夜空为什么是黑的?你以为的“正常”,却隐藏着一个绝望的事实
综述
夜空虽然是黑的,但长久以来还是受到了很多人的喜爱,毕竟除了那一片黑的底色,还有漫天的璀璨繁星和皎洁的明月,宁静而美好,令人心生向往。
这一切看起来似乎都是再正常不过的自然现象,然而只有极少数人才知道,这其中其实隐藏着令人绝望的事实,这究竟是怎么回事呢?
黑色的夜空之谜
关于夜空为什么是黑色的问题,或许除了科学家,没有人会对此进行深究,千百年来人类也早已适应这种现象,但是对于科学家而言,万事万物都能够以科学的角度来解释。
然而这一目标的达成却并不像想象的那般容易,这看似寻常的现象,曾困扰了整个科学界多年。
十六世纪初期,开普勒首次对夜空的黑发出质疑之声,因为如果按照科学理论,在宇宙中分布着无数恒星,其中也不乏一些亮度比太阳还要高的恒星,但是为什么它们还是没能照亮黑夜,而只有亮度一般的太阳撑起了白天呢?
受到科技水平的限制,这个疑问在当时并没有得到解答,直到十八世纪,一位叫做奥伯斯的科学家同样对黑夜产生了疑惑,并专门为此展开了研究,写出了关于宇宙发光天体的论文。
在该论文中,他明确指出许多发光天体所发散的光能够传播很远,无论是处于地球哪个区域都有机会接收到这些天体的光。
如此看来,那么地球上本不应存在黑夜,但实际上却并非如此,于是奥伯斯的观点成为了科学界的一个悖论,直到二十世纪初期,才得到了证实。
得到证实的悖论
奥伯斯的悖论能够得以证实,主要归功于当时被科学家偶然发现的一个特殊现象——红移。所谓红移,指的是当电磁辐射发生异常,使得波长频率不稳定的情况下,光谱照射将随之变化,不但位置会出现移动现象,其距离也会相应变化。
天文学家爱德温·哈勃在观测和研究过各种星系之后,发现所有星系光谱中都可以发现红移现象,事实上带有波属性的自然物质也都可能发生红移,比如声波。
声波即围绕着发声位置,逐渐向周围扩散产生的圆形波纹,不过如果发声位置发生变化,那么声波便难以继续保持原有形态,而是变得或紧或松。
通常声波的频率越高,声调便越高,就像道路上的行车,在靠近我们的时候,会明显感觉到较高的声调,而驶远之后,其声调便会降低很多。
但众所周知,其实汽车本身的声调并没有因为距离的远近而变化,人类的听力也没有在这个过程发生任何变化,之所以会产生不同的感觉,原因就在于声波的红移以及蓝移。
声波随着不断靠近,频率不断变高的过程叫作蓝移,反之则叫做红移,这是由光谱所决定的。所以也就不难理解为什么存在黑夜了。
这是由于发光天体已经远离地球,使得原本可以照射进来的光波越来越小,甚至成为红外线,无法通过肉眼看到,由此也就证明了奥伯斯的悖论。
虽然宇宙中确实充斥着发光天体,但是在红移现象的影响下逐渐成为了不可见光线,形成了黑夜。
为何夜空的黑令人绝望?
在发现红移现象之后,科学家便马不停蹄地通过红外线探测器观测了宇宙光线,发现宇宙当中到处充斥着各种光线,而这些光线早在宇宙大爆发时期便已经出现,由此科学家推算宇宙的寿命约为139亿年。
按照广义相对论的观点,光速是最快的速度,任何物质运行速度都不会高于它,那么就算宇宙以光速来膨胀,其物质存在范围仅仅在129亿光年左右。
然而实际上现阶段,能够测算出的宇宙半径便已经有465亿光年,并且在这个距离之外,显然还分布着更多天体,所以宇宙的范围应多于930亿光年。
所以宇宙膨胀的速度一定大于光速,可是为什么科学家会对此感到绝望呢?原因不难理解。
既然宇宙膨胀的速度高于光速,就意味着在宇宙半径以外的物质都会以超光速的速度远离地球,尤其是那些能够发光的天体,或许永远都没有机会触碰到它们,即便想要传递信息也很难实现,几乎不可能将信息传递到该范围之外。
更重要的是,因为宇宙一直在加速膨胀,除了视界之外的物质,就算是处于视界之内的物质,同样也会可能随时走远,到最后人类的可视范围内或许只有一个地球。
不过现阶段还不会出现这种情况,当前宇宙物质间的距离并不算远,人类还是有机会从中获取更多信息和资源展开研究。
结语
综上所述,虽然探究出了黑夜产生的原因是一件值得欣喜的事,但是科学家也由此推算出了宇宙惊人的膨胀速度,不禁为那些永远无法触及的发光天体感到遗憾。
为未来可能出现的情况感到绝望,好在这一切在短期内并不会成为现实,但科学家取得的科研成就却帮助现代人进一步打开了视野。
原来我们日常生活司空见惯的夜空竟如此玄妙,而人类能够欣赏到美丽的夜景也实属幸运,只是因为宇宙发光天体出现了红移,才使得地球能够这般昼夜分明,我们应当珍惜当下来之不易的一切。