是非常恐怖的,因為它會不斷“稀釋”可觀測宇宙內的物質,越來越多的物質會退行到不可觀測宇宙中去,同時也會將人類的活動範圍慢慢鎖死。

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其實,雖然“大爆炸理論”已經有足夠的證據支撐,但因其和人類正常思維有很大的相悖性,所以至今仍然有許多人無法接受。

值得一提的是,無法接受該理論的不僅僅是普通人。1781年,哲學家康德就好像知道後人會提出“大爆炸理論”一樣,所以事先在其著作中進行了尖銳的批判。

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他指出,如果宇宙沒有邏輯上的起點,就意味著無數事情在開始之前就有無數事情,這肯定是不合理和荒謬的。若宇宙有邏輯上的起點,那起點之前是什麼呢?這同樣是不合理和荒謬的。

如此偉大的哲學家在宇宙問題上都茫然失措,是不是說明宇宙的本源問題人類可能永遠也無法理解呢?又或者說,以人類的智慧和思維方式來看,是不是永遠也無法觸及宇宙最根本的秘密呢?