感情危机：老公不出去上班怎么办 ？

在偏远的市郊乡村每当夜幕降临我们抬头仰望繁星会看见满天的星斗或有银河如白练一般悬于漆黑的夜空之中这一幕我们习以为常可能很少人深思其中缘由

但19世纪初的

德国

就有这么一个吃饱了撑的天文学家他指出

假如宇宙无限且星星均匀分布那么我们看到的夜空应该是明亮的

这位名字很长还吃饱了撑的天文学家名叫海因里希威廉马提亚奥伯斯

奥伯斯提出的这个问题困扰了科学界100多年史称奥伯斯佯谬但其实类似的问题同为

德国

天文学家的开普勒就是发现行星运动定律的那个在四百年前就提出过可见这真不是一个吃饱了撑的问题

对奥伯斯佯谬的灵魂拷问夜空为什么不是黑的

你没看错既然我们习以为常理所当然地认为夜空就应该是黑的那我们要先反问一下奥伯斯同志夜空为啥不是黑的

奥伯斯提出这个问题其实是有前提条件的

1宇宙是永恒和无限的2星星均匀地分布这两个条件在两百年前是理所当然的那时的科学家都认为宇宙是永恒无限的这样我们就不需要考虑宇宙创生的问题而星星均匀分布也符合保持牛顿万有引力理论所必须的引力平衡

假设以上两个条件均成立那么我们会得到这样一个结果

宇宙永恒无限平均分布的星星也无限每一颗星星发出的每一缕光都可以并已经传播到无穷远处

由此我们就会得到奥伯斯相同的结论

我们看向任何方向视线最终都会停留在有限远的一颗明亮的星星上面那么我们向任何方向看去夜空都应该是明亮的

永恒宇宙下的争议

这个推理似乎无懈可击但其实即使在永恒宇宙无限星光的前提下它依然是存在争议的其中重要一点就是

宇宙虽然无限但星星的寿命并不是无限久远的

这意味着它只能在有限的生命周期里发出有限的光芒并传播到有限的距离上比如一颗50亿年寿命的恒星它能发出的光只能分布在一个50亿光年的径向范围内在这个范围以外都是看不到的这样纵使有这么一颗星星在某个距离上遮挡了我们的视线它也可能是一个漆黑的星球不发出任何一丝光芒

奥伯斯佯谬这么简单就破了当然不是在永恒宇宙下无限的星星发出无限的光都携带着能量这些能量会加热任何它照射到的星球那么在无限宇宙下每一个星球吸收的热量都超过了其耗散的热量最终每一个星球都会被点亮无论它自身是否发光

另一个争议点是远处的星光可能被星际尘埃遮挡但基于以上相同的原因在无限的星光照耀下尘埃最终也会被加热和照亮直至迸发出耀眼光芒

也就是说

在永恒宇宙里无限星光下奥伯斯佯谬是无解的夜空就该是明亮的

当然现实这是不可能的否则不单夜空会亮如白昼我们也早就被无限星光烧焦并迸发出耀眼光芒了也就没有人来思考这个奇怪的问题了

破解奥伯斯佯谬宇宙正在膨胀

奥伯斯佯谬提出约一百年后伟大的德国物理学家爱因斯坦

怎么又是

德国

的

发表广义相对论并据此预言了宇宙并非恒态它要么在膨胀要么在收缩假如是前者就能完美解决奥伯斯佯谬

但作为稳恒态宇宙的支持者爱因斯坦放弃了这个伟大的发现选择在广义相对论的引力场方程中添加一个参数宇宙常数使宇宙保持稳恒状态

不过很快他就后悔做出这画蛇添足的决定在他为引力场方程增加宇宙常数的十年后

美国天文学家哈勃

终于有个不是

德国

的了

通过星系红移的观测数据发现宇宙正在膨胀

宇宙膨胀为何能破解奥伯斯佯谬

根据宇宙正在膨胀的现状沿时间方向回溯回去宇宙中所有星系都必然聚集到一点这意味着宇宙必然有一个开端宇宙并非永恒无限

因为至少在可观测范围内它在时间上是有限的现在科学家根据对宇宙膨胀率的测算推测宇宙从诞生至今仅有1382亿年根据光速恒定原理这意味着最远的星光也只传播了1382亿光年当然随着宇宙的膨胀这个数字实际上要稍大一点

根据测算目前的可观测宇宙半径约为465亿光年我们的可观测宇宙是一个约930亿光年的球体在这个球体以外的任何星光此刻都还没传播到我们这里

既然我们能观测的宇宙无论在时间上还是在空间上都有限自然星星的数量也有限那么奥伯斯佯谬的前提条件就不成立了奥伯斯悖论不攻自破我们向宇宙的任意方向看去也许并不会被任何星光阻挡我们依然会看到一个漆黑的宇宙正如我们现在所看到的一样

后记

虽然在可见光的范围内夜空仅有点点星光但其实在漆黑的宇宙背景里却布满了我们无法察觉的微弱之光那是宇宙诞生后射向远方的第一缕光宇宙微波背景辐射它遍满了宇宙在它发出时是3000K高温下明亮的橙红色光芒但随着宇宙的膨胀它的频率不断衰减现在仅剩27K的低于人眼可识别范围的低温微波辐射

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