夜晚的天空为什么是黑暗的

放大字体  缩小字体 2019-10-08 13:19:19  阅读:4376 作者:责任编辑。陈微竹0371

很早就有学者在考虑“为什么夜晚的天空是漆黑的?”,你或许觉得这是一个再正常不过的现象了,这其实并不好解说。咱们能够来现象一下,假如世界是无限大的,那么在世界中必定存在这无限多的恒星,也便是说有无限多的光源,它们的光总会找到地球上,那地球就应该不没有黑夜和白日之分,而应该一向都是白日才对。

提出这个问题的学者叫做奥伯斯,这个问题便是闻名的奥伯斯佯谬。听起来如同很有道理的姿态,其实还真的难住他地点的年代的人。那这到底是咋回事呢?

其实,其实触及到了三方面问题:

世界是不是永久不变的?光传递的速度人是不是什么光都能看到?

世界是不是永久不变的?

实际上,前两个问题咱们能够放在一同来看。首要,在150多年前,有个叫做麦克斯韦的科学家一致了电和磁,预言了电磁波的存在,而且光便是一种电磁波。

而且麦克斯韦的理论其实能够得到一个光速的表达式:c=1/ε0μ0

可问题来了,这个ε0和μ0其实都是常数,也便是说光速c也是一个常数。这好像蕴含着光速在任何惯性坐标系下都是稳定不变的,但这和牛顿力学彼此对立的。所以,科学家们就能够寻觅光的传达介质以此来处理这个问题。成果,他们全都失利了。

咱们现在知道,相对论便是建立在光速不变原理的假定之上的,这个光速不变原理指的便是光在恣意惯性系下的速度都不变。这个光速的数值大概是3*10m/s。

所以,问题也就来了,假如光具有传达速度的,因而走过一段间隔是需求必定时刻的。假如世界是永久不变的,那因为世界是无限大的,有无限多的恒星,光总会跑到地球上,在这种情况下,那地球就应该是一天到晚都是白日才对。

所以,问题又来了,世界真的是永久的么?

上世纪初,爱因斯坦也以为世界是永久的,所以,他在推导出自己的广义相对论重力场方程时,发现方程指向的是一个胀大的世界,为了抵消这个胀大效应,使得方程能够契合爱因斯坦所以为的永久的世界,爱因斯坦往里加了一个世界学常数。

后来,哈勃观测到星系都在发作红移,更深化的研讨后科学家发现,星系红移的实质是世界空间在跟着时刻胀大,假如咱们倒推回去,那世界就应该起源于一个奇点。后来,科学家建立了世界大爆炸模型(一开端其实叫做核火球模型)。在这个理论中,世界起源于一次138亿年前的大爆炸,从那之后世界开端胀大,一向继续至今。

也便是说,世界并非是永久的,而是一向在改变的。这就带来一个问题,即便从世界大爆炸起开端传达(实际上,光是从世界38万岁时才开端传达),光最多也就能传达138亿光年,加上世界空间的胀大效应,光走过的途径大概是461亿光年。

也便是说,关于恣意一个天体来说,假如用电磁波来观测,他最多能观测的间隔是461亿光年,当然,假如能够用上引力波,这个间隔能够增加到465亿光年,这是因为引力波子在世界大爆炸之初就开端传达了。

所以,咱们只能看到465亿光年为半径的天球内的星光,而这个区域内的天体数量其实是有限多的,而不是无限多的。所以,能传达到地球的光也便是有限多的,这才使得夜晚天空是漆黑的。

人是不是什么光都能看到?

上文是主要原因,接下来说一个非必须的原因,其实世界中还存在着一些天体或许星光,咱们肉眼压根是看不到的,这是因为肉眼所能够看到是可见光,它仅仅电磁波的一部分。

也便是说,因为咱们看的不是全频段的电磁波,导致咱们错过了许多“光”,假如你能看到全频段的电磁波,那无论是白日仍是黑夜,其实都要比现在亮一些。

最终,咱们来总结一下,夜黑的天之所以是漆黑的,是因为世界并不是永久的,世界起源于138亿年前的一次大爆炸,之后一向处于胀大状况,而光也是有速度上限的,因而,地球上所能够接收到最悠远的光是461亿光年外的天体宣布的(在宣布这光时其实并没有那么远,仅仅世界在胀大,现在它间隔咱们461亿光年了)。其次,肉眼所能看到仅仅可见光,世界中的一些可见光之外的光,是肉眼看不到的。

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