既然宇宙有那么多星星,为什么晚上天空还是黑色的?
因为宇宙是不断膨胀的并且我们观察到的星星是有限的。
这个问题一直困扰人类400多年,这里就要说一下著名的奥伯斯佯谬了。
1720年,英国著名天文学家哈雷提出这个问题:宇宙中的星星不计其数,但银河系就有成百上千亿颗恒星,因此,无论往那个方向看去,天空都应该是明亮的,但为什么天空一片漆黑呢?后来法国人乔梭和德国人奥伯斯重新提出了这个问题,还给出了自己的答案,因为奥伯斯对这个问题研究最深入,因此后人把这个问题称为奥伯斯佯谬。
现代科学研究表明,行星的自转并非一成不变的。最为突出的是我们的地球,其自转有明显的波动:一年中,8月间地球自转最快3-4月间自转最慢。在各个世纪和不同的年份自转也不是均匀的,如17世纪地球自转比较快,20世纪30~40年代自转加快,60~70年代自转减慢,到了80~90年代自转又加快。
尤其是在低于北纬和南纬43度的地方,没有紧紧固定在地面上的物体,都将会被高速甩出去,其速度甚至可以超光音速,但地球上的物体不会因此而飞离地球,因为第一宇宙速度可达每秒177秒。由于大气层相对于地面高速运动,地球上将会出现全球性的超级风暴。
在这种情况下最安全的地方是南北极,因为那里的线速度为零,所以身处那里的物体并不会被甩出去。
在1秒后,地球恢复自转,飞上天的物体很快又会落下来。
此外,由于月球对地球施加了潮汐力的影响,月球其实会拉着地球自转,使得地球的自转无法完全停止。
另一方面,地球以每秒大约30公里的速度环绕太阳旋转。
如果地球公转停止,那么,地球会朝着原先地球轨道的切线方向飞出去。
奥伯斯是十九世纪德国的一位天文学家同时他也是一位医生,白天他行医,晚上就观察星空。他发现了五颗彗星并提出了彗星尾形形成理论,但是他提出了一个悖论,至今未能得到合理解释。
这个佯谬是说若恒星发出的光不变且都相同,而空间又是欧几里得的(平直的)则在此种宇宙中整个天空的亮度看起来是均匀的,且与太阳一般亮。
因为无论从哪一个方向观看天空视线都会碰到一个星星,这一点可以用一个简单的几何论证说明:现考虑进入人眼的一束细长的锥形光线,虽然恒星表面的视亮度与距离平方成反比,但锥体的截面积(或恒星的数目)随距离平方而增加,则集中在锥体内的光与它从什么地方发出没有关系,因而整个天空就要亮得像太阳一样,实际上夜空却是黑的,这就很奇怪了。
这里我们需要引出19世纪物理学对于宇宙的几个基本观点宇宙物质是均匀分布的宇宙是静态的宇宙是无限的。
早在奥伯斯之前,另外一位德国天文学家开普勒就认为,如果天空的星星无限多,夜晚的星空就应该是亮的无论是奥伯斯还是开普勒,他们虽然提出了问题,却无法回答问题。
奥伯斯的论证之所以是佯谬,就是因为这个前提错了,“宇宙是无限的且时静态永恒的。这个佯谬侧面印证了现代宇宙学对于宇宙的解释。
首先,通过现代物理学对于宇宙的解释:宇宙是空间无限的但是宇宙的时间却是有限的,光速是有限的。
从宇宙大爆炸到现在距今约137亿年,意思就是说我们能看到的宇宙的尺度大概也就是137亿光年为半径的宇宙。
这137亿光年宇宙就是我们能观测到的宇宙极限,这个界限之外的宇宙我们是看不到的。
奥伯斯同时还是智神星的发现者。
宇宙的空间是无限的而时间是有限的,宇宙是无限的而我们能看到的宇宙是有限的。简单来说就是我们看到的星星是有限的,还有很多星星我们是看不到的,那我们看不到的星星夜空自然就是黑色的了。
其次,就是现在宇宙依然在膨胀,所有的星系几乎都在加速远离我们,距离我们越远的星系远离我们的速度越快。
也就是说距离我们越远的恒星发出的光我们肉眼就越难
们为什么在晚上看夜空是黑的了。
THE END.
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