人类科技不断进步,这使得咱们能够
开启太空探索之旅。不过当下咱们的太空探索才刚起步,连太阳系都还没突破呢,可这起码说明了太空探索行得通,也给人类指出了发展的路子。
在当下还做不到载人去进行深空探索的时候,先进的太空望远镜依然能够帮我们观测宇宙的秘密。每次有新的发现,都会让人们对未知充满憧憬和期待。
不过呢,你要是抬头瞅瞅夜空,就会惊奇地察觉,跟白天的蓝色天空差别可大了,夜晚的天空差不多全是黑的。
为啥夜空是黑色的呢?
【01】
夜空为啥是黑暗的?这个疑问已经困扰人类好几个世纪啦。
哥白尼于 16 世纪提出了日心说,觉得是地球围着太阳转,所以才有了白天黑夜的交替。这看起来倒是给出了个简单的说法。不过呢,这种说法也就只在地球和太阳构成的太阳系里适用。
要是咱们把目光投向那广阔无边的宇
宙,日心说就解释不了为啥整个宇宙不是一直都处在白天。咱们来做个想象的实验,想象有个房间,里头光源到处都是。就这种情况,不管那些遮挡的东西咋摆,房间里都不会有黑的地方,只会特别亮堂。
依这样往下想,宇宙里有着数都数不清的恒星,它们发出来的光线充满了整个宇宙空间,那为啥咱们还会有黑夜呢?这看上去跟常理不合啊。
在 19 世纪 20 年代,德国的天文学家海因里希·奥伯斯弄出了一个让人摸不着头脑的“佯谬”。
奥伯斯觉得,要是宇宙确实是无限大的,那不管咱们朝着哪个方向看,都该能看到数不清的遥远恒星发出来的光。虽说每颗恒星的光都挺暗的,可全部加起来,按理来讲应该能把夜空照亮。但实际情况却不是这样,夜空还是黑黢黢的。
这一佯谬让天文学家头疼了好多年。有人说,距离越远,恒星光的强度就越弱,所以超远距离的恒星发出的光太微弱了,根本照不亮夜空。但这个解释不靠谱。
确实,单颗恒星的光强会因为距离的平方而减弱,不过从统计的方面来说,要是宇宙里的恒星分布得很均匀,那么在
任意距离 r 的球壳面上,恒星的数量和 r 的平方是成比例的。光强的衰减恰好把恒星数量的增多给抵消掉了,这样一来,在任意距离的地方,恒星的总光强都不会改变。
那星际尘埃之类的东西会不会把光线挡住呢?这好像也不行。虽说它们一开始能挡住光线,可会一直被加热到恒星的温度,到最后它们自己也会发光。
正琢磨不明白的时候,20 世纪初何博的观测提供了重要线索——宇宙在膨胀。这就表明,几十亿年前,宇宙更紧密,光还没来得及传到现在这么远的距离。所以,当下咱们只能看到局部宇宙里的恒星,远处的光还没到达地球呢。
这样一来,奥伯斯佯谬就被解决了。宇宙不是一直不变的静态,而是在不断动态扩张。在这种框架当中,夜空黑暗不但能得到解释,甚至还成了新的宇宙学模型的一种验证。
【02】
行星、卫星、小行星带,还有数不清的宇宙尘埃,全都在辽阔的太空中飘着。就当下的观测和模型推断来说,在太阳系里边,估计有几十亿的小天体,它们彼此碰撞、破碎,弄出了数都数不过来的尘埃颗粒。
这些尘埃粒子能够反射阳光,咱们白天看到的天空是蓝色的,就是因为这些尘埃反射了阳光。到了夜晚,太阳光到不了,尘埃也就没法反射光线了,所以天空就变成黑色的了。
不过,问题来了,太阳系里有特别多的尘埃,按说这些尘埃反射的光线应该能让夜空有一定的亮度,而不是漆黑一片。
那,这些尘埃都去哪啦?
