'這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源'

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“通過否定科學原理,人們可以維持任何悖論。”——伽利略

在我們還沒有掌握某些科學理論的時候,有些很簡單現象就足以困擾一代人,例如:奧伯斯悖論提到:晚上的天空為什麼是黑暗的?這個問題你可能覺得科學家有點沒事找事,晚上不暗難道白天暗啊!但是就這個問題自1823年提出以來困擾了無數的天文學家,甚至牽扯到了宇宙起源的問題!下面我們就瞭解下,夜晚的黑暗是怎麼印證大爆炸模型的?

夜晚為什麼是黑暗的

日出而作日落而息,白天和黑夜的交替是我們最常見的自然現象!太陽每次只能照亮地球的一半,這似乎是這個世界上最簡單、最自然的事情。

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“通過否定科學原理,人們可以維持任何悖論。”——伽利略

在我們還沒有掌握某些科學理論的時候,有些很簡單現象就足以困擾一代人,例如:奧伯斯悖論提到:晚上的天空為什麼是黑暗的?這個問題你可能覺得科學家有點沒事找事,晚上不暗難道白天暗啊!但是就這個問題自1823年提出以來困擾了無數的天文學家,甚至牽扯到了宇宙起源的問題!下面我們就瞭解下,夜晚的黑暗是怎麼印證大爆炸模型的?

夜晚為什麼是黑暗的

日出而作日落而息,白天和黑夜的交替是我們最常見的自然現象!太陽每次只能照亮地球的一半,這似乎是這個世界上最簡單、最自然的事情。

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

地球繞軸自轉,繞日公轉,周而復始!我們一天中大約有一半的時間沐浴在母恆星燦爛、溫暖的陽光中。而另一半時間則在黑暗的夜晚度過,在夜晚我們能看到的只有遙遠的恆星、星系和模糊的星雲,當然還有太陽光的搬運工,可愛的月亮,它為我們的夜晚提供了主要的光亮!

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“通過否定科學原理,人們可以維持任何悖論。”——伽利略

在我們還沒有掌握某些科學理論的時候,有些很簡單現象就足以困擾一代人,例如:奧伯斯悖論提到:晚上的天空為什麼是黑暗的?這個問題你可能覺得科學家有點沒事找事,晚上不暗難道白天暗啊!但是就這個問題自1823年提出以來困擾了無數的天文學家,甚至牽扯到了宇宙起源的問題!下面我們就瞭解下,夜晚的黑暗是怎麼印證大爆炸模型的?

夜晚為什麼是黑暗的

日出而作日落而息,白天和黑夜的交替是我們最常見的自然現象!太陽每次只能照亮地球的一半,這似乎是這個世界上最簡單、最自然的事情。

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

地球繞軸自轉,繞日公轉,周而復始!我們一天中大約有一半的時間沐浴在母恆星燦爛、溫暖的陽光中。而另一半時間則在黑暗的夜晚度過,在夜晚我們能看到的只有遙遠的恆星、星系和模糊的星雲,當然還有太陽光的搬運工,可愛的月亮,它為我們的夜晚提供了主要的光亮!

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

以上描述的事情,都是鐵一般的事實,我們從一出生看到的就是明亮的白天、黑暗的夜晚。平常人很難去質疑這些理所應當的事情!那麼你是否曾經思考過,夜晚為什麼是黑暗的?也許根本沒有任何理由讓夜空變暗!請看以下假設:

19世紀初,海因裡希·奧伯斯(Heinrich Olbers)首先指出了這一點,並且提出了以下論點:他認為夜空應該和白天一樣明亮!

  • 宇宙非常非常大,到處都是星星。
  • 無論你朝天空的哪個方向看,你都會遇到一顆恆星。
  • 想象一下,夜空所有的位置都被恆星填滿了,我們視線最終都會停留在一顆恆星的表面,那麼為什麼夜空是黑暗的,而不是到處都被照亮?

這就是眾所周知的奧伯斯悖論,下面有一個美麗,但又與事實不否的例子。

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“通過否定科學原理,人們可以維持任何悖論。”——伽利略

在我們還沒有掌握某些科學理論的時候,有些很簡單現象就足以困擾一代人,例如:奧伯斯悖論提到:晚上的天空為什麼是黑暗的?這個問題你可能覺得科學家有點沒事找事,晚上不暗難道白天暗啊!但是就這個問題自1823年提出以來困擾了無數的天文學家,甚至牽扯到了宇宙起源的問題!下面我們就瞭解下,夜晚的黑暗是怎麼印證大爆炸模型的?

夜晚為什麼是黑暗的

日出而作日落而息,白天和黑夜的交替是我們最常見的自然現象!太陽每次只能照亮地球的一半,這似乎是這個世界上最簡單、最自然的事情。

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

地球繞軸自轉,繞日公轉,周而復始!我們一天中大約有一半的時間沐浴在母恆星燦爛、溫暖的陽光中。而另一半時間則在黑暗的夜晚度過,在夜晚我們能看到的只有遙遠的恆星、星系和模糊的星雲,當然還有太陽光的搬運工,可愛的月亮,它為我們的夜晚提供了主要的光亮!

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

以上描述的事情,都是鐵一般的事實,我們從一出生看到的就是明亮的白天、黑暗的夜晚。平常人很難去質疑這些理所應當的事情!那麼你是否曾經思考過,夜晚為什麼是黑暗的?也許根本沒有任何理由讓夜空變暗!請看以下假設:

19世紀初,海因裡希·奧伯斯(Heinrich Olbers)首先指出了這一點,並且提出了以下論點:他認為夜空應該和白天一樣明亮!

  • 宇宙非常非常大,到處都是星星。
  • 無論你朝天空的哪個方向看,你都會遇到一顆恆星。
  • 想象一下,夜空所有的位置都被恆星填滿了,我們視線最終都會停留在一顆恆星的表面,那麼為什麼夜空是黑暗的,而不是到處都被照亮?

這就是眾所周知的奧伯斯悖論,下面有一個美麗,但又與事實不否的例子。

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

如上圖所示,只要宇宙的範圍夠大,恆星夠多,恆星的光最終會填滿天空中所有黑暗的地方,無論你朝哪個方向看,無論看的多麼細,都會有一個來自遙遠恆星的光子落在你的眼睛上。整個天空背景都應該是明亮的,和白天一樣!這個理論看似完美自洽,但是卻與事實相悖,一定是理論哪裡出了問題,所以一波猜測、解釋隨之而來!

塵埃阻擋光線?

最直接的反對意見來自於觀察我們自己的銀河系。

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“通過否定科學原理,人們可以維持任何悖論。”——伽利略

在我們還沒有掌握某些科學理論的時候,有些很簡單現象就足以困擾一代人,例如:奧伯斯悖論提到:晚上的天空為什麼是黑暗的?這個問題你可能覺得科學家有點沒事找事,晚上不暗難道白天暗啊!但是就這個問題自1823年提出以來困擾了無數的天文學家,甚至牽扯到了宇宙起源的問題!下面我們就瞭解下,夜晚的黑暗是怎麼印證大爆炸模型的?

夜晚為什麼是黑暗的

日出而作日落而息,白天和黑夜的交替是我們最常見的自然現象!太陽每次只能照亮地球的一半,這似乎是這個世界上最簡單、最自然的事情。

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

地球繞軸自轉,繞日公轉,周而復始!我們一天中大約有一半的時間沐浴在母恆星燦爛、溫暖的陽光中。而另一半時間則在黑暗的夜晚度過,在夜晚我們能看到的只有遙遠的恆星、星系和模糊的星雲,當然還有太陽光的搬運工,可愛的月亮,它為我們的夜晚提供了主要的光亮!

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

以上描述的事情,都是鐵一般的事實,我們從一出生看到的就是明亮的白天、黑暗的夜晚。平常人很難去質疑這些理所應當的事情!那麼你是否曾經思考過,夜晚為什麼是黑暗的?也許根本沒有任何理由讓夜空變暗!請看以下假設:

19世紀初,海因裡希·奧伯斯(Heinrich Olbers)首先指出了這一點,並且提出了以下論點:他認為夜空應該和白天一樣明亮!

