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夜空为何黑暗?奥伯斯佯谬的惊人真相

为何夜晚的天空是黑暗的?看似如此简单的一个问题,却曾困扰科学家近百年之久。1823年5月的某天晚上,奥柏斯吃完饭后抬头看向夜空,他突然意识到一个很可怕的问题,如果宇宙真的是静止且稳恒态的,有无数颗均匀分布的发光星体,那夜空就应该像白天一样明亮。因为无论望向天上哪个位置,观察着每一道视线的终点,必将会终结在某一颗恒星表面上。星星之间理论上不会存在黑暗区域,可现实的夜空却是一片黑暗的状态,这其中究竟蕴藏着怎样的真相呢?

两种初步解释

第一,宇宙并非透明的,远处星光会被宇宙中黑暗的星体、尘埃和气体云等各种物质阻挡,令其远处的光线只能传播一段有限的距离而无法最终到达地球。但这种解释却最先被排除掉,因为根据能量守恒定律,吸光物质在吸收光线的同时也会被光线加热,并将很快辐射出吸收的光,最终变得像星星一样闪耀。

第二,宇宙的年龄是有限的,此理论认为,即使光速是宇宙中最快的速度,但如若想要横穿一次银河系,依然需要至少10万年的时间。所以光想瞬间照亮整个宇宙本身就是矛盾且不可能的。无限静态宇宙只有一种情形能够避免夜空像白天一样明亮,那就是恒星并不是在无限久远以前就开始发光,而是有一定的时间线限制。在这种假设下,光线所经过的物质尚未被加热,远处的恒星光线也没有到达地球。也就是说,当我们抬头仰望星空时,其实不过是在回顾恒星历史,回顾宇宙曾经发生过的往事。

红移现象与认知边界

第三,宇宙红移现象。1929年,天文学家哈勃发现宇宙一直处于膨胀状态,大部分星系都在逐渐远离我们。他看到来自遥远恒星和星系的光像面条似的不断伸展开来,最后甚至直接变成了红外线,这种现象就被称为宇宙红移。由于人眼看不到红外光,所以我们也就看不到遥远恒星和星系所发出的光芒。

奥博斯杨缪从本质上揭示了传统牛顿宇宙时空观并不可靠,它奠定了现代宇宙学的基础,并让奥博斯杨缪成为宇宙大爆炸的证据之一。但是这也暗示了一个残酷的真相,宇宙中大部分星系都在离我们而去,并且距离越远远离速度就越快。从理论上来讲,当天体红移的速度等于光速时,就达到宇宙的边缘和界限了。一旦超出光速,他们所发出的光芒将永远无法到达我们的世界。这就意味着人类可能永远无法知晓宇宙边缘到底长什么样子,也将永远被牢牢封印在这个神秘的宇宙牢笼中。

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