这儿说到了一个特别大的空间,那就是星际空间。在太阳系的外头,有着很广阔的星际空间。这些空间大得很,除了一点点氢和氦,差不多就是完全真空的。
在这样的环境里,太阳系里的尘埃轻轻松松就能逃逸进星际空间,也就不会再给夜空带来啥影响了。
就是说啊,夜空之所以是黑的,是由于太阳系里好多尘埃不停逃到了没边没沿的星际空间。人类当下的太空探索,才刚超过地球的引力,想突破太阳系那是相当困难。而且那广阔的星际空间对人类来讲完全就是禁区。
如此一来,夜空的黑色竟成了一种悲剧的象征。
它让咱们明白,虽说人类探索宇宙的那股子热情好像根本压不住,可咱们到底是生活在一个封闭系统里极其渺小的生命。咱们必然得面对极大的空间约束,肯定突破不了太阳系的范围,就更别提去探索那没有尽头的宇宙啦。
【03】
近些年来,科学家凭借对红移现象的观察,得到了一个特别惊人的结论:咱们的宇宙,正在以难以想象的超快速度不断膨胀。这个发现把人类对于宇宙的常规认知给推翻了,并且还给测量宇宙距离带来了新的难题。
一切得从红移讲起。咱们都清楚,天体发出的光因为“多普勒效应”会出现频移。要是光源离观测者越来越远,发出来的光就会朝着红色波长的方向偏移,这就叫“红移”。
早在上个世纪的时候,天文学家就通过红移来测量恒星的速度。然而,他们却察觉到,有些遥远天体的红移大得远远超出了能解释的范畴,这表明所谓的“膨胀宇宙”模型扩张的速度比原先设想的还要
快。
天文学家借助先进的设备重新给大量天体测了红移。结果显示,远处星系的红移速度特别快,都超过光速了。也就是说,这些星系正以超光速的速度离我们越来越远。这一发现把科学界对于宇宙膨胀速度的认识彻底给推翻了。
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按照爱因斯坦的相对论来讲,物体运动的速度是不能超过光速的。可为啥远方星系的运动速度那么快呢?实际上啊,是空间本身在快速膨胀。宇宙里的星系被空间膨胀给“带着跑”,这才表现出好像超过光速的运动状态。
但是,为啥空间会以这么快的速度膨胀呢?这背后藏着个大大的谜团。科学家猜测,或许在宇宙刚形成那会儿,一种神秘的“暗能量”让空间迅速膨胀起来。可暗能量是咋来的,到现在也没弄清楚。要解开这个谜,能不能把宇宙起源的秘密搞明白?未来的研究啊,还有好长的路要走呢。
与此同时,宇宙快速膨胀,这给天文距离的测量带来了新难题。因为空间一直在扩张,所以两点间的距离老是在变化。
比如说,要是两个星系一开始的距离是 100 万光年,过了一阵子,实际距离也许就超过 110 万光年了。这表明,在天文学里,距离的测量可不能直接当成“光行时间”。要想获取准确的数据,天文学家得常常重新测量星系之间当下的距离。
【04】
如今呀,有的人喜欢黑夜,可有的人
却害怕黑夜。这真让人有点搞不懂,为啥黑夜能让不同的人有完全相反的感觉。
不过,要是咱们往深了琢磨,就能明白这俩态度实际上都来自人类共有的本能,那就是对未知的害怕。
喜欢黑夜的人,其实喜欢的是黑夜带来的宁静,还有那月光、星光。这能让人觉得舒适又放松。他们钟情于黑夜,就在于黑夜能满足他们对安宁的渴求。
而害怕黑夜的人,正是由于黑夜意味着未知。处于黑暗里,咱们的视力没了,对周边环境啥都不清楚,这就特别容易让人想到死亡跟危险,从而产生恐惧。
这种对未知的害怕,是从人类原始时候的生存本能来的。咱们的祖先为了不被夜里的野兽伤到,就学会了害怕黑夜。就算到了现在,这种本能依然留在咱们的基因编码里。只要在不熟悉的环境里,咱们就会不自觉地觉得不安全。
【05】
人类在科技方面依旧显得很渺小,不过科学探索的那种精神永远都不会停下脚步。
咱们既不用害怕宇宙,也不能盲目乐呵。而是得有理性和胆量,晓得自身的不足,不停打破各种限制,开创出人类
美好的未来。
人类既渺小又伟大。咱们努力去探寻宇宙的秘密,同时也明白自身的局限性。
不管宇宙朝着啥方向发展,咱们都会一直凭借智慧和勇气去应对未知的世界。这种探索的劲头,那可是人类最为珍贵
的财富。
它能使我们跳出个体命运的局限,体会到和伟大宇宙的关联。