  • 宇宙非常非常大,到處都是星星。
  • 無論你朝天空的哪個方向看,你都會遇到一顆恆星。
  • 想象一下,夜空所有的位置都被恆星填滿了,我們視線最終都會停留在一顆恆星的表面,那麼為什麼夜空是黑暗的,而不是到處都被照亮?

這就是眾所周知的奧伯斯悖論,下面有一個美麗,但又與事實不否的例子。

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

如上圖所示,只要宇宙的範圍夠大,恆星夠多,恆星的光最終會填滿天空中所有黑暗的地方,無論你朝哪個方向看,無論看的多麼細,都會有一個來自遙遠恆星的光子落在你的眼睛上。整個天空背景都應該是明亮的,和白天一樣!這個理論看似完美自洽,但是卻與事實相悖,一定是理論哪裡出了問題,所以一波猜測、解釋隨之而來!

塵埃阻擋光線?

最直接的反對意見來自於觀察我們自己的銀河系。

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

我們知道銀河系充滿了數千億顆恆星。但是在最黑暗的夜晚,沒有光汙染、沒有云層、沒有月亮的情況下,人類最完美的視覺也只能看到成千上萬顆恆星,還有橫跨整個天空的銀河。這時人們就注意到銀河中有一條巨大的黑暗帶擋住了絕大多數的恆星,黑暗帶是由中性氣體、宇宙塵埃組成的,這些中性原子能夠吸收絕大多數的可見光!

當時的天文學家推斷,如果有足夠多的宇宙塵埃和氣體雲,它們就能阻擋來自遙遠恆星的的光線,使夜空看起來是黑暗的。

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“通過否定科學原理,人們可以維持任何悖論。”——伽利略

在我們還沒有掌握某些科學理論的時候,有些很簡單現象就足以困擾一代人,例如:奧伯斯悖論提到:晚上的天空為什麼是黑暗的?這個問題你可能覺得科學家有點沒事找事,晚上不暗難道白天暗啊!但是就這個問題自1823年提出以來困擾了無數的天文學家,甚至牽扯到了宇宙起源的問題!下面我們就瞭解下,夜晚的黑暗是怎麼印證大爆炸模型的?

夜晚為什麼是黑暗的

日出而作日落而息,白天和黑夜的交替是我們最常見的自然現象!太陽每次只能照亮地球的一半,這似乎是這個世界上最簡單、最自然的事情。

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

地球繞軸自轉,繞日公轉,周而復始!我們一天中大約有一半的時間沐浴在母恆星燦爛、溫暖的陽光中。而另一半時間則在黑暗的夜晚度過,在夜晚我們能看到的只有遙遠的恆星、星系和模糊的星雲,當然還有太陽光的搬運工,可愛的月亮,它為我們的夜晚提供了主要的光亮!

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

以上描述的事情,都是鐵一般的事實,我們從一出生看到的就是明亮的白天、黑暗的夜晚。平常人很難去質疑這些理所應當的事情!那麼你是否曾經思考過,夜晚為什麼是黑暗的?也許根本沒有任何理由讓夜空變暗!請看以下假設:

19世紀初,海因裡希·奧伯斯(Heinrich Olbers)首先指出了這一點,並且提出了以下論點:他認為夜空應該和白天一樣明亮!

  • 宇宙非常非常大,到處都是星星。
  • 無論你朝天空的哪個方向看,你都會遇到一顆恆星。
  • 想象一下,夜空所有的位置都被恆星填滿了,我們視線最終都會停留在一顆恆星的表面,那麼為什麼夜空是黑暗的,而不是到處都被照亮?

這就是眾所周知的奧伯斯悖論,下面有一個美麗,但又與事實不否的例子。

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

如上圖所示,只要宇宙的範圍夠大,恆星夠多,恆星的光最終會填滿天空中所有黑暗的地方,無論你朝哪個方向看,無論看的多麼細,都會有一個來自遙遠恆星的光子落在你的眼睛上。整個天空背景都應該是明亮的,和白天一樣!這個理論看似完美自洽,但是卻與事實相悖,一定是理論哪裡出了問題,所以一波猜測、解釋隨之而來!

塵埃阻擋光線?

最直接的反對意見來自於觀察我們自己的銀河系。

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

我們知道銀河系充滿了數千億顆恆星。但是在最黑暗的夜晚,沒有光汙染、沒有云層、沒有月亮的情況下,人類最完美的視覺也只能看到成千上萬顆恆星,還有橫跨整個天空的銀河。這時人們就注意到銀河中有一條巨大的黑暗帶擋住了絕大多數的恆星,黑暗帶是由中性氣體、宇宙塵埃組成的,這些中性原子能夠吸收絕大多數的可見光!

當時的天文學家推斷,如果有足夠多的宇宙塵埃和氣體雲,它們就能阻擋來自遙遠恆星的的光線,使夜空看起來是黑暗的。

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

這個論點簡單、直接,只要有東西能擋住光線就行,但是有一些明顯是錯誤的。

奧伯斯悖論之所以在當時能構成一個合理的悖論,主要是因為以下的原因。

如果地球離太陽的距離是現在的兩倍,那麼太陽會變暗多少呢?答案是當前亮度的四分之一。如果距離是原來的三倍呢?亮度將是原來的九分之一。換句話說,亮度隨著距離的平方在減小,對單顆恆星確實是這樣的!

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“通過否定科學原理,人們可以維持任何悖論。”——伽利略

在我們還沒有掌握某些科學理論的時候,有些很簡單現象就足以困擾一代人,例如:奧伯斯悖論提到:晚上的天空為什麼是黑暗的?這個問題你可能覺得科學家有點沒事找事,晚上不暗難道白天暗啊!但是就這個問題自1823年提出以來困擾了無數的天文學家,甚至牽扯到了宇宙起源的問題!下面我們就瞭解下,夜晚的黑暗是怎麼印證大爆炸模型的?

夜晚為什麼是黑暗的

日出而作日落而息,白天和黑夜的交替是我們最常見的自然現象!太陽每次只能照亮地球的一半,這似乎是這個世界上最簡單、最自然的事情。

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

地球繞軸自轉,繞日公轉,周而復始!我們一天中大約有一半的時間沐浴在母恆星燦爛、溫暖的陽光中。而另一半時間則在黑暗的夜晚度過,在夜晚我們能看到的只有遙遠的恆星、星系和模糊的星雲,當然還有太陽光的搬運工,可愛的月亮,它為我們的夜晚提供了主要的光亮!

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

以上描述的事情,都是鐵一般的事實,我們從一出生看到的就是明亮的白天、黑暗的夜晚。平常人很難去質疑這些理所應當的事情!那麼你是否曾經思考過,夜晚為什麼是黑暗的?也許根本沒有任何理由讓夜空變暗!請看以下假設:

19世紀初,海因裡希·奧伯斯(Heinrich Olbers)首先指出了這一點,並且提出了以下論點:他認為夜空應該和白天一樣明亮!

  • 宇宙非常非常大,到處都是星星。
  • 無論你朝天空的哪個方向看,你都會遇到一顆恆星。
  • 想象一下,夜空所有的位置都被恆星填滿了,我們視線最終都會停留在一顆恆星的表面,那麼為什麼夜空是黑暗的,而不是到處都被照亮?

這就是眾所周知的奧伯斯悖論,下面有一個美麗,但又與事實不否的例子。

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

如上圖所示,只要宇宙的範圍夠大,恆星夠多,恆星的光最終會填滿天空中所有黑暗的地方,無論你朝哪個方向看,無論看的多麼細,都會有一個來自遙遠恆星的光子落在你的眼睛上。整個天空背景都應該是明亮的,和白天一樣!這個理論看似完美自洽,但是卻與事實相悖,一定是理論哪裡出了問題,所以一波猜測、解釋隨之而來!

塵埃阻擋光線?

