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为什么漫天星辰,而太空看起来却是黑暗的?

2024-07-01科学

当我们仰望星空,会看到无数闪亮的星星,我们的银河系中有数十亿颗恒星发光,宇宙中有数十亿个星系。人们可能会认为太空应该非常明亮才对,然而为什么我们所看到的宇宙是黑色的?像是一个无尽的深渊呢?

长期以来,科学家们一直想知道为什么来自这么多恒星的光不能照亮宇宙?这就是奥尔伯斯悖论。奥尔伯斯的悖论直到20世纪才最终得到解决。埃德温.哈勃通过哈勃望远镜,发现所有的星系都在远离我们,宇宙在不断膨胀,这就是著名的哈勃定律。然而一个正以光速远离我们的星系发出的光,在进入我们人眼的时候,却是我们看不见的红外线、紫外线和无线电波。也就是说,如果我们能看到微波,整个空间都会发光。

通过结合美国宇航局钱德拉X射线天文台和南非MeerKAT射电望远镜获得的数据,转换成的图像,我们就可以看到银河系中心的全景看起来是多么明亮和丰富。

其次,如果你看向天空的某个方向,你可以看到星星。而其他的方向,你看不到任何星星。那是因为,在那些黑暗的地方,来自遥远恒星的光,正在路上。需要更长的时间才能到达我们的眼睛。有时需要数百万年。之所以那里黑暗,是因为光还没到达。

为什么太空是黑暗的,但地球却变亮了?这种现象可以用一个词来解释——大气。太空几乎是真空,没有大气层。只存在非常少量的气体和宇宙尘埃。光会沿直线移动,直到撞到物体。一旦光线照射到地球的大气层,就会发生「散射」。在地球上,大气层主要散射波长较短的蓝光,比散射波长较长的红光要多。因此,地球上白天的天空呈现蓝色。而在在火星上,大气层比较薄,大约是地球的1/100,但仍然足以使天空在白天呈现灰蓝色,当频繁的火星风从表面吹起尘埃云时,火星天空会呈现出淡红色的色调。

但是,如果你在一个没有大气层或极度稀薄的行星或卫星上,如在月球或水星上,你会发现在无论白天和黑夜都是黑色的天空。如果你看一下阿波罗飞船在月球上拍摄的照片,你会看到那里的天空是黑色的,即使表面有明亮的阳光。这就解释了为什么如果太阳在那里,太空是黑暗的。

尽管太空黑暗不会对人类构成威胁,但它是一个很好的警告,提醒我们如果我们不照顾好我们的星球会发生什么。由空气污染、水污染和温室气体排放引起的气候变化正在摧毁我们的大气层——将我们与宇宙真空和永恒黑暗隔开的最后一道脆弱的防线。然而在地球上,在柔和的蓝天下,我们中的许多人根本没有意识到这种危险即将发生。#深度好文计划#