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为什么夜空是黑暗的?

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   奥伯斯还在上大学的 时候发现了一个计算彗 轨道的 方法,沿用至今。此后他共发现了5颗彗星 ,其中一颗后来以他的 名字命名。1801年新年的 晚上,意大利天文学家皮亚齐发现了第一颗小行星 谷神星 ,再想进一步观察时却找不到它了,是奥伯斯在那一年的 年底根据数学家高斯的 计算重新发现了它,平息了谷神星 是行星 还是彗星 的 争论。奥伯斯本人后来发现了两颗小行星 :1802年发现第二颗小行星 智神星 ,1807年发现第四颗也是最亮的 一颗小行星 灶神星 。不过奥伯斯在现在最广为人知的 ,是在1823年提出了一个听上去很傻的 问题:为什么夜空是黑暗的 ?如果宇宙是无限的 ,恒星 均匀地布满天空,那么夜晚的 天空也将和白天一样明亮。

    实际的 情况当然并非如此。这种理论和实际的 矛盾,物理学上称为佯谬。奥伯斯指出的 这个矛盾,后来就被称为奥伯斯佯谬。其实,它并不是奥伯斯首先提出的 。1610年,伽利略用望远镜发现空中有无数肉眼看不到的 恒星 后,认为宇宙是无限的 ,恒星 的 数量也是无限的 。开普勒不以为然,给伽利略去信指出,如果那样的 话,夜空就不会是黑暗的 。他打了一个比方。假如你站在无边无际的 森林中向前看,不论你往哪个方向看,都只能看到一根根的 树干连成一片挡在你的 眼前,看不到任何间隙。只有当你是在一片小森林中时,才能透过树干的 间隙看到外面的 世界。同样的 道理,如果宇宙是无限的 ,那么恒星 将占据了天空的 每一点,它们发出的 终将抵达地球,所有的 恒星 发出的 光都将连成一片,就像我们在夏天看到的 银河一样。既然实际情况是恒星 彼此之间有黑暗的 间隙,那就说明宇宙是有限的 ,透过这些间隙我们看到的 是一堵包围宇宙的 黑暗围墙。

    但是后来的 天文学家都相信宇宙在空间上和时间上都是无限的 。怎么解决这个矛盾呢?18世纪初英国天文学家哈雷提出了一个容易想到的 解决方案:远处恒星 发出的 光线在抵达地球时强度变得十分弱,无法被我们看到。但是这个解释是站不住脚的 。虽然光线的 强度按距离的 平方而减少,但是在一个无限大的 宇宙中,天空的 体积也即恒星 的 数量将按距离的 平方而增加,也就是说,在远处某一点恒星 数量增加的 比例恰好等于光强度减少的 比例,二者互相抵消,总的 光强度与距离远近无关。如果多数恒星 都和太阳一样,天空的 每一点都应该和太阳盘面一样亮。天球的 面积是太阳盘面的 18万倍,那么照射地球的 星 光亮度也应该是阳光的 18万倍。

    奥伯斯提出的 解释是,太空并不是“透明”的 ,遥远恒星 发出的 光被弥漫在恒星 之间的 稀薄物质云给遮挡、吸收了。但是在热力学定律被发现之后,这个解释也经不起推敲了。根据热力学定律可知,假如有太空物质遮挡住星 光,光能将会被吸收转化成热能,这些能量最终要重新被辐射出来,从而也要发光(虽然光的 波长可能不同),天空仍然还是一片明亮。

    要解决这个佯谬的 唯一办法是否定其大前提,即宇宙不是无限的 ,因而恒星 数量是有限的 。但是这还不够。即使恒星 数量是有限的 ,其数量也近乎无限,足以照亮整个夜空。1848年,美国小说家爱伦坡在一篇随笔中指出,唯一的 出路是假定远处的 星 光还来不及照到地球上来。也就是说,宇宙在时间上有一个起点,而且宇宙的 年龄还没有老到足以让我们见到所有远处恒星 发出的 光。

    我们现在知道宇宙的 年龄的 确是有限的 ,宇宙是在大约137亿年前大爆炸形成的 。而计算表明,要把地球的 夜空全部照亮,要花上以亿亿亿年计的 时间,远处的 星 光才能都抵达地球。显然我们的 宇宙还太年轻了。