最直接的反對意見來自於觀察我們自己的銀河系。

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

我們知道銀河系充滿了數千億顆恆星。但是在最黑暗的夜晚,沒有光汙染、沒有云層、沒有月亮的情況下,人類最完美的視覺也只能看到成千上萬顆恆星,還有橫跨整個天空的銀河。這時人們就注意到銀河中有一條巨大的黑暗帶擋住了絕大多數的恆星,黑暗帶是由中性氣體、宇宙塵埃組成的,這些中性原子能夠吸收絕大多數的可見光!

當時的天文學家推斷,如果有足夠多的宇宙塵埃和氣體雲,它們就能阻擋來自遙遠恆星的的光線,使夜空看起來是黑暗的。

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

這個論點簡單、直接,只要有東西能擋住光線就行,但是有一些明顯是錯誤的。

奧伯斯悖論之所以在當時能構成一個合理的悖論,主要是因為以下的原因。

如果地球離太陽的距離是現在的兩倍,那麼太陽會變暗多少呢?答案是當前亮度的四分之一。如果距離是原來的三倍呢?亮度將是原來的九分之一。換句話說,亮度隨著距離的平方在減小,對單顆恆星確實是這樣的!

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

那如果天空中有無數顆恆星,它們的總亮度隨著距離的變化是怎樣的?如上圖所示,當你離開中心越來越遠的時候,單顆恆星的亮度是在下降,但是你和中心之間的空間會越來越大,當然也會看到更多的恆星。那麼這個空間的範圍是怎樣變化的呢?與距離(R)的平方成正比。

所以,從數學上講,距離只要足夠大,空間就足夠大,恆星也足夠多,就會產生一個有限,但亮度不會減少的夜空。這也意味著,如果考慮任意大的距離,就會產生任意大的總通量。隨著時間的推移,根據能量守恆定律,任何擋在路上的塵埃都會升溫,直到中性的塵埃氣體雲也開始發光發亮。我們還會得到一個像下圖這樣的夜晚!

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“通過否定科學原理,人們可以維持任何悖論。”——伽利略

在我們還沒有掌握某些科學理論的時候,有些很簡單現象就足以困擾一代人,例如:奧伯斯悖論提到:晚上的天空為什麼是黑暗的?這個問題你可能覺得科學家有點沒事找事,晚上不暗難道白天暗啊!但是就這個問題自1823年提出以來困擾了無數的天文學家,甚至牽扯到了宇宙起源的問題!下面我們就瞭解下,夜晚的黑暗是怎麼印證大爆炸模型的?

夜晚為什麼是黑暗的

日出而作日落而息,白天和黑夜的交替是我們最常見的自然現象!太陽每次只能照亮地球的一半,這似乎是這個世界上最簡單、最自然的事情。

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

地球繞軸自轉,繞日公轉,周而復始!我們一天中大約有一半的時間沐浴在母恆星燦爛、溫暖的陽光中。而另一半時間則在黑暗的夜晚度過,在夜晚我們能看到的只有遙遠的恆星、星系和模糊的星雲,當然還有太陽光的搬運工,可愛的月亮,它為我們的夜晚提供了主要的光亮!

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

以上描述的事情,都是鐵一般的事實,我們從一出生看到的就是明亮的白天、黑暗的夜晚。平常人很難去質疑這些理所應當的事情!那麼你是否曾經思考過,夜晚為什麼是黑暗的?也許根本沒有任何理由讓夜空變暗!請看以下假設:

19世紀初,海因裡希·奧伯斯(Heinrich Olbers)首先指出了這一點,並且提出了以下論點:他認為夜空應該和白天一樣明亮!

  • 宇宙非常非常大,到處都是星星。
  • 無論你朝天空的哪個方向看,你都會遇到一顆恆星。
  • 想象一下,夜空所有的位置都被恆星填滿了,我們視線最終都會停留在一顆恆星的表面,那麼為什麼夜空是黑暗的,而不是到處都被照亮?

這就是眾所周知的奧伯斯悖論,下面有一個美麗,但又與事實不否的例子。

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

如上圖所示,只要宇宙的範圍夠大,恆星夠多,恆星的光最終會填滿天空中所有黑暗的地方,無論你朝哪個方向看,無論看的多麼細,都會有一個來自遙遠恆星的光子落在你的眼睛上。整個天空背景都應該是明亮的,和白天一樣!這個理論看似完美自洽,但是卻與事實相悖,一定是理論哪裡出了問題,所以一波猜測、解釋隨之而來!

塵埃阻擋光線?

最直接的反對意見來自於觀察我們自己的銀河系。

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

我們知道銀河系充滿了數千億顆恆星。但是在最黑暗的夜晚,沒有光汙染、沒有云層、沒有月亮的情況下,人類最完美的視覺也只能看到成千上萬顆恆星,還有橫跨整個天空的銀河。這時人們就注意到銀河中有一條巨大的黑暗帶擋住了絕大多數的恆星,黑暗帶是由中性氣體、宇宙塵埃組成的,這些中性原子能夠吸收絕大多數的可見光!

當時的天文學家推斷,如果有足夠多的宇宙塵埃和氣體雲,它們就能阻擋來自遙遠恆星的的光線,使夜空看起來是黑暗的。

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

這個論點簡單、直接,只要有東西能擋住光線就行,但是有一些明顯是錯誤的。

奧伯斯悖論之所以在當時能構成一個合理的悖論,主要是因為以下的原因。

如果地球離太陽的距離是現在的兩倍,那麼太陽會變暗多少呢?答案是當前亮度的四分之一。如果距離是原來的三倍呢?亮度將是原來的九分之一。換句話說,亮度隨著距離的平方在減小,對單顆恆星確實是這樣的!

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

那如果天空中有無數顆恆星,它們的總亮度隨著距離的變化是怎樣的?如上圖所示,當你離開中心越來越遠的時候,單顆恆星的亮度是在下降,但是你和中心之間的空間會越來越大,當然也會看到更多的恆星。那麼這個空間的範圍是怎樣變化的呢?與距離(R)的平方成正比。

所以,從數學上講,距離只要足夠大,空間就足夠大,恆星也足夠多,就會產生一個有限,但亮度不會減少的夜空。這也意味著,如果考慮任意大的距離,就會產生任意大的總通量。隨著時間的推移,根據能量守恆定律,任何擋在路上的塵埃都會升溫,直到中性的塵埃氣體雲也開始發光發亮。我們還會得到一個像下圖這樣的夜晚!

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

然而,不管你的理論有多麼完備,但事實上夜空很明顯是黑暗的!所以奧伯斯悖論中肯定有缺陷,相信愛科學的你,已經發現了一些問題,因為我上文中不停的在強調一個詞:無限大!我知道你肯定也早想反駁我了,先彆著急!

我們先看一個事實,奧伯斯悖論第一次出現的時候是在1823年,比我們現在所知的大爆炸模型早了整整122年。你說這122年中有誰能駁倒這個悖論?只有當大爆炸模型建立以後這個悖論自然就不攻自破!

大爆炸模型可以很輕鬆的解決以上的問題

我們有關於大爆炸理論的壓倒性證據,告訴我們很多關於宇宙的真理,其中這些證據也與奧伯斯悖論中隱含的假設相矛盾。

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“通過否定科學原理,人們可以維持任何悖論。”——伽利略

在我們還沒有掌握某些科學理論的時候,有些很簡單現象就足以困擾一代人,例如:奧伯斯悖論提到:晚上的天空為什麼是黑暗的?這個問題你可能覺得科學家有點沒事找事,晚上不暗難道白天暗啊!但是就這個問題自1823年提出以來困擾了無數的天文學家,甚至牽扯到了宇宙起源的問題!下面我們就瞭解下,夜晚的黑暗是怎麼印證大爆炸模型的?

夜晚為什麼是黑暗的

日出而作日落而息,白天和黑夜的交替是我們最常見的自然現象!太陽每次只能照亮地球的一半,這似乎是這個世界上最簡單、最自然的事情。

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

地球繞軸自轉,繞日公轉,周而復始!我們一天中大約有一半的時間沐浴在母恆星燦爛、溫暖的陽光中。而另一半時間則在黑暗的夜晚度過,在夜晚我們能看到的只有遙遠的恆星、星系和模糊的星雲,當然還有太陽光的搬運工,可愛的月亮,它為我們的夜晚提供了主要的光亮!

