黑夜为什么是黑的?

黑夜为什么是黑的?,第1张

每当你抬头仰望夜空的时候,有没有想过夜空为什么会是黑色的呢?在解释这个问题之前,我们先来了解一下“奥伯斯佯谬”。

奥伯斯佯谬指的是假如宇宙是稳恒态而无限,而且有无数平均分布的发光星体,那么无论望向天上哪一位置都应该见到一粒星体的表面,星与星之间便不应有黑暗的位置,黑夜时整个天都会是光亮的。根据该理论黑夜应该是“白夜”才正常,但事实上正如我们看到的一样,黑夜就是黑的。

这个佯谬一直困扰着科学界,目前有两种被接受的解释:宇宙的年龄是有限的,以及红移效应(最重要的效应)。(即使在稳态宇宙理论(该理论已被证实是错误的,宇宙并不是稳态的,目前而是在不断地膨胀中)的模型中,也推论出宇宙是无限老的和空间是无边际的,但夜空依然是黑暗的。)

1)宇宙的年龄是有限的

这个解释指出有限速度的光(光在真空中的速度大概为每秒30万千米)要游遍宇宙的空间本身就是矛盾的,当我们遥望远处的空间,其实就是在回顾 历史 ,最后,我们仍只能观察到有限年龄的宇宙。即其他恒星发出的光到达地球是需要时间的。

2)红移

以有限的宇宙年龄所提供的星光来照耀天空时,导出了另一个问题:为什么看不见任何一点大爆炸(大爆炸理论认为,宇宙是从一个奇点开始不断地在膨胀中)的贡献呢?这原因是大爆炸本身的辐射因为宇宙膨胀的缘故,已经红移(可查阅多普勒效应相关的资料)到微波的波长,成为宇宙的微波背景辐射。宇宙的膨胀也限制了可观测宇宙的大小,这意味着在此之外的光线到不了我们所在之处,这在光学效应下创造了有限的宇宙。

上面的解释可以简单理解为人眼只能看见可见光,并且光到达地球(或你的眼睛)是需要时间的,而光在传播的过程中由于宇宙在不断膨胀的原因,导致大部分的光都变成了不可见的了,所以我们眼中的夜空是被零碎的微弱星光点缀的黑夜(当然是不考虑光污染以及月亮的情况下)。或许你有超能力,能看到除了可见光波段的光,那么你就可以炫耀你看到的夜空了(前提是在别人不把你当成神经病的情况下,毕竟他们永远也看不到你眼中的景色)。

下次当你仰望星空的时候,希望也能发自内心地感慨一下,它们可是记录了几千万年甚至100多亿年前的景象,并且用自己的微光点缀着我们的黑夜。当然还要记住它们能被我们看到是多么的不易。

好了,希望这篇文章能对你们有所帮助,感谢大家的观看。

参考资料:

本·米勒.八堂极简科学课.北京:北京联合出版公司,2017

百度百科

你可能认为答案很简单——因为没有太阳嘛!但白天的天空之所以是蓝色的,完全因为大气层把阳光散射了。而如果没有大气层,就比如月球,那么天空就一直都是黑的,即便有太阳照射,那就让我们换种问法——为什么太空是黑色的?

太空里充满了各种各样的恒星,每一颗的亮度都和太阳一样,而在无穷无尽的宇宙中,不管你选择任何一个方向,只要你走得足够远,你都能遇到一颗恒星,或者一个星系,于是天空就应该是亮如白昼的,不论白天还是黑夜。但是事实却并非如此,那么,黑色的夜空是否告诉了我们,在一定的距离以外,就没有恒星或者星系了吗?是不是存在一个有星星和没有星星的边界?

宇宙有边际吗?

并非如此。几乎所有的现有证据都表明,宇宙空间是没有边界的。但宇宙本身却有边界——并非是空间上的边界,而是时间上的。 宇宙是有一个起源的,至少137亿年前的宇宙是很小,高度压缩的。以至于我们现在对时间和空间的概念都不适用了。

而从这个所谓的起源开始,仅仅经过了有限的时间,因此要造就一个明亮的夜空所需要的有些恒星距离我们实在太远,他们发出的光亮还没有到达地球呢。如果把宇宙比作一个巨大的雷阵雨,那么我们还在等待着那些遥远恒星的雷声,它们还没达到地球呢。

但是稍等,似乎还有更好的解释,既然光穿越宇宙需要时间。当我们把望远镜对着一些很遥远的星星时,我们看到的宇宙,其实还是在光发出时候的样子,因此当我们看到135亿年前发出的光,并不是由于恒星本身不存在,而只是它发出的光还没有达到地球而已。我们看不到任何星星,那是因为我们窥探到的宇宙,那些星星都还没有形成呢。一个没有星星的宇宙!这看似是一个很好的解释,解释了为什么夜空是黑色的。

但是当我们把望远镜对着这些古老的星星时,我们却的确能看到光,不是星光而是大爆炸时留下的光,并且我们可以观察到宇宙的背景辐射。从各种方向几乎完全均匀地发射,形成了所有星星的背景。

因此我觉得,夜空从一开始就不是黑的,而既然望远镜告诉我们,夜空不是黑的,那它为什么看上去是黑的呢?

这里有个提示:当哈勃望远镜拍下那些最古老的恒星时,当它拍下那些极其壮美的极深场图片时,它使用的是红外线照相机,为什么呢?我们知道,星星都在向远离我们的方向移动着。因为宇宙是在膨胀的。就如同如果慢放,我的声音就会变低沉,多普勒效应使得那些远离我们的恒星变得更红离我们越远的恒星,移动速度越快,因此也就越红。知道它们发出的光都变成了红外线,因此我们看不见它们。至少用肉眼是看不到的,因此夜空是黑的!

总结一下,如果我们生活在一个无限的,不变的宇宙里面,那么夜空就一定是完全亮的。但夜空是黑的,因此我们推断,宇宙有一个起源。所以并不是所有方向上都有星光。而更重要的是,那些来自遥远恒星——甚至更遥远的宇宙的背景辐射,由于宇宙的膨胀,都在可见光谱上发生了红移,因此我们看不见这些光。

至此,我们简单解释了为何夜空看上去是黑的,但它却其实却并不是黑的。

在太空中几乎没有空气,所以各种星光无法反射,太空也就呈现它的本色—黑色了。

黑色是一个相对的概念,没有任何颜色,物体就呈现为黑色。相比于其他颜色,黑色其实不是一个颜色,而是一个基态。一个物体如果不反光,那么他就是黑色的。如果他可以把所有的光都吸收,那么他就是纯黑色的。 所以,太空中没有把光反射到你眼睛中,所以你看到的太空是黑色的。扩展资料:

自宇宙大爆炸以后,随着宇宙的膨胀,温度不断降低,当前,太空已成为高寒的环境,平均温度为零下270.3℃。

在太空中,各种天体也向外辐射电磁波,许多天体还向外辐射高能粒子,形成宇宙射线。如太阳有太阳电磁辐射,太阳宇宙线辐射和太阳风,太阳宇宙线辐射是太阳在发生耀斑爆发时向外发射的高能粒子,而太阳风则是由日冕吹出的高能等离子体流。

许多天体都有磁场,磁场俘获上述高能带电粒子,形成辐射很强的辐射带,如在地球的上空,就有内外两个辐射带。由此可见,太空还是一个强辐射环境


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