    而且宇宙在不断地向各个方向膨胀,各个星 系 在互相远离,当然也都在远离地球。空间的 膨胀导致光线在传播时波长被拉长,能量也因此降低了(波长与能量成反比)。这个现象称为“红移”,意思是可见光向能量较低的 红光转变,而红光还会向能量更低的 红外线、微波转变,所以遥远的 星 光在抵达地球时能量已低到不能被肉眼见到了。由于宇宙太年轻,所以夜空是暗的 ;而由于宇宙在膨胀,让夜空变得更暗。“为什么夜空是黑暗的 ?”这个问题其实一点也不傻,蕴含着宇宙的 奥秘呢。

    实际的 情况当然并非如此。这种理论和实际的 矛盾,物理学上称为佯谬。奥伯斯指出的 这个矛盾,后来就被称为奥伯斯佯谬。其实,它并不是奥伯斯首先提出的 。1610年,伽利略用望远镜发现空中有无数肉眼看不到的 恒星 后,认为宇宙是无限的 ,恒星 的 数量也是无限的 。开普勒不以为然,给伽利略去信指出,如果那样的 话,夜空就不会是黑暗的 。他打了一个比方。假如你站在无边无际的 森林中向前看,不论你往哪个方向看,都只能看到一根根的 树干连成一片挡在你的 眼前,看不到任何间隙。只有当你是在一片小森林中时,才能透过树干的 间隙看到外面的 世界。同样的 道理,如果宇宙是无限的 ,那么恒星 将占据了天空的 每一点,它们发出的 光终将抵达地球,所有的 恒星 发出的 光都将连成一片,就像我们在夏天看到的 银河一样。既然实际情况是恒星 彼此之间有黑暗的 间隙,那就说明宇宙是有限的 ,透过这些间隙我们看到的 是一堵包围宇宙的 黑暗围墙。     但是后来的 天文学家都相信宇宙在空间上和时间上都是无限的 。怎么解决这个矛盾呢?18世纪初英国天文学家哈雷提出了一个容易想到的 解决方案:远处恒星 发出的 光线在抵达地球时强度变得十分弱,无法被我们看到。但是这个解释是站不住脚的 。虽然光线的 强度按距离的 平方而减少,但是在一个无限大的 宇宙中,天空的 体积也即恒星 的 数量将按距离的 平方而增加,也就是说,在远处某一点恒星 数量增加的 比例恰好等于光强度减少的 比例,二者互相抵消,总的 光强度与距离远近无关。如果多数恒星 都和太阳一样,天空的 每一点都应该和太阳盘面一样亮。天球的 面积是太阳盘面的 18万倍,那么照射地球的 星 光亮度也应该是阳光的 18万倍。

    奥伯斯提出的 解释是,太空并不是“透明”的 ,遥远恒星 发出的 光被弥漫在恒星 之间的 稀薄物质云给遮挡、吸收了。但是在热力学定律被发现之后,这个解释也经不起推敲了。根据热力学定律可知,假如有太空物质遮挡住星 光,光能将会被吸收转化成热能,这些能量最终要重新被辐射出来,从而也要发光(虽然光的 波长可能不同),天空仍然还是一片明亮。

    要解决这个佯谬的 唯一办法是否定其大前提,即宇宙不是无限的 ,因而恒星 数量是有限的 。但是这还不够。即使恒星 数量是有限的 ,其数量也近乎无限,足以照亮整个夜空。1848年,美国小说家爱伦坡在一篇随笔中指出,唯一的 出路是假定远处的 星 光还来不及照到地球上来。也就是说,宇宙在时间上有一个起点,而且宇宙的 年龄还没有老到足以让我们见到所有远处恒星 发出的 光。

    我们现在知道宇宙的 年龄的 确是有限的 ,宇宙是在大约137亿年前大爆炸形成的 。而计算表明,要把地球的 夜空全部照亮,要花上以亿亿亿年计的 时间,远处的 星 光才能都抵达地球。显然我们的 宇宙还太年轻了。

    而且宇宙在不断地向各个方向膨胀,各个星 系 在互相远离,当然也都在远离地球。空间的 膨胀导致光线在传播时波长被拉长,能量也因此降低了(波长与能量成反比)。这个现象称为“红移”,意思是可见光向能量较低的 红光转变,而红光还会向能量更低的 红外线、微波转变,所以遥远的 星 光在抵达地球时能量已低到不能被肉眼见到了。由于宇宙太年轻,所以夜空是暗的 ;而由于宇宙在膨胀,让夜空变得更暗。“为什么夜空是黑暗的 ?”这个问题其实一点也不傻,蕴含着宇宙的 奥秘呢。

