Bendi新闻
>
为什么宇宙布满星星,却还是那么黑?

为什么宇宙布满星星,却还是那么黑?

10月前

图片来源:NASA, ESA, CSA, STScI, Samuel Crowe (UVA)
撰文 | 布莱恩·杰克逊(Brian Jackson)
翻译 | 杨安琪
审校 | 不周

长期以来,人们一直好奇,为什么太空中繁星密布,但看上去仍是黑暗的,这个问题如此出名,也被称为奥伯斯佯谬(Olbers' paradox)。

天文学家估计,在可观测的宇宙中,大约有2000亿万亿(2*10²³)颗恒星。其中许多恒星和我们的太阳一样亮,甚至比太阳更亮。那么为什么太空看上去还是一片黑暗呢?

我是一名天文学家,研究恒星和行星(括太阳系外的恒星和行星)以及它们在太空中的运动。而对遥远恒星和行星的研究让我理解了太空为何如此黑暗。

你可能会猜测,这是因为宇宙中的许多恒星距离地球都很远。当然,一颗恒星离我们越远,它看起来确实也越昏暗——距离我们10倍远的恒星看起来暗淡了100倍。但事实证明,这并不是全部答案


位于“气泡”中的我们

暂且假设宇宙非常古老,以至于最遥远的恒星发射的光也有足够的时间到达地球。在这个假想的场景中,宇宙中所有的恒星都没有移动

我们可以想象,以地球为中心有一个大气泡。如果这个气泡直径约为10光年,它将包含大约12颗恒星。当然,在几光年之外,许多恒星从地球上看都会显得很暗淡。

图片来源COSMOS-Web/Kartaltepe, Casey, Franco, Larson, et al./RIT/UT Austin/CANDIDE.


如果继续将气泡扩大到1000光年,然后是100万光年,然后是10亿光年,气泡中距离地球最远的恒星看起来将更加模糊不清。但越来越大的气泡中也会包含越来越多的恒星,它们都在发光。尽管最远的恒星看起来越来越暗淡,但它们的数量越来越多,应该会让整个夜空看起来非常明亮

我似乎又绕回了问题的起点,但其实我更接近答案了。


宇宙的“年龄”很重要

在上文描述的气泡中,我让大家假想恒星不会移动,而宇宙非常古老。但事实上,宇宙只有短短的不到140亿年的历史

从人类的角度来看,这是很长的一段时间,但从天文学的角度来看,这段时间其实非常短。距离我们超过130亿光年的恒星发出的光还没有到达地球。因此,尽管以地球为中心的气泡包含了我们能看到的所有恒星,但这个距离仅仅延伸到了距离地球130多亿光年的地方。

图片来源NASA, ESA, CSA.


气泡中没有足够的恒星来点亮每个方向,看起来自然是一片黑暗。当然,如果你朝天空的某些方向看,你可能看到星星。如果朝天空的其他方向看,你可能看不到任何星星。这是因为,在这些黑暗区域中,可能阻挡你视线的恒星距离地球太过遥远,它们的光线还没有到达地球。随着时间的流逝,这些越来越遥远的恒星发出的光终有一天会到达我们这里


多普勒频移

你可能会问,夜空最终是否会被完全点亮。但这又回到了前文气泡假设中的另一个条件:所有的恒星都不移动。但我们知道,宇宙其实正在膨胀,最遥远的星系正以接近光速的速度远离地球。

星系远离得如此之快,以至于恒星发出的光被不断拉长,移动到了人眼根本看不到的光谱频段,这种效应也被称为多普勒频移。因此,即使这些光有足够的时间到达我们身边,我们依然无法用眼睛看到最遥远恒星发出的光。而夜空也不会完全被照亮。


图片来源NASA, ESA, CSA, STScI NASA、ESA、CSA、STScI


如果你等得足够久,最终所有的恒星都会燃烧殆尽——像太阳这样的恒星只能持续大约100亿年。据天文学家假设,在遥远的未来——从现在开始的一千万亿年后——宇宙将变得黑暗,只剩下像白矮星和黑洞这样的恒星残骸

尽管夜空并没有完全布满繁星,但我们生活在宇宙生命中一个非常特殊的时期。我们很幸运能亲眼目睹宇宙的纷繁复杂,见证星光和黑暗交织的夜空

原文链接:
https://theconversation.com/why-is-space-so-dark-even-though-the-universe-is-filled-with-stars-205810

本文来自微信公众号“环球科学”。如需转载,请在“环球科学”后台回复“转载”,还可通过公众号菜单、发送邮件到[email protected]与我们取得联系。相关内容禁止用于营销宣传。

《环球科学》1月新刊正在热卖
各电商平台均有销售

点击【在看】,及时接收我们的内容更新 

微信扫码关注该文公众号作者

来源:环球科学

相关新闻

刘润:东京迪士尼为什么那么赚钱?同一所学校,Niche和FindingSchool的排名差距为什么那么大? | FS问答精选一季度GDP超预期,房地产为何还是那么差?一篇商业稿为什么那么贵?中国律师,你为什么那么焦虑?用印度人的思路拿PR,为什么会那么火?AI出海,“开卷考试”为什么还那么难?禁止冥币纸钱,为什么老百姓那么生气?陈思诚的电影票房为什么都那么高?患者咳嗽、咯血,发现“肺结节”为什么却不需要治疗?智能汽车AI芯片第一股,为什么是黑芝麻智能?七七事变时,中国为什么有那么多日军?没打没骂,为什么孩子还是抑郁了?也许是因为……吸高了还是喝高了?布碌仑一辆兰博基尼失控连撞9车 司机弃车逃逸“北欧式生活”为什么幸福感满满?我再次去瑞典,感受真正的“松弛感”…小满将近,夏日囤茶为什么首选黑茶?都是成年人了,为什么好好说话那么难?贾老板发新歌,布兰妮却登顶?!布兰妮粉丝集体复仇:姐,顶流,回归!“爱国护旗”还是越描越黑?国外街头围攻老外钢琴家,当事中国女生回应!视频其实有2段…手里捧着金子却还是穷,为啥?这个华人城市十年人口增长16%,房价却爆涨230%!为什么?拉斯维加斯十年人口增长16%,房价却爆涨230%!为什么?法国超市里奇奇怪怪的蔬菜那么多,为什么就它最贵?!顶级美食黑松露为什么现在到处都是?
logo
联系我们隐私协议©2024 bendi.news
Bendi新闻
Bendi.news刊载任何文章,不代表同意其说法或描述,仅为提供更多信息,也不构成任何建议。文章信息的合法性及真实性由其作者负责,与Bendi.news及其运营公司无关。欢迎投稿,如发现稿件侵权,或作者不愿在本网发表文章,请版权拥有者通知本网处理。