深度长文：为什么夜晚的天空还是黑的？因为没有太阳？别闹！

看似一个无厘头的问题，实则不然，暗藏着非常深刻的宇宙奥秘。

因为夜晚没有太阳？那只是表面，如果你深入思考问题本身，就会有很多不一样的发现。

其实，德国天文学家奥尔伯斯悖早在200年前的1823年就思考过这样的问题，他提出了一个著名的悖论，也就是奥尔伯斯悖论，大概意思是：如果我们的宇宙是静态的，均匀的，同时也是无限的，宇宙中拥有无限多颗恒星，意味着在地球上无论朝哪个方向看，夜空都会被无限多个恒星填满，如此一来夜空就不应该是黑的，而应该向白天一样明亮，严格来讲就像恒星表面一样明亮。

但事实并非如此，我们观察到的夜晚是黑的，理论与事实不符，这就是奥尔伯斯悖论，或者“奥尔伯斯佯谬”。

很多人都观看过夜空，基本上都是这样的：夜空看起来漫天繁星，但总体来看夜空还是黑暗的，每颗星星之间有大片的黑暗空间。

为什么会这样？奥尔伯斯提出了自己的观点：宇宙的这三种假设的状态，至少有一个是错误的：静态，均匀和无限。

而之后的宇宙大爆炸理论模型，利用光线的红移现象就能解释奥尔伯斯悖论，大爆炸理论认为由于宇宙加速膨胀，导致遥远恒星发出的光会出现明显的红移现象，遥远的恒星和星系发出的光即便能到达地球，那些光线早就发生了明显的红移，最终波长被越来越长，成为我们很难察觉到的微波了，自然就不能照亮夜空了。更不要说由于宇宙的膨胀速度超过光速，很大一部分光线根本到达不了地球，所以地球能接收到的恒星光线数量并不是无限的，而是有限的。

当然，宇宙大爆炸理论本质来讲也只是一个假说，那么对于奥尔伯斯悖论，有没有其他解释呢？

其实奥尔伯斯悖论，挑战的是稳恒态宇宙。长期以来，人们认为宇宙的确是稳恒态的，没有开始也没有结束，就是这么存在着，同时还认为宇宙是无限的。

到了近现代，虽然人们发现宇宙有可能在膨胀，但人们仍旧坚信宇宙的膨胀并不会改变外观，宇宙中的物质在大尺度上还是相对均匀的，也就是说，多数人仍旧坚信宇宙稳恒态这种观点。

那么，宇宙到底是有限的还是无限的？

有限的宇宙很容易解释奥尔伯斯悖论，毕竟有限的宇宙围着恒星的数量也是有限的，而有限的恒星自然无法填满无限的夜空，地球的夜空当然就是黑的。

但这里有一个问题，人类肉眼看到的星空果真是宇宙的真实全部吗？很明显答案是否定的。不管你的视力有多好，也不管在一个环境多么好的夜晚仰望星空，人类肉眼能看到的恒星都是在银河系里，而且是银河系非常小的一部分。

天文学家们表示，人类肉眼能看到的恒星总数量不超过一万颗，这一万颗还是在世界各地看到的恒星数量总和，而在某一地区的任一时刻，用肉眼能看到的恒星数量不超过2500颗。

为什么会这样？距离是一方面，更主要的原因是地球上的大气层阻挡了大多数恒星发出的光线。即便地球不是在银河系郊区，而是在银河系中心密密麻麻的恒星群当中，看到的夜空也不会被恒星填满，更不要说地球距离银河系中心达到2.6万光年了。

除了地球上的大气层，银河系中也存在大量尘埃分子和星际云，这些都大大阻挡了光学望远镜的视线，而利用强大的射电望远镜，就能看到更多。随着人类科技不断发展，科学家们利用最先进的X射线或者红外线望远镜扫描天空，可以帮助我们揭开更多宇宙奥秘。再想想200年前的奥尔伯斯时代，只能使用口径只有十厘米左右的单筒望远镜，对于奥尔伯斯时代的人们来讲，我们如今的科技是不可想象的。

所以，即便宇宙是无限的，人们能看到的宇宙并不是无限的，接收到的光线数量自然也不是无限的。

第二个问题，宇宙是不是均匀的？

从目前天文学家们的观测结果来看，在大尺度上，我们的宇宙的确是均匀的，宇宙具有各向同性，什么意思呢？通俗来讲就是，无论朝着宇宙的哪个方向看，看到的基本都差不多。

这种观点其实也符合宇宙稳恒态观点。哈勃望远镜就曾经拍摄过多张宇宙深空图，拍摄到的基本都差不多。

而大爆炸理论也认为在可观测宇宙内，宇宙物质的分布是均匀的，尽管宇宙从诞生开始就一直在不断膨胀，膨胀速度远超光速，可观测宇宙直径达到了930亿光年，但宇宙在大尺度上来看是均匀的。

第三个问题，宇宙是静态还是动态的？

如果说稳恒态宇宙观点中的“无限和均匀”还可以解释，可以被接受的话，那么“静态宇宙”就是稳恒态观点的致命弱点。稳恒态宇宙观点认为宇宙是静态的，一成不变的，从过去到现在都是如此。

