你如果現在在地球上一個空氣質量很好的地區觀察夜空,天上的星星依然那么多,多得數不清?,F在夜空中的星星比30年前一顆不少,如果宇宙是無限的(很可能是)——有無限數量的恒星和星系(可能有)——那么為什么有那么多恒星的天空沒有發出統一的白光,即使在晚上。
1、如果有無數的星星,那么為什么夜空還是黑色的?
這是一個很明智的問題。畢竟,如果你處在一片樹海之中,無論你朝哪個方向都會看見樹木,要知道這個問題的答案,我們需要回到宇宙剛開始時,恒星只存在于我們宇宙有限生命中的一小部分,所以簡單來說就是我們的宇宙不夠老,不足以填滿來自恒星的光除此之外我們的確擁有大爆炸(重組后)形成的光源,但是由于空間的膨脹,我們看到的光在很早以前就普遍發生了紅移。
紅移(或由于空間膨脹而增加的光的波長)與我們觀測的宇宙微波背景輻射的頻率相關,所以,即使有可見光照射,天空大部分是黑色,因為它是一束來自宇宙大爆炸的160.2GHz的光。正如有人指出的,這就是所謂的奧伯斯佯謬,這被稱為奧伯斯佯謬——和幾乎所有的悖論一樣——它根本不是一個真正的佯謬。如果宇宙是無限的(很可能是)——有無限數量的恒星和星系(可能有)——那么為什么有那么多恒星的天空沒有發出統一的白光,即使在晚上?原因是宇宙在膨脹,而且自宇宙大爆炸以來就一直在膨脹,
這意味著你離觀測者(我們!)越遠,膨脹的速度就越快。這導致了兩個結果:在距離地球一定距離(420億光年)的地方,空間的擴張速度超過了光速——因此,超出該距離以外恒星的光永遠無法到達我們這里,因為空間的擴張速度超過了星光穿過它的速度!這將我們能看到的恒星數量限制在一個合理的、有限的數量上,隨著宇宙膨脹,它會拉伸光的波長——因此,物體距離越遠,它們光的頻率會變得越來越低。
這被稱為“多普勒效應”或“紅移”(因為——在一定距離上,所有的星光都會變成紅光),除此之外,一切都變成了紅外光,然后變成了微波、無線電波等。一旦恒星的光偏離了人類的視覺光譜,沒有合適的科學儀器,我們就再也看不見它們了所以,大部分的天空都是黑暗的,因為大部分的恒星離我們太遠,移動得太快,這根本不是一個佯謬——只是一個有點令人驚訝的解釋!這里有一個哭笑不得的故事。
在1994年的一個深夜,洛杉磯市經歷了一次全面的停電,所有的電力來源都切斷了,整個城市沒有街燈,也沒有房子里的燈,什么都沒有。一座幾分鐘前還燈火通明的繁華大都市,突然間陷入黑暗,好奇的人們,在好奇心的驅使下,來到外面想看看發生了什么事。在觀察了自己的家、周圍的環境和家人之后,有些人抬頭看了看天空,
他們抬頭看到的事物是如此驚奇和令人不安,他們中的一些人甚至撥打了911。他們說天空中有奇怪形狀東西,一團不詳的云狀物貫穿天際,這些報告如此一致,如此說服力,不能被駁回。事實上,他們的發現并非杜撰——它們是真實的,而且非常真實,他們看到了什么?銀河那是我們的銀河系,我們的家園,我們肉眼所能看到的所有恒星和行星,我們生存的地方。
它看起來很漂亮,不是嗎?然而,你可以確定——我們大概每晚都看不到這種美妙的景色,為什么?答案是:光污染。在不到100年前,每個人都能抬頭看見壯麗絢爛的星夜,如今,全球有數百萬的孩子們將永遠無法在他們居住的地方看見銀河。夜晚人造光的增加和廣泛使用不僅損害了我們對宇宙的認知,也嚴重影響了我們的環境、安全、能源消耗和身體健康,
簡言之,在光污染區很難看到星星的原因,與當手電筒照射你的眼睛時很難看見星星的原因一樣。但并非是手電筒,我們有成千上萬、甚至數百萬的城市、鄉鎮、建筑和車輛所產生的光線,直接的照射進我們星球上許許多多雙眼睛里,如果你想看光污染的潛在影響,這里有一個視覺對比圖,來自darksky.org,左側是一個普通郊區的午夜上空。