【天文|夜空为什么是黑的?】夜空为什么是黑的?
答:
这个问题比较显然的答案是:白天的时候 , 阳光经过大气层散射 , 然后进入我们的眼睛 , 因此白天很亮 。 晚上的时候 , 由于地球的自转 , 我们处于地球的背面 , 太阳照射不到 , 因此夜空是黑的 。
但是其实要真正解决这个问题并没有那么简单 。 我们处于广袤的宇宙之中 , 宇宙中有无数像太阳一样的发光体 , 假如将地球接收到的来自无限大宇宙的所有发光体的光子累计 , 通过积分计算 , 不难发现结果是趋于无穷的 , 也就是说地球上以及宇宙其他任意星球上本应该是永远亮着的 。 这个问题就是奥伯斯佯谬 。
但事实显然不是这样的 , 问题的关键是宇宙的膨胀 。 由于宇宙的膨胀 , 整个宇宙的发光体密度实际上在降低 , 而且部分发光体在远离我们 , 这会导致光波的红移 , 即光子的能量降低 。 另一方面 , 根据宇宙膨胀理论 , 宇宙存在一个初始点 , 距今约137亿年 , 这就意味着我们只能看到距离我们137亿光年以内的发光体 , 宇宙深处的光子来不及传播到地球上 。 因此 , 地球接收到的光子实际上是来自于离地球比较近的一部分宇宙空间 , 且能量在不断降低 , 这些能量有限 , 数目也有限的光子确实不足以照亮地球 , 实际上宇宙存在微波背景辐射 , 也正是来源于这些能量不高的光子 , 微波背景辐射的波长在厘米级 , 已经超出了人眼的感知范围 , 因此我们看到的夜空是黑的 。
参考资料:
夜空为什么是黑色的?| 天问专栏
by 有衡
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