但是随着上世纪20年代，著名科学家哈勃发现了遥远星系的红移现象之后，人们对宇宙的稳恒态提出了质疑。具体是怎么回事呢？其实也是哈勃的一个偶然发现。

20世纪20年代，哈勃利用天文望远镜观察遥远星系的运动时，偶然发现星系发出的光发生了红移现象，而且距离越远的星系，红移现象越明显。

什么是红移现象？

其实红移现象并不是什么高深的东西，也是多普勒频移的一种表现。说白了就是，当天体远离地球时，天体发生的光的波长就会被拉伸，波长变长，就会发生红移。反之，当天体靠近地球时，波长就会被压缩，波长变短，就会发生蓝移。

不仅仅是光，声音也具有这种特性，其实这种特性在我们日常生活中经常出现，只是我们早就习以为常，很难发现罢了。

下次有机会坐火车，你可以留意一下。当火车即将驶入站台，通常都会鸣笛，这时候鸣笛声都会很尖锐，这是因为火车不断靠近你，声波就被压缩，波长变短，声音就会很减弱。而当火车驶离站台，火车不断远离你时，再鸣笛的话，声音就会变得很低沉，这是因为火车驶离你，声波被拉长，听起来就很低沉。

话说回来，哈勃发现了遥远星系的红移现象，自然就会联想到遥远的星系在不断远离地球，而且他发现不止一个星系如此，几乎所有的遥远星系都是如此，都在加速远离地球。

很明显，这说明宇宙并不是静态的，而是动态的，更准确来讲，宇宙一直在膨胀，而且是加速膨胀。哈勃的发现也是宇宙大爆炸理论的一个有力证据。

当时的物理学界大佬爱因斯坦并不认哈勃的发现，而当哈勃邀请爱因斯坦，让他亲自看一眼自己的发现的，爱因斯坦也顿时感叹原来自己坚持多年的宇宙稳恒态是错误的，同时也承认在引力场方程中加入的“宇宙常数”是他一生中“最大的错误”，因为他加入的宇宙常数就是为了保证宇宙的稳恒态。

总结

不管宇宙大爆炸理论是否正确，但不可否认的事实是，我们的宇宙的确一直在膨胀，而且膨胀的速度越来越快，这个结论是通过大量观察总结出来的，并不是假设，也不是想象出来的，是有科学依据的。

宇宙不仅在膨胀，而且膨胀速度越来越快，距离地球越远的星系，远离地球的速度也会越快，膨胀速度甚至会远远超过光速。

这就意味着，不管宇宙是有限还是无限的，能够到达地球的恒星的光线始终是有限的。即便是恒星和星系的光线能到达地球，大部分光线也会因为红移现象而衰减成不可见光，只能以红外线甚至是微波的形式存在，这些光是不能被我们的肉眼看到的。

上世纪60年代的四大天文学发现之一，宇宙微波背景辐射，就是强有力的证据，也是宇宙大爆炸理论的关键证据。让我们明白，地球的夜空中虽然充满了各种电磁波，但可见光却很少，所以我们只能看到褐色的夜空。

同时，宇宙太空并不像我们想象的那样空旷和透明，地球上空的大气层很浓厚，阻挡了大部分恒星发出的光线。但其实，更遥远的深空，比如说银河系的空旷区域，也有很多星际云和尘埃，宇宙中并不存在绝对的真空。

而且距离地球越远的天体，到达地球的光就会越少，这又会使得我们利用天文望远镜接收到的可见光数量变得更少，自然也会看到黑色的夜空。

再者，宇宙中有太多大质量的天体，由于质量很大，引力也会巨大，甚至能吸收，阻挡，弯曲光线，某种程度上也让到达地球的恒星光线变少了。

最后，不得不提到几乎不为我们所知的暗物质和暗能量，两者占据了整个宇宙的95%，而我们每天看到的可见物质，也就是恒星物质，只占了可怜的5%而已。科学家们并不知道暗物质和暗能量是否对电磁波有什么影响，或许暗物质和暗能量也过滤掉了很多恒星发出的光线，关于这一点还有待深入研究。

200年前，奥尔伯斯提出了当时人们无法理解的奥尔伯斯悖论，当时的人们对宇宙的认知和探测水平还非常有限。而如今，我们对宇宙太空有了更深刻的认知，提出了更加合理的诠释。

我们知道了宇宙并不稳恒态的，而是一直在膨胀。同时也知道了在大尺度上宇宙是均匀的。虽然我们还不清楚宇宙到底是有限还是无限的，但科学家一直在努力寻找问题的真相。

最后我想说的是，不要被日常生活中那些常见的现象所束缚，不要认为常见的现象就是理所当然是那样，多问几个为什么。

可以想象一下这个场景，你走到大街上随便问一个人“夜晚的天空为什么是黑的？”，别人肯定以为你要么是吃饱了撑的，要么是疯了，说些胡言乱语，然后给你一个蔑视的眼神：你疯了吧？夜晚的天空不是黑的，难道还是亮的？

但科学家正是凭借这种看似“疯狂”的质疑，才一步步洞察宇宙的真相。大自然的很多奥秘并不是隐藏在我们看不见的角落里，而恰恰就在你我身边，就看你有没有善于发现的眼睛，善于打破传统思维模式的大脑了！

所以，永葆好奇心！