夜空为什么是黑的?
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……事实却并非如此,我们的确可以找到夜空里的一些点
在那个方向上最古老的星星的光都还没来得及到达。
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。喵!