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為什麽漫天星辰,而太空看起來卻是黑暗的?

2024-07-01科學

當我們仰望星空,會看到無數閃亮的星星,我們的銀河系中有數十億顆恒星發光,宇宙中有數十億個星系。人們可能會認為太空應該非常明亮才對,然而為什麽我們所看到的宇宙是黑色的?像是一個無盡的深淵呢?

長期以來,科學家們一直想知道為什麽來自這麽多恒星的光不能照亮宇宙?這就是奧爾伯斯悖論。奧爾伯斯的悖論直到20世紀才最終得到解決。艾德溫.哈伯透過哈柏望遠鏡,發現所有的星系都在遠離我們,宇宙在不斷膨脹,這就是著名的哈伯定律。然而一個正以光速遠離我們的星系發出的光,在進入我們人眼的時候,卻是我們看不見的紅外線、紫外線和無線電波。也就是說,如果我們能看到微波,整個空間都會發光。

透過結合美國國家航空暨太空總署錢德拉X射線天文台和南非MeerKAT射電望遠鏡獲得的數據,轉換成的影像,我們就可以看到銀河系中心的全景看起來是多麽明亮和豐富。

其次,如果你看向天空的某個方向,你可以看到星星。而其他的方向,你看不到任何星星。那是因為,在那些黑暗的地方,來自遙遠恒星的光,正在路上。需要更長的時間才能到達我們的眼睛。有時需要數百萬年。之所以那裏黑暗,是因為光還沒到達。

為什麽太空是黑暗的,但地球卻變亮了?這種現象可以用一個詞來解釋——大氣。太空幾乎是真空,沒有大氣層。只存在非常少量的瓦斯和宇宙塵埃。光會沿直線移動,直到撞到物體。一旦光線照射到地球的大氣層,就會發生「散射」。在地球上,大氣層主要散射波長較短的藍光,比散射波長較長的紅光要多。因此,地球上白天的天空呈現藍色。而在在火星上,大氣層比較薄,大約是地球的1/100,但仍然足以使天空在白天呈現灰藍色,當頻繁的火星風從表面吹起塵埃雲時,火星天空會呈現出淡紅色的色調。

但是,如果你在一個沒有大氣層或極度稀薄的行星或衛星上,如在月球或水星上,你會發現在無論白天和黑夜都是黑色的天空。如果你看一下阿波羅飛船在月球上拍攝的照片,你會看到那裏的天空是黑色的,即使表面有明亮的陽光。這就解釋了為什麽如果太陽在那裏,太空是黑暗的。

盡管太空黑暗不會對人類構成威脅,但它是一個很好的警告,提醒我們如果我們不照顧好我們的星球會發生什麽。由空氣汙染、水汙染和溫室瓦斯排放引起的氣候變遷正在摧毀我們的大氣層——將我們與宇宙真空和永恒黑暗隔開的最後一道脆弱的防線。然而在地球上,在柔和的藍天下,我們中的許多人根本沒有意識到這種危險即將發生。#深度好文計劃#