夜空为什么是黑的! 你认为的“正常”, 却隐藏着一个绝望的事实

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从古至今，人类都在不断的研究和探索世界的奥秘，古时候由于人类的科技不断发达，所以古人一直都认为我们的地球就是唯一的世界，认为太阳和月球都在围绕地球转动，不过随着人类科技的进步，人类走出了地球，当人类走出地球之后，人类的好奇心被宇宙的浩瀚所吸引，在宇宙中有很多恒星和行星，我们的地球就是其中的一颗行星，在太阳系中一共有八大行星，它们分别是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星，在海王星的外面还有一颗冥王星，曾经冥王星也属于一颗行星，但是后来科学家认为冥王星的体积和质量都太小了，于是将它踢出了行星的行列，在太阳系的八大行星当中，地球是唯一一颗诞生了生命的星球。人类作为地球上最有智慧的生命，从诞生以后就开始不断的研究和探索世界的奥秘。

小时候，我们都喜欢抬头看天上的星星，其实这些行星都是宇宙中的恒星，恒星是一种天体，一般来说恒星都是由分子云形成的，不过这需要特殊的条件，这个条件可能是附近超新星爆发、或者是分子云受到了空间的挤压，亦是一颗恒星的经过，当这些条件发生时，由于引力潮和压力的作用，分子云的某些区域被压缩，当这些区域达到足够的密度时，恒星便开始形成了，越来越多的物质被拉向中心，中心聚集物的随机运动也转变为绕轴转动，聚集物质粒子间的碰撞使得温度开始上升，开始发生热辐射。形成初期的原恒星十分不稳定，从原恒星的两极会喷出气体和尘埃，当核心达到足够的温度和压力时，核聚变就开始了，这时候原恒星就变成了一颗主序星。

在我们的银河系当中，平均每年诞生7颗恒星，目前诞生的恒星大部分都要比太阳小，一般情况下，离我们最近的恒星就是太阳，恒星就是一个燃烧的大火球，释放着光和热，在夜晚的时候，我们抬头看星星，都是一个一个的小亮点，根据感觉不到它的热量，也没有觉得有多亮，这是因为这些星星距离我们太远了，离太阳系最近的恒星比邻星，也有4.2光年左右，看到这里，相信很多人可能会产生一个疑问，就是宇宙中如此多的恒星，为什么我们地球的夜晚还是黑色的？可能有很多人会说，这是因为地球的自转和公转所产生的，因为地球绕自转轴自西向东的 转动，从北极点上空看呈现逆时针旋转，从南极点上空看呈现顺时针旋转，地球自转轴和黄道面成66.34度夹角，和赤道面垂直，地球自转是地球的一种重要的运动形式。

自转的平均角度大约是4.167*10度/秒，在地球赤道上的自转速度为465米/秒，当地球自转到太阳这一面的时候，这一面就是白天，另一面就是夜晚，昼夜交替就是一天，除了南极北极圈之外有极昼极夜的现象之外，其它地区基本上没有变化，所谓极昼就是一天24小时内，太阳不会落下，天空总是亮的，即使是夜晚也是有太阳的，这种现象被称为白夜，所谓极夜，就是和极昼相反，一天24小时内，太阳总不出来，天空一直都是黑的，即使是白天，也能够看到星星，极昼和极夜的形成是由于地球沿着椭圆形轨道绕太阳公转时，还绕着自身的倾斜地轴旋转而造成的，虽然地球的自转和公转能够导致白天黑夜的形成，但是真相并不只有这么简单。在19世纪30年代的时候，著名的德国科学家奥柏斯就发现了这一点。

并且他还提出了奥柏斯佯谬，奥柏斯和很多同时代的人一样，也相信牛顿和笛卡尔的思想，相信宇宙是有限的，当时奥柏斯认为，如果我们的宇宙是有限的，那么引力应该会把所有的恒星拉到一个中心位置上，但是如果宇宙是无限的，那么引力在各个方向上都是平衡的，当时奥柏斯就意识到，这个宇宙模型和观测的结果是不一样的，在一个布满了无数恒星的有限宇宙中，无论我们在夜晚还是白天，我们的目光都应该落在恒星的表面，就像是在森林中一样，我们抬头总是能够看到光芒，所以在1823年的时候，奥柏斯提出了观点：当时的宇宙学模型表明，天空中的每一点都应该和太阳表面是一样亮的。所以不应该出现黑夜，简单来说就是在恒定的宇宙中，相互之间的距离是平等的。

如果按照这个说法来看的话，那么宇宙中所有恒星发出的光都能够照射到地球上，无论地球自转和公转，地球都应该是明亮的，不应该出现黑夜，如果按照这个理论来说的话，那么也是完全合理的，但事实却不是如此，这到底是怎么回事呢？ 有一些人认为，可能是气体、尘埃阻挡了光线的传播，不过这个理论并不成立，根据爱因斯坦的能量守恒定律，当远方恒星的光线被星际介质或者其他不发光天体遮挡或者吸收时，光线携带的能力不可能凭空消失，在这种情况下，这些星际介质就会被持续加热，只要时间足够久，它们的温度也会无线接近远方恒星的温度，其释放出的光线最终会把地球照亮。当时奥柏斯佯谬困扰了科学界很长的时间。

