悖论的意思 对黑暗夜空悖论的说明

悖论的意思 对黑暗夜空悖论的说明

1823年，德国天文学家海因里希威廉奥尔伯斯 Heinrich Wilhelm Olbers提出了一个有名的观点：如果宇宙是无穷、均匀和静态的，同时无穷的宇宙中有无穷多颗恒星，那么从地球向任意角度看，夜空都会被恒星填满，夜空不应当是黑暗的，它应当与恒星表面一样亮。这与我们观测到黑暗星空的事实相悖。奥尔伯斯的观点被称为“奥尔伯斯悖论”，又称“黑暗夜空悖论”。

为了让描写更加直观，我们引入下面这张动画：

黑暗夜空被遥远星光填满

在这幅描写无穷而均匀的天空的动画中，每一帧都显示出越来越远的星星，距离越远的星星弥补了视野中距离较近的星星之间的空白。最终，全部图像就变得像一颗星星一样明亮。

事实上，我们在地面肉眼看到的夜空是这样：尽管满天星光，但总体上看它是黑暗的，星与星之间有大片的空间，我们看不见这些空间里有恒星的光芒。

高原天文台的星空

奥尔伯斯悖论以为，由于夜空黑暗，因此“无穷”、“均匀”和“静态”这三个关于宇宙实质的假设中至少有一个是毛病的。

奥尔伯斯悖论在提出之后被“宇宙大爆炸理论”所应用。大爆炸模型中红移的假设本身就能说明夜空的黑暗：宇宙的膨胀导致来自遥远恒星和类星体的光产生红移，更加遥远的星系正以光速甚至超光速分开我们，因此来自天空的总光通量仍然是有限的。我们看不见可视宇宙之外的星球深圳生涯网，因为它们的光不会快于光速，所以无法达到地球。而在可视宇宙的规模内，恒星的数目是有限的，它们不能填满夜空。

奥尔伯斯“黑暗夜空悖论”的提出，挑衅的是稳态宇宙的假想。稳态宇宙假想发端于公元13世纪，其支撑者以为宇宙没有开端也不会有停止，宇宙是无穷的。尽管宇宙可能存在膨胀，但它不会随着时光的推移而转变外观，宇宙中的物资在大标准上是相对均匀分布的。

如果宇宙是有限的，或者宇宙中的恒星数目是有限的，那么黑暗夜空的现象就很容易说明：因为有限的光点无法填满无穷的夜空。

夜空中的银河局部

问题是，我们肉眼所见的星空真的是宇宙的全体吗？很显然并不是。即使你拥有极好的视力，在一个视线极佳的夜晚仰望星空，你所能看到的99%以上都只是银河系内部的星星。银河系里的恒星数目多达4000亿颗，它的厚度超过1000光年，直径更是到达了20万光年。天文学家们说在地球上只能看到8749颗银河系的恒星，任一时刻我们用肉眼可以分辩的恒星不超过2500颗，那是因为大气层遮挡了绝大多数的星光。即便是身处银河系如此密集的恒星群之中，我们的视野依然没有被星光填满，事实上我们的太阳系只不过是埋没在浩瀚银河中一个微不足道的小点而已！

银河系想像图，太阳系只是其中极渺小的一点

银河系内大批的星云与尘埃阻拦了光学望远镜的视线，在更先进的射电望远镜面前却是透明的。今天的科学家可以应用超大型红外线和X射线望远镜来扫描星空，解开厚重星尘背后的机密，他们甚至能够捕捉银河系中心射深圳生涯网手座A*黑洞以及环绕在这个黑洞周围高速运转的恒星轨迹。这一切对于200年前只能应用几英寸口径单筒望远镜的奥尔伯斯来说完整是不可想象的事情。

银河系中心黑洞射手座A*以及环绕其运行的恒星轨迹模仿

宇宙无穷，人类所能看到的宇宙却总是有限的，因为我们被太多东西遮住了眼睛。

从目前对宇宙的观测成果来看，在可观测宇宙的大规模内，星系的散布是相对均匀的。这符合稳态学说对于宇宙中物资的描写。将哈勃太空望远镜对准太空的某一个区域，可以得到下面这张星空的照片：

哈勃星空照片

而当科学家将哈勃对准这一片星空的一片极小的“空白”区域进行长达数星期的“注视”后，就发明本来在那个我们认为空无一物的黑暗区域深处，还有数以万计宏大星系发出的光芒！

在我们认为黑暗的空隙里，依然有数以万计的遥远星系

大爆炸理论以为宇宙正在迅速膨胀，它的直径约为910亿光年，同样地，大爆炸理论也以为在可观测宇宙的规模内，星系物资的散布是均匀的。

宇宙微波背景辐射被以为是大爆炸留下的余辉，它在太空中是均匀照亮的

这可能是稳态宇宙学说最致命的弱点，因为它以为宇宙相对镇静，但到目前为止所有对遥远星体的观测成果却直指它的反面：哈勃在应用大口径太空望远镜测量大批星系的光谱，发明它们多多少少都存在着红移，并且距离越远的星体红移幅度越大。这意味着所有的星系正在散开，有些遥远星系分开的速度甚至有可能超过光速，这也是科学家们盘算的宇宙年纪与它的理论直径不相符的主要原因。因此宇宙大爆炸学说的支撑者们以为宇宙不是静态的，它正在急速膨胀，连爱因斯坦都很明智地废弃了自己稳态宇宙的观点，转而支撑哈勃的大爆炸假想。

爱因斯坦应哈勃邀请参观威尔逊山天文台，后废弃稳态宇宙观点

一、“宇宙大爆炸理论”告知我们有许多星星正在超光速地远去，它们的光永远到不了地球。

二、太空并不如我们想象的那样空旷、纯净与透明。我们地球的上方有浓密的大气层，它可以阻拦绝大多数的星光；在距离深圳生涯网我们更远的银河系，还有许多尘埃和星云，它们也可以阻隔相当多的星光；而在银河系外的辽阔空间里依然充满着许多气体、尘埃和分子颗粒。太空并不全是幻想的真空，事实上宇宙中基本就不存在幻想真空。

星际间存在大批气体物资，它们阻隔了可见光

三、太空中有许多大质量的天体，它们可以曲折、阻拦和接收光线，无数个大大小小的黑洞在太空中游荡，它们像吸尘器一般吞噬光线。如果它们周围没有吸积物，我们基本就不知道它们在那儿。

四、200年前的天文学家只有极其简陋的光学望远镜，他们看不见太空中的微波辐射、红外线、紫外线及X射线。即便是今天最先进的哈勃空间望远镜都无法洞察一切，科学家们还须要借助几百米口径的射电望甚至用多台射电望远镜组成阵列来探测太空，这对于奥尔伯斯是不可想象的。

1818年辛辛那提天文台最先进望远镜与牛顿天文望远镜

五、科学家们以为宇宙中有多达95%的质量属于暗能量和暗物资，只有5%属于普通物资。在大标准的宇宙空间里，暗能量与暗物资对电磁波的作用还须要科学家们进一步摸索。

“奥尔伯斯悖论”的提出树立在200年前天文学家们对宇宙有限观测以及有限认知的基本之上，在今天看来，黑暗的夜空已经有很多科学说明。尽管宇宙是有限或是无穷、是整体爆炸或是部分振荡的争辩还在持续，信任随着科学理论与技巧的发展，我们定能找到更多宇宙的本相，科学将越来越接近真谛，悖论也将一个接一个被解开。

　　免责声明：本文由用户上传，与本网站立场无关。财经信息仅供读者参考，并不构成投资建议。投资者据此操作，风险自担。 如有侵权请联系删除！