    但是后来的 天文学家都相信宇宙在空间上和时间上都是无限的 。怎么解决这个矛盾呢?18世纪初英国天文学家哈雷提出了一个容易想到的 解决方案:远处恒星 发出的 光线在抵达地球时强度变得十分弱,无法被我们看到。但是这个解释是站不住脚的 。虽然光线的 强度按距离的 平方而减少,但是在一个无限大的 宇宙中,天空的 体积也即恒星 的 数量将按距离的 平方而增加,也就是说,在远处某一点恒星 数量增加的 比例恰好等于光强度减少的 比例,二者互相抵消,总的 光强度与距离远近无关。如果多数恒星 都和太阳一样,天空的 每一点都应该和太阳盘面一样亮。天球的 面积是太阳盘面的 18万倍,那么照射地球的 星 光亮度也应该是阳光的 18万倍。

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    要解决这个佯谬的 唯一办法是否定其大前提,即宇宙不是无限的 ,因而恒星 数量是有限的 。但是这还不够。即使恒星 数量是有限的 ,其数量也近乎无限,足以照亮整个夜空。1848年,美国小说家爱伦坡在一篇随笔中指出,唯一的 出路是假定远处的 星 光还来不及照到地球上来。也就是说,宇宙在时间上有一个起点,而且宇宙的 年龄还没有老到足以让我们见到所有远处恒星 发出的 光。

    我们现在知道宇宙的 年龄的 确是有限的 ,宇宙是在大约137亿年前大爆炸形成的 。而计算表明,要把地球的 夜空全部照亮,要花上以亿亿亿年计的 时间,远处的 星 光才能都抵达地球。显然我们的 宇宙还太年轻了。

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入围博克体计划天文科普奇点妙想宇宙之谜

再说“阿波罗登月”是否是骗局

2020-12-28 13:00:29

入围博克体计划天文科普奇点妙想宇宙之谜

谁是海王星的真正发现者?

2020-12-28 15:00:31

130 条回复 A文章作者 M管理员
  1. avove

    无论鸟的翅膀是多么完美;如果不凭借着空气;它是永远不会飞翔高空的。事实就是科学家的空气。

  2. 虾酱

    科学决不是也永远不会是一本写完了的书。每一项重大成就都会带来新的问题。任何一个发展随着时间的推移都会出现新的严重的困难。

  3. 友好闻方盒

    法律的生命在于其实施。因而迫切需要对怎样使大量立法和司法解释有效而进行认真的科学研究。

  4. 大树欢呼

    科学也需要创造;需要幻想;有幻想才能打破传统的束缚;才能发展科学。

  5. 月光感性

    科学的惟一目的是减轻人类生存的苦难;科学家应为大多数人着想。

  6. 小天鹅细心

    无数事实说明;只有把全副身心投入进去;专心致志;精益求精;不畏劳苦;百折不回;才有可能攀登科学高峰。

  7. 石头含糊

    科学是一种强大的智慧的力量;它致力于破除禁锢着我的神秘的桎梏。

  8. 仙桃桃

    我首先要求诸君信任科学;相信理性;信任自己;并相信自己。

  9. 糊涂笑大米

    教师必须具有健康的体魄;农人的身手;科学的头脑;艺术的兴味;改革社会的精神。

  10. 日渡怜

    如果学习只在于模仿;那么我们就不会有科学;也不会有技术。

  11. 阔达和雪糕

    科学既是人类智慧的最高成果;又是最有希望的物质福利的源泉。

  12. 麻酥酥哟

    智慧不属于恶毒的心灵;没有良心的科学只是灵魂的毁灭。

  13. 阿斯兰

    青年的敏感和独创精神;一经与成熟科学家丰富的知识和经验相结合;就能相得益彰。

  14. 小懒猪谦让

    在科学上进步而道义上落后的人;不是前进;而是后退。

  15. 愤怒和奇迹

    青年的敏感和独创精神;一经与成熟科学家丰富的知识和经验相结合;就能相得益彰。

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