“奥伯斯佯谬”有4个必要的前提：1、宇宙是静态的；2、宇宙无限大；3：宇宙是均匀的；4：宇宙存在的时间无限长。后来到了20世纪20年代的时候，美国物理学家爱德温.哈勃提出了宇宙膨胀的理论，完美的解释了地球夜空是黑色的，当年爱因斯坦创立广义相对论之后，希望能够把这个理论应用于其它科学领域的研究，爱因斯坦当时也受到了前人的阻碍，他相信牛顿的宇宙理论，认为宇宙是静止的，爱因斯坦甚至引入了一个名为宇宙常数的概念，这是一种假想理论，用于抵消重力，阻止宇宙坍缩，在加入宇宙常数之后，爱因斯坦构建了一个有限无边的静态宇宙模型，解决了牛顿宇宙模型中的矛盾，虽然这个宇宙常数解决了矛盾，但是爱因斯坦本人对宇宙常数并不太满意，因为它破坏了广义相对论场方程的完美。

就在这个时候，哈勃发现宇宙的膨胀，让爱因斯坦发现宇宙常数的诞生就是一个错误，在哈勃之前，有一些物理学家就发现了爱因斯坦的宇宙模型并不稳定，虽然依靠Λ，爱因斯坦构建了一个能暂时处于静态的宇宙模型，但是只要场方程中某一个参数有稍许变化，那么宇宙模型就不可能保持静态，不是膨胀就是塌缩。1922年苏联科学家弗里德曼对场方程进行了重新求解，它认为爱因斯坦引入的“宇宙常数项”完全没有存在的必要，经过重新求解，他得出了第一弗里德曼方程！第一弗里德曼方程认为宇宙是处于膨胀状态，对于弗里德曼得出的结论，爱因斯坦一开始不以为意，但后来哈勃发现的星系红移现象证实了弗里德曼的预言。在1929年的时候，哈勃利用特征谱线的特性，发现宇宙中的星系的电磁辐射波长增加了。

就是光谱的谱线向红端移动了，这意味着星系正在朝我们远去，这就是星系红移现象，通常，这种红移被错误地解释为多普勒效应，即物体的运动会改变它发射的波长。如果它正在远离，那么每个新的波峰都会从离观察者稍远的距离发射，因此每个后续波峰需要更长的时间才能到达，对应于更长的观测波长。对于声波，这意味着音调较低；对于光，则意味着更红的颜色。在接近光源的情况下，我们观察到更短的波长（更高的音高或“蓝移”）。物体朝向或远离观察者移动得越快，偏移就越大。星系离得越远，它的光就越多的转移到了更长的波长，这就是红移效应，1912年洛厄尔天文台的天文学家维斯托·斯里弗（Vesto Slipher）发现大多数星系都显示出较大的红移，这意味着它们以每秒数百甚至数千公里的速度后退时，才出现了更大范围内的红移观测。

但比利时宇宙学家乔治·勒梅特 (Georges Lema?tre) 和他的美国同事埃德温·哈勃 (Edwin Hubble) 在1920年代发现的宇宙膨胀的发现彻底颠覆了一切。在1924年的时候，哈勃提出了著名的哈勃定律，该理论指出：由于宇宙的膨胀，那些遥远的天体都会具备一个远离我们而去的速度，这个速度被称为是退行速度，对于地球上的我们来说，那些遥远天体的退行速度和它们与地球的距离成正比，哈勃定律用一个简单的公式“v = Hr”进行描述，其中“v”和“r”分别代表遥远天体的“退行速度”以及它们与地球的距离，H则是一个常数，这被称为“哈勃常数”，根据科学家的测量，它的值为67.80（±0.77）公里/秒/百万秒差距。简单来说，所谓百万秒差距其实是一种距离单位。

一百万秒差距相当于大约326万光年，根据哈勃定律得出，对于地球上的我们来说，那些遥远天体和地球的距离每增加326万光年，它们的退行速度就会增加67.8公里每秒，按照这个速度来计算的话，如果某一个天体和地球距离达到了144亿光年，那么它的退行速度就会达到光速，一旦超过这个距离，它的退行速度还会超越光速，由于宇宙膨胀的速度很快，所以遥远恒星发出的光，永远都不可能达到地球上，因为光速的传播是有限的，光速大约是每秒30万公里，而宇宙膨胀的速度已经超过了这个速度，所以对于遥远恒星发出的光，它们会在宇宙中一直飞行，但是永远都无法达到地球，这就使得我们的地球只能够被一定范围内的恒星照射到，而太阳的光和热是照射地球最多的。

既然其它恒星的光无法飞到地球上，那么地球背对太阳的一面，就是黑夜，好在我们还有月球能够反射太阳光，否则我们的夜晚在没有灯光的情况下，就是漆黑一片的，月球自身并不发光，它是一个没有大气层的天体，没有自己的光源。然而，当太阳光照射在月球表面时，一部分光线会被月球上的岩石、尘埃和反射率较高的物质所反射，达到观测者的眼睛。这些反射的光线综合起来形成了我们在夜晚看到的明亮的月亮。月亮表面的反射率不均匀，某些地区的反射率较高，比如月球上的高地和撞击坑，而其他地区的反射率较低，比如月球的黑斑（Maria）。这种反射光线的不均匀性导致月亮表面的亮度存在变化，我们称之为月相。月球对于地球生命来说非常重要。它不仅能够提供亮度，还能够产生潮汐作用。

潮汐是指海水在天体潮汐力作用下所产生的周期性运动，潮汐作用使得地球的自转速度变得越来越慢，根据科学家的研究发现，地球刚刚诞生的时候，它的自转速度达到了一天6个小时，现在变成了一天24小时，如果没有月球的存在，可能地球也不会诞生生命，虽然现在人类已经知道了宇宙膨胀的事情，但是对于人类来说，宇宙膨胀并不是一个好消息，因为如果我们的宇宙一直膨胀下去，那么我们或许永远都不知道宇宙的边缘在哪里，不过小编认为，人类是地球上最有智慧的生命，人类的科技在不断的进步和发展，未来随着人类科技的进步，说不定人类能够找到宇宙的边缘，对此，大家有什么想说的吗？