你是否想过生活在地球上的我们

看天空中的太阳如此明亮

它为地球带来了光明驱赶了黑暗

在宇宙中,它是否也能照亮整个宇宙呢?

实际上并不如此

我们在观看宇航员出舱时

会发现外太空是一片黑暗

地球有光要归功于地球的保护罩---大气层

厚重的大气层中含有各种气体、尘埃

当阳光照射到地球时

大气层中的尘埃以及其他微粒

散射蓝光的能力大于散射其他波长较长光子的能力

因此我们白天看天空是明亮且是蓝色的

那么,我们站在月球上看到的天空那将会是一片黑暗,因为它没有大气层,光无法进行散射,也没办法在自己的星球表面留下光。

那为什么宇宙是黑的呢?

每当夜晚来临我们抬起头凝视这璀璨的夜空时,你有没有想过夜空为什么是黑的?你也许会觉得答案很简单嘛,因为没有太阳啊。可是你知道吗?白天的天空之所以是蓝色的,完全是因为我们的大气层把阳光给散射了。而如果没有了大气层,就比如月球,即便有太阳的照射,宇宙也一直都会是黑的。

那就让我们换一种问法,为什么太空是黑色的?太空里充满了各种各样的恒星,每一颗的亮度都堪比太阳,甚至更亮。而在无穷无尽的宇宙中,不论你选择任何一个方向,只要你走的足够远,你都能遇到至少一颗恒星或者星系,这么多的恒星,星系。那么按照这种逻辑来看的话不管白天还是黑夜天空都应该亮如白昼才对啊。

那么,黑色的夜空是否告诉了我们在一定的距离之外,就没有恒星或者星系了呢?是否存在一个有星星和没有星星的边界呢?难道宇宙真的有边际的?答案并非如此,几乎所有的现有证据都表明,宇宙空间是没有边界的。但是宇宙本身也确实有边界,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138亿年前的宇宙是很小且高度压缩的,那时候的宇宙对于我们现在的时间和空间概念是不适用的。而从这个所谓的起源开始,对于整个仅仅过了很短的时间,因此要造就一个明亮的夜空所需要的恒星大部分都距离我们太遥远。它们所发出的亮光都还没达到地球呢!

如果把宇宙比作一个巨大的雷雨云,那么我们还在等待着那些遥远恒星的雷声,它们还没到达地球呢。

等等,似乎还有更好的解释呢,既然光穿越宇宙需要时间,那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,并不是因为恒星本身不存在,而只是它发出的光还没有到达地球而已。我们之所以看不到任何星星,是因为我们窥探的宇宙哪些星星都还没形成吗?一个没有星星的宇宙!这看似是个很好的解释。因为这解释了为什么夜空是黑色的。

事实却并非如此!我们的确可以找到夜空里的一些真空点,那是因为在那个方向上最古老星星的光都还没来得及到达地球。可是当我们把望远镜对着哪些真空点时,我们却又能看到光,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,从各个方向几乎完全均匀地散射,形成了所有星星的背景。说道这里我认为夜空从一开始就不是黑的,既然望远镜告诉我们,夜空不是黑的,可是它为什么看上去却是黑的呢?

这里有个小提示:比如当哈勃望远镜拍下哪些古老的恒星,就是拍下那些极其壮美的星空图片时,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。就如同音乐慢放,声音就会变得低沉。多普勒效应使得那些远离我们的恒星变得更红(红移)。离我们越是远的恒星,移动的越快,因此也就越红。直到它们发出的光都变成了红外线,所以我们看不见它们,至少用我们的肉眼是看不到的,因此我们就觉得夜空是黑的。

总结一下,如果我们生活在一个无限的,不变的宇宙里,那么夜空就一定是完全明亮的。现实是我们看到的夜空是黑色的,因此我们可以推断出,宇宙有一个起源,而且并不是所有方向上都有星光。但更重要的是,那些来自遥远恒星甚至更遥远的宇宙背景辐射,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,我们简单的解释了为何夜空看上去是黑的,但它其实却并不是黑的!

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