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

以上描述的事情,都是鐵一般的事實,我們從一出生看到的就是明亮的白天、黑暗的夜晚。平常人很難去質疑這些理所應當的事情!那麼你是否曾經思考過,夜晚為什麼是黑暗的?也許根本沒有任何理由讓夜空變暗!請看以下假設:

19世紀初,海因裡希·奧伯斯(Heinrich Olbers)首先指出了這一點,並且提出了以下論點:他認為夜空應該和白天一樣明亮!

  • 宇宙非常非常大,到處都是星星。
  • 無論你朝天空的哪個方向看,你都會遇到一顆恆星。
  • 想象一下,夜空所有的位置都被恆星填滿了,我們視線最終都會停留在一顆恆星的表面,那麼為什麼夜空是黑暗的,而不是到處都被照亮?

這就是眾所周知的奧伯斯悖論,下面有一個美麗,但又與事實不否的例子。

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

如上圖所示,只要宇宙的範圍夠大,恆星夠多,恆星的光最終會填滿天空中所有黑暗的地方,無論你朝哪個方向看,無論看的多麼細,都會有一個來自遙遠恆星的光子落在你的眼睛上。整個天空背景都應該是明亮的,和白天一樣!這個理論看似完美自洽,但是卻與事實相悖,一定是理論哪裡出了問題,所以一波猜測、解釋隨之而來!

塵埃阻擋光線?

最直接的反對意見來自於觀察我們自己的銀河系。

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

我們知道銀河系充滿了數千億顆恆星。但是在最黑暗的夜晚,沒有光汙染、沒有云層、沒有月亮的情況下,人類最完美的視覺也只能看到成千上萬顆恆星,還有橫跨整個天空的銀河。這時人們就注意到銀河中有一條巨大的黑暗帶擋住了絕大多數的恆星,黑暗帶是由中性氣體、宇宙塵埃組成的,這些中性原子能夠吸收絕大多數的可見光!

當時的天文學家推斷,如果有足夠多的宇宙塵埃和氣體雲,它們就能阻擋來自遙遠恆星的的光線,使夜空看起來是黑暗的。

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

這個論點簡單、直接,只要有東西能擋住光線就行,但是有一些明顯是錯誤的。

奧伯斯悖論之所以在當時能構成一個合理的悖論,主要是因為以下的原因。

如果地球離太陽的距離是現在的兩倍,那麼太陽會變暗多少呢?答案是當前亮度的四分之一。如果距離是原來的三倍呢?亮度將是原來的九分之一。換句話說,亮度隨著距離的平方在減小,對單顆恆星確實是這樣的!

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

那如果天空中有無數顆恆星,它們的總亮度隨著距離的變化是怎樣的?如上圖所示,當你離開中心越來越遠的時候,單顆恆星的亮度是在下降,但是你和中心之間的空間會越來越大,當然也會看到更多的恆星。那麼這個空間的範圍是怎樣變化的呢?與距離(R)的平方成正比。

所以,從數學上講,距離只要足夠大,空間就足夠大,恆星也足夠多,就會產生一個有限,但亮度不會減少的夜空。這也意味著,如果考慮任意大的距離,就會產生任意大的總通量。隨著時間的推移,根據能量守恆定律,任何擋在路上的塵埃都會升溫,直到中性的塵埃氣體雲也開始發光發亮。我們還會得到一個像下圖這樣的夜晚!

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

然而,不管你的理論有多麼完備,但事實上夜空很明顯是黑暗的!所以奧伯斯悖論中肯定有缺陷,相信愛科學的你,已經發現了一些問題,因為我上文中不停的在強調一個詞:無限大!我知道你肯定也早想反駁我了,先彆著急!

我們先看一個事實,奧伯斯悖論第一次出現的時候是在1823年,比我們現在所知的大爆炸模型早了整整122年。你說這122年中有誰能駁倒這個悖論?只有當大爆炸模型建立以後這個悖論自然就不攻自破!

大爆炸模型可以很輕鬆的解決以上的問題

我們有關於大爆炸理論的壓倒性證據,告訴我們很多關於宇宙的真理,其中這些證據也與奧伯斯悖論中隱含的假設相矛盾。

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

首先,奧伯斯假設宇宙的規模、大小是無限的。奧伯斯悖論只有取空間、時間和恆星的數量無限大的時候才會起作用,並且要相信宇宙是無限的!

根據現在的宇宙模型,我們的宇宙確實很大,很大,也有可能是無限大,遠遠超出了我們的認知範圍。但是宇宙的年齡絕對是有限的,大約有138億年。這就限制了宇宙中可觀測部分的大小:半徑約為460億光年。

這就是解決奧博斯悖論的第一個方法:宇宙雖然有可能是無限大的,但為我們提供光源的部分並不是無限的,所以從各個方向傳播進我們視野的光,其總量也不是無限的!下圖中我們通過觀察遙遠宇宙的可見光,獲得的情況確實有點驚人,哈勃深場中天空中的一小部分就包含了大約10000個星系,確實很多,但絕不是無限的!

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“通過否定科學原理,人們可以維持任何悖論。”——伽利略

在我們還沒有掌握某些科學理論的時候,有些很簡單現象就足以困擾一代人,例如:奧伯斯悖論提到:晚上的天空為什麼是黑暗的?這個問題你可能覺得科學家有點沒事找事,晚上不暗難道白天暗啊!但是就這個問題自1823年提出以來困擾了無數的天文學家,甚至牽扯到了宇宙起源的問題!下面我們就瞭解下,夜晚的黑暗是怎麼印證大爆炸模型的?

夜晚為什麼是黑暗的

日出而作日落而息,白天和黑夜的交替是我們最常見的自然現象!太陽每次只能照亮地球的一半,這似乎是這個世界上最簡單、最自然的事情。

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

地球繞軸自轉,繞日公轉,周而復始!我們一天中大約有一半的時間沐浴在母恆星燦爛、溫暖的陽光中。而另一半時間則在黑暗的夜晚度過,在夜晚我們能看到的只有遙遠的恆星、星系和模糊的星雲,當然還有太陽光的搬運工,可愛的月亮,它為我們的夜晚提供了主要的光亮!

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

以上描述的事情,都是鐵一般的事實,我們從一出生看到的就是明亮的白天、黑暗的夜晚。平常人很難去質疑這些理所應當的事情!那麼你是否曾經思考過,夜晚為什麼是黑暗的?也許根本沒有任何理由讓夜空變暗!請看以下假設:

19世紀初,海因裡希·奧伯斯(Heinrich Olbers)首先指出了這一點,並且提出了以下論點:他認為夜空應該和白天一樣明亮!

  • 宇宙非常非常大,到處都是星星。
  • 無論你朝天空的哪個方向看,你都會遇到一顆恆星。
  • 想象一下,夜空所有的位置都被恆星填滿了,我們視線最終都會停留在一顆恆星的表面,那麼為什麼夜空是黑暗的,而不是到處都被照亮?

這就是眾所周知的奧伯斯悖論,下面有一個美麗,但又與事實不否的例子。

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

如上圖所示,只要宇宙的範圍夠大,恆星夠多,恆星的光最終會填滿天空中所有黑暗的地方,無論你朝哪個方向看,無論看的多麼細,都會有一個來自遙遠恆星的光子落在你的眼睛上。整個天空背景都應該是明亮的,和白天一樣!這個理論看似完美自洽,但是卻與事實相悖,一定是理論哪裡出了問題,所以一波猜測、解釋隨之而來!

塵埃阻擋光線?

最直接的反對意見來自於觀察我們自己的銀河系。

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

我們知道銀河系充滿了數千億顆恆星。但是在最黑暗的夜晚,沒有光汙染、沒有云層、沒有月亮的情況下,人類最完美的視覺也只能看到成千上萬顆恆星,還有橫跨整個天空的銀河。這時人們就注意到銀河中有一條巨大的黑暗帶擋住了絕大多數的恆星,黑暗帶是由中性氣體、宇宙塵埃組成的,這些中性原子能夠吸收絕大多數的可見光!

