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宇宙中数以万亿的恒星,为什么太空中还是暗的?
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无论宇宙中有多少颗恒星在照亮,太空还是像晚上人类看到的天空一样,除了能看见月亮和星星以外,太空大部分都是暗的,这也是不争的事实。
宇宙中何止万亿的恒星,那不显得宇宙太小了,假如说宇宙中有千千万亿颗恒星,还有数不清的行星和卫星等,设定每颗恒星的光照范围就跟太阳一样算是2光年吧,而每颗恒星与恒星之间的距离暂定为1千光年,那么中间空出来的地方是暗的也就很正常了。
不过这里还有个问题,白天能看见宇宙空间是什么样的吗,估计是看不见,因为还没有白天的星空图片,只发现白天有月亮出现,现在所有的宇宙星系P图都是以黑夜为主,像银河系和仙女座星系等甚至整个宇宙的概况,都是像人类晚上看到的天空一样,有月亮,有星星,有银河系好多恒星等,而且中间空的地方都是喑的,可为什么没有白天的宇宙图像呢,难道是人类的眼睛白天什么都观察不到,还是太阳光太亮的原因使人类的眼睛什么都观察不到,可是用天文望远镜也看不到吗,如果白天能看到星星,估计也能看到白天的太空是什么样了,是喑的还是亮的呢。
刚才说了,白天能看见月亮,月亮旁边也没有星星,而且周围是蓝的也不是暗的,再说月亮应该是在西半球照亮呢,怎么会跑到东半球这一边来呢,难道还有个月亮,还是月亮留下的影子,否则在白天这边出现又有什么用呢,真不好解释。
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在我们所观测到的直径约930亿光年的宇宙中,是均匀且各向同性的。也就是说,从我们地球的任何角度观测到的宇宙都是一样的。
图:可观测宇宙
2012年9月25日,NASA公布了一张哈勃望远镜拍摄到的宇宙照片。这是哈勃望远镜对着天炉座方向的一个极小区域进行了长达200万秒曝光得到的结果。这张照片也被称为哈勃极深空。
图:曝光区域与满月的比较
图:哈勃极深空
这张哈勃极深空的照片里,每一个亮点就是一个包X上千亿颗恒星的星系,这张照片里的星系多达数千个。经推测,目前的可观测宇宙中,星系的数量大约有2000亿个。它们的投影布满了我们的天空。
如果这些恒星是永恒存在着的,宇宙是静止的,那么我们的夜空将是一片光明,与白昼无异。这就是德国天文学家奥伯斯提出的问题。他在19世纪X代提出,如果宇宙是稳恒态且是无限的,宇宙中无数的恒星将会把整个天空照亮,但夜晚为什么是黑的呢?这个问题被称为奥伯斯佯谬。
这个问题直到哈勃发现了宇宙是在X中的、宇宙的年龄是有限的后,才得到解决。奥伯斯佯谬也成为了宇宙大爆炸的重要证据之一。
正是因为我们宇宙的年龄和空间是有限的,使得恒星的数量也是有限的,它也会不断的产生和消亡;宇宙在不断的X,这使得星系之间的距离不断被拉大,甚至由于空间X的速度超过了光速,使得足够远恒星(可观测宇宙之外的恒星)的光芒永远也到达不了地球。这些因素就导致了我们的夜空是黑的。
这也说明了,如果宇宙是永恒、恒定且无限的,无数的恒星将会把整个宇宙加热到炙热发光的程度,这样的宇宙是不可能产生生物的。
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是的,宇宙中的恒星有万万亿颗,但是,宇宙中的空间更大的近乎无限,所以,平均下来,宇宙中的恒星就显得极少极少了。而且,在几千光年外的恒星光来到地球更是几乎弱之又弱,即使能反X人眼也并不能引起人眼内的电化反应,更沒有电信号传导到人的大脑。而且,几千光年内的恒星,比如,离我们最近的比邻星,也有4.2光年,从我们地球上望去,也就是针眼大,所以,在可见的三四千光年内的恒星,其光线到达地球时也巳经是很弱的了,再说,太空中的粒子极其稀少,我们的眼睛又太小太小,能够反X我们人眼的光线,刚刚能够引起人眼内的微弱的电化学反应。所以,人感觉到太空还是暗的。这个原理被我们的科学家撑握了,为了探测宇宙奥秘,科学家就制造了很多天文望远镜,小一点的用火箭发X太空中,大的就在地球上。比.如,我国的天眼,直经达到五百米,据科学家说,可以看到宇宙的边沿。这实在是太不得了了。我们有理由相信,再过个几年,什么暗物质,暗能量,外星人,飞碟,所有的宇宙一切之迷,都将不是什么秘密了。
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宇宙太大了,还在加速X。
这事要从相对论说起,我们都知道相对论的基础假设是:光速不变原理。从光速不变原理进行推导,我们可以知道光是物质,信息,能量的极限速度,是不可能被超越的。而我们要知道的是,我们要看到天空中都是亮的,那得是有足够多的光传播到地球上。
但是,宇宙是在加速X的,而且19X有两个研究小组对la型超新星进行研究,发现宇宙正在加速X。后来在2011年,他们获得了诺贝奖。宇宙加速X的结果已经被科学家广泛接受。
而如果X的速度快于光速(空间是不受光速限制的),那我们将永远看到不那些光。
而且通过计算,我们会发现,我们可以观测的宇宙只有930亿光年,而这个尺度之外的世界的光,我们是无法看到的。因为它们所在的空间的退行速度比光速还要快,所以,它们根本无法到达我们这里。
而在可观测宇宙内,恒星所发出的光到底地球也是需要时间的,而且数量也是有限的,这还不足以填补整个天空,因此天空看起来不是亮的。