當時的天文學家推斷,如果有足夠多的宇宙塵埃和氣體雲,它們就能阻擋來自遙遠恆星的的光線,使夜空看起來是黑暗的。

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

這個論點簡單、直接,只要有東西能擋住光線就行,但是有一些明顯是錯誤的。

奧伯斯悖論之所以在當時能構成一個合理的悖論,主要是因為以下的原因。

如果地球離太陽的距離是現在的兩倍,那麼太陽會變暗多少呢?答案是當前亮度的四分之一。如果距離是原來的三倍呢?亮度將是原來的九分之一。換句話說,亮度隨著距離的平方在減小,對單顆恆星確實是這樣的!

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

那如果天空中有無數顆恆星,它們的總亮度隨著距離的變化是怎樣的?如上圖所示,當你離開中心越來越遠的時候,單顆恆星的亮度是在下降,但是你和中心之間的空間會越來越大,當然也會看到更多的恆星。那麼這個空間的範圍是怎樣變化的呢?與距離(R)的平方成正比。

所以,從數學上講,距離只要足夠大,空間就足夠大,恆星也足夠多,就會產生一個有限,但亮度不會減少的夜空。這也意味著,如果考慮任意大的距離,就會產生任意大的總通量。隨著時間的推移,根據能量守恆定律,任何擋在路上的塵埃都會升溫,直到中性的塵埃氣體雲也開始發光發亮。我們還會得到一個像下圖這樣的夜晚!

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

然而,不管你的理論有多麼完備,但事實上夜空很明顯是黑暗的!所以奧伯斯悖論中肯定有缺陷,相信愛科學的你,已經發現了一些問題,因為我上文中不停的在強調一個詞:無限大!我知道你肯定也早想反駁我了,先彆著急!

我們先看一個事實,奧伯斯悖論第一次出現的時候是在1823年,比我們現在所知的大爆炸模型早了整整122年。你說這122年中有誰能駁倒這個悖論?只有當大爆炸模型建立以後這個悖論自然就不攻自破!

大爆炸模型可以很輕鬆的解決以上的問題

我們有關於大爆炸理論的壓倒性證據,告訴我們很多關於宇宙的真理,其中這些證據也與奧伯斯悖論中隱含的假設相矛盾。

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

首先,奧伯斯假設宇宙的規模、大小是無限的。奧伯斯悖論只有取空間、時間和恆星的數量無限大的時候才會起作用,並且要相信宇宙是無限的!

根據現在的宇宙模型,我們的宇宙確實很大,很大,也有可能是無限大,遠遠超出了我們的認知範圍。但是宇宙的年齡絕對是有限的,大約有138億年。這就限制了宇宙中可觀測部分的大小:半徑約為460億光年。

這就是解決奧博斯悖論的第一個方法:宇宙雖然有可能是無限大的,但為我們提供光源的部分並不是無限的,所以從各個方向傳播進我們視野的光,其總量也不是無限的!下圖中我們通過觀察遙遠宇宙的可見光,獲得的情況確實有點驚人,哈勃深場中天空中的一小部分就包含了大約10000個星系,確實很多,但絕不是無限的!

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

標準模型解釋這個悖論簡直遊刃有餘,還有很多證據。我們現在就假設可觀測的宇宙是無限的,但是其中的恆星也不會永生不死。(估計奧伯斯也不一定知道恆星會死亡)恆星的質量、大小和顏色各異,但它們都有一個共同點:依靠核聚變發光發熱,燃料都是有限的。

"

“通過否定科學原理,人們可以維持任何悖論。”——伽利略

在我們還沒有掌握某些科學理論的時候,有些很簡單現象就足以困擾一代人,例如:奧伯斯悖論提到:晚上的天空為什麼是黑暗的?這個問題你可能覺得科學家有點沒事找事,晚上不暗難道白天暗啊!但是就這個問題自1823年提出以來困擾了無數的天文學家,甚至牽扯到了宇宙起源的問題!下面我們就瞭解下,夜晚的黑暗是怎麼印證大爆炸模型的?

夜晚為什麼是黑暗的

日出而作日落而息,白天和黑夜的交替是我們最常見的自然現象!太陽每次只能照亮地球的一半,這似乎是這個世界上最簡單、最自然的事情。

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

地球繞軸自轉,繞日公轉,周而復始!我們一天中大約有一半的時間沐浴在母恆星燦爛、溫暖的陽光中。而另一半時間則在黑暗的夜晚度過,在夜晚我們能看到的只有遙遠的恆星、星系和模糊的星雲,當然還有太陽光的搬運工,可愛的月亮,它為我們的夜晚提供了主要的光亮!

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

以上描述的事情,都是鐵一般的事實,我們從一出生看到的就是明亮的白天、黑暗的夜晚。平常人很難去質疑這些理所應當的事情!那麼你是否曾經思考過,夜晚為什麼是黑暗的?也許根本沒有任何理由讓夜空變暗!請看以下假設:

19世紀初,海因裡希·奧伯斯(Heinrich Olbers)首先指出了這一點,並且提出了以下論點:他認為夜空應該和白天一樣明亮!

  • 宇宙非常非常大,到處都是星星。
  • 無論你朝天空的哪個方向看,你都會遇到一顆恆星。
  • 想象一下,夜空所有的位置都被恆星填滿了,我們視線最終都會停留在一顆恆星的表面,那麼為什麼夜空是黑暗的,而不是到處都被照亮?

這就是眾所周知的奧伯斯悖論,下面有一個美麗,但又與事實不否的例子。

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

如上圖所示,只要宇宙的範圍夠大,恆星夠多,恆星的光最終會填滿天空中所有黑暗的地方,無論你朝哪個方向看,無論看的多麼細,都會有一個來自遙遠恆星的光子落在你的眼睛上。整個天空背景都應該是明亮的,和白天一樣!這個理論看似完美自洽,但是卻與事實相悖,一定是理論哪裡出了問題,所以一波猜測、解釋隨之而來!

塵埃阻擋光線?

最直接的反對意見來自於觀察我們自己的銀河系。

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

我們知道銀河系充滿了數千億顆恆星。但是在最黑暗的夜晚,沒有光汙染、沒有云層、沒有月亮的情況下,人類最完美的視覺也只能看到成千上萬顆恆星,還有橫跨整個天空的銀河。這時人們就注意到銀河中有一條巨大的黑暗帶擋住了絕大多數的恆星,黑暗帶是由中性氣體、宇宙塵埃組成的,這些中性原子能夠吸收絕大多數的可見光!

當時的天文學家推斷,如果有足夠多的宇宙塵埃和氣體雲,它們就能阻擋來自遙遠恆星的的光線,使夜空看起來是黑暗的。

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

這個論點簡單、直接,只要有東西能擋住光線就行,但是有一些明顯是錯誤的。

奧伯斯悖論之所以在當時能構成一個合理的悖論,主要是因為以下的原因。

如果地球離太陽的距離是現在的兩倍,那麼太陽會變暗多少呢?答案是當前亮度的四分之一。如果距離是原來的三倍呢?亮度將是原來的九分之一。換句話說,亮度隨著距離的平方在減小,對單顆恆星確實是這樣的!

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

那如果天空中有無數顆恆星,它們的總亮度隨著距離的變化是怎樣的?如上圖所示,當你離開中心越來越遠的時候,單顆恆星的亮度是在下降,但是你和中心之間的空間會越來越大,當然也會看到更多的恆星。那麼這個空間的範圍是怎樣變化的呢?與距離(R)的平方成正比。

所以,從數學上講,距離只要足夠大,空間就足夠大,恆星也足夠多,就會產生一個有限,但亮度不會減少的夜空。這也意味著,如果考慮任意大的距離,就會產生任意大的總通量。隨著時間的推移,根據能量守恆定律,任何擋在路上的塵埃都會升溫,直到中性的塵埃氣體雲也開始發光發亮。我們還會得到一個像下圖這樣的夜晚!

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

然而,不管你的理論有多麼完備,但事實上夜空很明顯是黑暗的!所以奧伯斯悖論中肯定有缺陷,相信愛科學的你,已經發現了一些問題,因為我上文中不停的在強調一個詞:無限大!我知道你肯定也早想反駁我了,先彆著急!

我們先看一個事實,奧伯斯悖論第一次出現的時候是在1823年,比我們現在所知的大爆炸模型早了整整122年。你說這122年中有誰能駁倒這個悖論?只有當大爆炸模型建立以後這個悖論自然就不攻自破!

大爆炸模型可以很輕鬆的解決以上的問題

我們有關於大爆炸理論的壓倒性證據,告訴我們很多關於宇宙的真理,其中這些證據也與奧伯斯悖論中隱含的假設相矛盾。

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

首先,奧伯斯假設宇宙的規模、大小是無限的。奧伯斯悖論只有取空間、時間和恆星的數量無限大的時候才會起作用,並且要相信宇宙是無限的!

根據現在的宇宙模型,我們的宇宙確實很大,很大,也有可能是無限大,遠遠超出了我們的認知範圍。但是宇宙的年齡絕對是有限的,大約有138億年。這就限制了宇宙中可觀測部分的大小:半徑約為460億光年。

這就是解決奧博斯悖論的第一個方法:宇宙雖然有可能是無限大的,但為我們提供光源的部分並不是無限的,所以從各個方向傳播進我們視野的光,其總量也不是無限的!下圖中我們通過觀察遙遠宇宙的可見光,獲得的情況確實有點驚人,哈勃深場中天空中的一小部分就包含了大約10000個星系,確實很多,但絕不是無限的!

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

標準模型解釋這個悖論簡直遊刃有餘,還有很多證據。我們現在就假設可觀測的宇宙是無限的,但是其中的恆星也不會永生不死。(估計奧伯斯也不一定知道恆星會死亡)恆星的質量、大小和顏色各異,但它們都有一個共同點:依靠核聚變發光發熱,燃料都是有限的。

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

但還有一個原因導致了我們的夜空是黑暗的,就是我們自己視力的原因!

"

“通過否定科學原理,人們可以維持任何悖論。”——伽利略

在我們還沒有掌握某些科學理論的時候,有些很簡單現象就足以困擾一代人,例如:奧伯斯悖論提到:晚上的天空為什麼是黑暗的?這個問題你可能覺得科學家有點沒事找事,晚上不暗難道白天暗啊!但是就這個問題自1823年提出以來困擾了無數的天文學家,甚至牽扯到了宇宙起源的問題!下面我們就瞭解下,夜晚的黑暗是怎麼印證大爆炸模型的?

夜晚為什麼是黑暗的

日出而作日落而息,白天和黑夜的交替是我們最常見的自然現象!太陽每次只能照亮地球的一半,這似乎是這個世界上最簡單、最自然的事情。

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

地球繞軸自轉,繞日公轉,周而復始!我們一天中大約有一半的時間沐浴在母恆星燦爛、溫暖的陽光中。而另一半時間則在黑暗的夜晚度過,在夜晚我們能看到的只有遙遠的恆星、星系和模糊的星雲,當然還有太陽光的搬運工,可愛的月亮,它為我們的夜晚提供了主要的光亮!

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

以上描述的事情,都是鐵一般的事實,我們從一出生看到的就是明亮的白天、黑暗的夜晚。平常人很難去質疑這些理所應當的事情!那麼你是否曾經思考過,夜晚為什麼是黑暗的?也許根本沒有任何理由讓夜空變暗!請看以下假設:

19世紀初,海因裡希·奧伯斯(Heinrich Olbers)首先指出了這一點,並且提出了以下論點:他認為夜空應該和白天一樣明亮!

  • 宇宙非常非常大,到處都是星星。
  • 無論你朝天空的哪個方向看,你都會遇到一顆恆星。
  • 想象一下,夜空所有的位置都被恆星填滿了,我們視線最終都會停留在一顆恆星的表面,那麼為什麼夜空是黑暗的,而不是到處都被照亮?

這就是眾所周知的奧伯斯悖論,下面有一個美麗,但又與事實不否的例子。

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

如上圖所示,只要宇宙的範圍夠大,恆星夠多,恆星的光最終會填滿天空中所有黑暗的地方,無論你朝哪個方向看,無論看的多麼細,都會有一個來自遙遠恆星的光子落在你的眼睛上。整個天空背景都應該是明亮的,和白天一樣!這個理論看似完美自洽,但是卻與事實相悖,一定是理論哪裡出了問題,所以一波猜測、解釋隨之而來!

塵埃阻擋光線?

最直接的反對意見來自於觀察我們自己的銀河系。

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

我們知道銀河系充滿了數千億顆恆星。但是在最黑暗的夜晚,沒有光汙染、沒有云層、沒有月亮的情況下,人類最完美的視覺也只能看到成千上萬顆恆星,還有橫跨整個天空的銀河。這時人們就注意到銀河中有一條巨大的黑暗帶擋住了絕大多數的恆星,黑暗帶是由中性氣體、宇宙塵埃組成的,這些中性原子能夠吸收絕大多數的可見光!

當時的天文學家推斷,如果有足夠多的宇宙塵埃和氣體雲,它們就能阻擋來自遙遠恆星的的光線,使夜空看起來是黑暗的。

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

這個論點簡單、直接,只要有東西能擋住光線就行,但是有一些明顯是錯誤的。

奧伯斯悖論之所以在當時能構成一個合理的悖論,主要是因為以下的原因。

如果地球離太陽的距離是現在的兩倍,那麼太陽會變暗多少呢?答案是當前亮度的四分之一。如果距離是原來的三倍呢?亮度將是原來的九分之一。換句話說,亮度隨著距離的平方在減小,對單顆恆星確實是這樣的!

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

那如果天空中有無數顆恆星,它們的總亮度隨著距離的變化是怎樣的?如上圖所示,當你離開中心越來越遠的時候,單顆恆星的亮度是在下降,但是你和中心之間的空間會越來越大,當然也會看到更多的恆星。那麼這個空間的範圍是怎樣變化的呢?與距離(R)的平方成正比。

所以,從數學上講,距離只要足夠大,空間就足夠大,恆星也足夠多,就會產生一個有限,但亮度不會減少的夜空。這也意味著,如果考慮任意大的距離,就會產生任意大的總通量。隨著時間的推移,根據能量守恆定律,任何擋在路上的塵埃都會升溫,直到中性的塵埃氣體雲也開始發光發亮。我們還會得到一個像下圖這樣的夜晚!

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

然而,不管你的理論有多麼完備,但事實上夜空很明顯是黑暗的!所以奧伯斯悖論中肯定有缺陷,相信愛科學的你,已經發現了一些問題,因為我上文中不停的在強調一個詞:無限大!我知道你肯定也早想反駁我了,先彆著急!

我們先看一個事實,奧伯斯悖論第一次出現的時候是在1823年,比我們現在所知的大爆炸模型早了整整122年。你說這122年中有誰能駁倒這個悖論?只有當大爆炸模型建立以後這個悖論自然就不攻自破!

大爆炸模型可以很輕鬆的解決以上的問題

我們有關於大爆炸理論的壓倒性證據,告訴我們很多關於宇宙的真理,其中這些證據也與奧伯斯悖論中隱含的假設相矛盾。

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

首先,奧伯斯假設宇宙的規模、大小是無限的。奧伯斯悖論只有取空間、時間和恆星的數量無限大的時候才會起作用,並且要相信宇宙是無限的!

根據現在的宇宙模型,我們的宇宙確實很大,很大,也有可能是無限大,遠遠超出了我們的認知範圍。但是宇宙的年齡絕對是有限的,大約有138億年。這就限制了宇宙中可觀測部分的大小:半徑約為460億光年。

這就是解決奧博斯悖論的第一個方法:宇宙雖然有可能是無限大的,但為我們提供光源的部分並不是無限的,所以從各個方向傳播進我們視野的光,其總量也不是無限的!下圖中我們通過觀察遙遠宇宙的可見光,獲得的情況確實有點驚人,哈勃深場中天空中的一小部分就包含了大約10000個星系,確實很多,但絕不是無限的!

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

標準模型解釋這個悖論簡直遊刃有餘,還有很多證據。我們現在就假設可觀測的宇宙是無限的,但是其中的恆星也不會永生不死。(估計奧伯斯也不一定知道恆星會死亡)恆星的質量、大小和顏色各異,但它們都有一個共同點:依靠核聚變發光發熱,燃料都是有限的。

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

但還有一個原因導致了我們的夜空是黑暗的,就是我們自己視力的原因!

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

對於我們日常生活來說,我們的眼睛已經很棒了,因為有太陽給我們提供大量的可見光,我們不需要看見其他波段的光。但是可見光確實是電磁波譜中很小很小的一部分!

"

“通過否定科學原理,人們可以維持任何悖論。”——伽利略

在我們還沒有掌握某些科學理論的時候,有些很簡單現象就足以困擾一代人,例如:奧伯斯悖論提到:晚上的天空為什麼是黑暗的?這個問題你可能覺得科學家有點沒事找事,晚上不暗難道白天暗啊!但是就這個問題自1823年提出以來困擾了無數的天文學家,甚至牽扯到了宇宙起源的問題!下面我們就瞭解下,夜晚的黑暗是怎麼印證大爆炸模型的?

夜晚為什麼是黑暗的

日出而作日落而息,白天和黑夜的交替是我們最常見的自然現象!太陽每次只能照亮地球的一半,這似乎是這個世界上最簡單、最自然的事情。

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

地球繞軸自轉,繞日公轉,周而復始!我們一天中大約有一半的時間沐浴在母恆星燦爛、溫暖的陽光中。而另一半時間則在黑暗的夜晚度過,在夜晚我們能看到的只有遙遠的恆星、星系和模糊的星雲,當然還有太陽光的搬運工,可愛的月亮,它為我們的夜晚提供了主要的光亮!

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

以上描述的事情,都是鐵一般的事實,我們從一出生看到的就是明亮的白天、黑暗的夜晚。平常人很難去質疑這些理所應當的事情!那麼你是否曾經思考過,夜晚為什麼是黑暗的?也許根本沒有任何理由讓夜空變暗!請看以下假設:

19世紀初,海因裡希·奧伯斯(Heinrich Olbers)首先指出了這一點,並且提出了以下論點:他認為夜空應該和白天一樣明亮!

  • 宇宙非常非常大,到處都是星星。
  • 無論你朝天空的哪個方向看,你都會遇到一顆恆星。
  • 想象一下,夜空所有的位置都被恆星填滿了,我們視線最終都會停留在一顆恆星的表面,那麼為什麼夜空是黑暗的,而不是到處都被照亮?

這就是眾所周知的奧伯斯悖論,下面有一個美麗,但又與事實不否的例子。

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

如上圖所示,只要宇宙的範圍夠大,恆星夠多,恆星的光最終會填滿天空中所有黑暗的地方,無論你朝哪個方向看,無論看的多麼細,都會有一個來自遙遠恆星的光子落在你的眼睛上。整個天空背景都應該是明亮的,和白天一樣!這個理論看似完美自洽,但是卻與事實相悖,一定是理論哪裡出了問題,所以一波猜測、解釋隨之而來!

塵埃阻擋光線?

最直接的反對意見來自於觀察我們自己的銀河系。

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

我們知道銀河系充滿了數千億顆恆星。但是在最黑暗的夜晚,沒有光汙染、沒有云層、沒有月亮的情況下,人類最完美的視覺也只能看到成千上萬顆恆星,還有橫跨整個天空的銀河。這時人們就注意到銀河中有一條巨大的黑暗帶擋住了絕大多數的恆星,黑暗帶是由中性氣體、宇宙塵埃組成的,這些中性原子能夠吸收絕大多數的可見光!

當時的天文學家推斷,如果有足夠多的宇宙塵埃和氣體雲,它們就能阻擋來自遙遠恆星的的光線,使夜空看起來是黑暗的。

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

這個論點簡單、直接,只要有東西能擋住光線就行,但是有一些明顯是錯誤的。

奧伯斯悖論之所以在當時能構成一個合理的悖論,主要是因為以下的原因。

如果地球離太陽的距離是現在的兩倍,那麼太陽會變暗多少呢?答案是當前亮度的四分之一。如果距離是原來的三倍呢?亮度將是原來的九分之一。換句話說,亮度隨著距離的平方在減小,對單顆恆星確實是這樣的!

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

那如果天空中有無數顆恆星,它們的總亮度隨著距離的變化是怎樣的?如上圖所示,當你離開中心越來越遠的時候,單顆恆星的亮度是在下降,但是你和中心之間的空間會越來越大,當然也會看到更多的恆星。那麼這個空間的範圍是怎樣變化的呢?與距離(R)的平方成正比。

所以,從數學上講,距離只要足夠大,空間就足夠大,恆星也足夠多,就會產生一個有限,但亮度不會減少的夜空。這也意味著,如果考慮任意大的距離,就會產生任意大的總通量。隨著時間的推移,根據能量守恆定律,任何擋在路上的塵埃都會升溫,直到中性的塵埃氣體雲也開始發光發亮。我們還會得到一個像下圖這樣的夜晚!

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

然而,不管你的理論有多麼完備,但事實上夜空很明顯是黑暗的!所以奧伯斯悖論中肯定有缺陷,相信愛科學的你,已經發現了一些問題,因為我上文中不停的在強調一個詞:無限大!我知道你肯定也早想反駁我了,先彆著急!

我們先看一個事實,奧伯斯悖論第一次出現的時候是在1823年,比我們現在所知的大爆炸模型早了整整122年。你說這122年中有誰能駁倒這個悖論?只有當大爆炸模型建立以後這個悖論自然就不攻自破!

大爆炸模型可以很輕鬆的解決以上的問題

我們有關於大爆炸理論的壓倒性證據,告訴我們很多關於宇宙的真理,其中這些證據也與奧伯斯悖論中隱含的假設相矛盾。

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

首先,奧伯斯假設宇宙的規模、大小是無限的。奧伯斯悖論只有取空間、時間和恆星的數量無限大的時候才會起作用,並且要相信宇宙是無限的!

根據現在的宇宙模型,我們的宇宙確實很大,很大,也有可能是無限大,遠遠超出了我們的認知範圍。但是宇宙的年齡絕對是有限的,大約有138億年。這就限制了宇宙中可觀測部分的大小:半徑約為460億光年。

這就是解決奧博斯悖論的第一個方法:宇宙雖然有可能是無限大的,但為我們提供光源的部分並不是無限的,所以從各個方向傳播進我們視野的光,其總量也不是無限的!下圖中我們通過觀察遙遠宇宙的可見光,獲得的情況確實有點驚人,哈勃深場中天空中的一小部分就包含了大約10000個星系,確實很多,但絕不是無限的!

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

標準模型解釋這個悖論簡直遊刃有餘,還有很多證據。我們現在就假設可觀測的宇宙是無限的,但是其中的恆星也不會永生不死。(估計奧伯斯也不一定知道恆星會死亡)恆星的質量、大小和顏色各異,但它們都有一個共同點:依靠核聚變發光發熱,燃料都是有限的。

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

但還有一個原因導致了我們的夜空是黑暗的,就是我們自己視力的原因!

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

對於我們日常生活來說,我們的眼睛已經很棒了,因為有太陽給我們提供大量的可見光,我們不需要看見其他波段的光。但是可見光確實是電磁波譜中很小很小的一部分!

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

大爆炸開始於一個熾熱、稠密的狀態,所遺留下來的輻射實際上照亮了夜空中的每一個地方!但是輻射在138億年的旅途中,由於宇宙的膨脹,能量已經大幅衰減,目前溫度大約為2.725開爾文,這個溫度真的太冷了,我們根本看不見。

如果你眼睛能看見的話下圖就是宇宙微波背景!

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“通過否定科學原理,人們可以維持任何悖論。”——伽利略

在我們還沒有掌握某些科學理論的時候,有些很簡單現象就足以困擾一代人,例如:奧伯斯悖論提到:晚上的天空為什麼是黑暗的?這個問題你可能覺得科學家有點沒事找事,晚上不暗難道白天暗啊!但是就這個問題自1823年提出以來困擾了無數的天文學家,甚至牽扯到了宇宙起源的問題!下面我們就瞭解下,夜晚的黑暗是怎麼印證大爆炸模型的?

夜晚為什麼是黑暗的

日出而作日落而息,白天和黑夜的交替是我們最常見的自然現象!太陽每次只能照亮地球的一半,這似乎是這個世界上最簡單、最自然的事情。

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

地球繞軸自轉,繞日公轉,周而復始!我們一天中大約有一半的時間沐浴在母恆星燦爛、溫暖的陽光中。而另一半時間則在黑暗的夜晚度過,在夜晚我們能看到的只有遙遠的恆星、星系和模糊的星雲,當然還有太陽光的搬運工,可愛的月亮,它為我們的夜晚提供了主要的光亮!

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

以上描述的事情,都是鐵一般的事實,我們從一出生看到的就是明亮的白天、黑暗的夜晚。平常人很難去質疑這些理所應當的事情!那麼你是否曾經思考過,夜晚為什麼是黑暗的?也許根本沒有任何理由讓夜空變暗!請看以下假設:

19世紀初,海因裡希·奧伯斯(Heinrich Olbers)首先指出了這一點,並且提出了以下論點:他認為夜空應該和白天一樣明亮!

  • 宇宙非常非常大,到處都是星星。
  • 無論你朝天空的哪個方向看,你都會遇到一顆恆星。
  • 想象一下,夜空所有的位置都被恆星填滿了,我們視線最終都會停留在一顆恆星的表面,那麼為什麼夜空是黑暗的,而不是到處都被照亮?

這就是眾所周知的奧伯斯悖論,下面有一個美麗,但又與事實不否的例子。

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

如上圖所示,只要宇宙的範圍夠大,恆星夠多,恆星的光最終會填滿天空中所有黑暗的地方,無論你朝哪個方向看,無論看的多麼細,都會有一個來自遙遠恆星的光子落在你的眼睛上。整個天空背景都應該是明亮的,和白天一樣!這個理論看似完美自洽,但是卻與事實相悖,一定是理論哪裡出了問題,所以一波猜測、解釋隨之而來!

塵埃阻擋光線?

最直接的反對意見來自於觀察我們自己的銀河系。

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

我們知道銀河系充滿了數千億顆恆星。但是在最黑暗的夜晚,沒有光汙染、沒有云層、沒有月亮的情況下,人類最完美的視覺也只能看到成千上萬顆恆星,還有橫跨整個天空的銀河。這時人們就注意到銀河中有一條巨大的黑暗帶擋住了絕大多數的恆星,黑暗帶是由中性氣體、宇宙塵埃組成的,這些中性原子能夠吸收絕大多數的可見光!

當時的天文學家推斷,如果有足夠多的宇宙塵埃和氣體雲,它們就能阻擋來自遙遠恆星的的光線,使夜空看起來是黑暗的。

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

這個論點簡單、直接,只要有東西能擋住光線就行,但是有一些明顯是錯誤的。

奧伯斯悖論之所以在當時能構成一個合理的悖論,主要是因為以下的原因。

如果地球離太陽的距離是現在的兩倍,那麼太陽會變暗多少呢?答案是當前亮度的四分之一。如果距離是原來的三倍呢?亮度將是原來的九分之一。換句話說,亮度隨著距離的平方在減小,對單顆恆星確實是這樣的!

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

那如果天空中有無數顆恆星,它們的總亮度隨著距離的變化是怎樣的?如上圖所示,當你離開中心越來越遠的時候,單顆恆星的亮度是在下降,但是你和中心之間的空間會越來越大,當然也會看到更多的恆星。那麼這個空間的範圍是怎樣變化的呢?與距離(R)的平方成正比。

所以,從數學上講,距離只要足夠大,空間就足夠大,恆星也足夠多,就會產生一個有限,但亮度不會減少的夜空。這也意味著,如果考慮任意大的距離,就會產生任意大的總通量。隨著時間的推移,根據能量守恆定律,任何擋在路上的塵埃都會升溫,直到中性的塵埃氣體雲也開始發光發亮。我們還會得到一個像下圖這樣的夜晚!

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

然而,不管你的理論有多麼完備,但事實上夜空很明顯是黑暗的!所以奧伯斯悖論中肯定有缺陷,相信愛科學的你,已經發現了一些問題,因為我上文中不停的在強調一個詞:無限大!我知道你肯定也早想反駁我了,先彆著急!

我們先看一個事實,奧伯斯悖論第一次出現的時候是在1823年,比我們現在所知的大爆炸模型早了整整122年。你說這122年中有誰能駁倒這個悖論?只有當大爆炸模型建立以後這個悖論自然就不攻自破!

大爆炸模型可以很輕鬆的解決以上的問題

我們有關於大爆炸理論的壓倒性證據,告訴我們很多關於宇宙的真理,其中這些證據也與奧伯斯悖論中隱含的假設相矛盾。

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

首先,奧伯斯假設宇宙的規模、大小是無限的。奧伯斯悖論只有取空間、時間和恆星的數量無限大的時候才會起作用,並且要相信宇宙是無限的!

根據現在的宇宙模型,我們的宇宙確實很大,很大,也有可能是無限大,遠遠超出了我們的認知範圍。但是宇宙的年齡絕對是有限的,大約有138億年。這就限制了宇宙中可觀測部分的大小:半徑約為460億光年。

這就是解決奧博斯悖論的第一個方法:宇宙雖然有可能是無限大的,但為我們提供光源的部分並不是無限的,所以從各個方向傳播進我們視野的光,其總量也不是無限的!下圖中我們通過觀察遙遠宇宙的可見光,獲得的情況確實有點驚人,哈勃深場中天空中的一小部分就包含了大約10000個星系,確實很多,但絕不是無限的!

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

標準模型解釋這個悖論簡直遊刃有餘,還有很多證據。我們現在就假設可觀測的宇宙是無限的,但是其中的恆星也不會永生不死。(估計奧伯斯也不一定知道恆星會死亡)恆星的質量、大小和顏色各異,但它們都有一個共同點:依靠核聚變發光發熱,燃料都是有限的。

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

但還有一個原因導致了我們的夜空是黑暗的,就是我們自己視力的原因!

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

對於我們日常生活來說,我們的眼睛已經很棒了,因為有太陽給我們提供大量的可見光,我們不需要看見其他波段的光。但是可見光確實是電磁波譜中很小很小的一部分!

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

大爆炸開始於一個熾熱、稠密的狀態,所遺留下來的輻射實際上照亮了夜空中的每一個地方!但是輻射在138億年的旅途中,由於宇宙的膨脹,能量已經大幅衰減,目前溫度大約為2.725開爾文,這個溫度真的太冷了,我們根本看不見。

如果你眼睛能看見的話下圖就是宇宙微波背景!

這就是為什麼“黑暗的夜空”可以印證宇宙的起源

總結:那麼夜空變暗的原因是什麼呢?黑暗的夜空也印證了大爆炸模型

  • 可觀測宇宙的大小、年齡和恆星數量都是有限的。
  • 存在的恆星不會永遠存在
  • 我們不能看到宇宙中所有不同波長的輻射;宇宙對我們的眼睛來說是黑暗的

所以奧伯斯悖論在當時無法解釋的主要原因是,人們所持有的宇宙模型不一樣,認為宇宙不論是從年齡、空間上都是無限的,而且宇宙空間的大小也是恆定不變的,這就是穩恆態宇宙模型!

相反夜空的黑暗也印證了宇宙的大爆炸模型,宇宙有年齡,宇宙在膨脹,可觀測宇宙並不是無限大!這就是為什麼黑暗的夜空告訴了我們宇宙起源的故事!

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