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宇宙为什么是黑色的,暗藏着很多玄机

近几年来有很多人想要通过各种方式去了解宇宙,每当夜幕降临的时候,太阳就会被地球的另一面遮挡,所以就露出了宇宙原本的样子。宇宙有一种让人漆黑,令人窒息的感觉,很多人都想不明白宇宙为什么是黑色的,其实就是因为宇宙膨胀而导致的,宇宙当中光比较微弱,所以就会呈黑色的。

1c8c313ecd047e8f28e82fd38d3aa742近几年来有很多人想要通过各种方式去了解宇宙,每当夜幕降临的时候,太阳就会被地球的另一面遮挡,所以就露出了宇宙原本的样子。宇宙有一种让人漆黑,令人窒息的感觉,很多人都想不明白宇宙为什么是黑色的,在夜晚的星空下,我们可以轻易地发现,天空中除了月亮和星星以外,其他的地方全都是一片漆黑。根据这个现象,我们的脑海里很容易就会冒出过一个问题:为什么宇宙是黑的呢?

这个看似简单的问题,却隐藏着宇宙的大秘密,放在200年前,这是一个难以解释的谜题。1823年,德国天文学家海因里希.奧伯斯(Heinrich Olbers)提出了著名的“奥伯斯佯谬”,他指出既然宇宙是无限的,并且还拥有无穷无尽的能够发光的恒星,那么我们无论向宇宙中的哪个地方看,都可以看到无数的星光汇集而来,因此宇宙应该是明亮的,但我们观测到的现象却恰恰相反。

星际物质并不是只吸收能量而不释放能量,事实上,当诸如气体和尘埃等星际物质吸收了能量之后,又会以电磁波的形式向外释放能量,因此可以说,在宇宙无限和恒星数量无限的前提下,这些星际物质获得的能量会不断地累积,其辐射出的电磁波能量也会持续升高,在达到了足够的强度以后,这些辐射还是会将宇宙变得明亮起来。

“奥伯斯佯谬”提出之后,科学家们给出了各种各样的解释,有说宇宙不是永恒的,有说宇宙空间不是有限的,还有说宇宙中的恒星数量不是无限的,然而这些都不能对“奥伯斯佯谬”作出完美的解释。

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事实上,直到1929年美国天文学家爱德文.哈勃(Edwin Hubble)发现了一个宇宙的大秘密——宇宙膨胀现象,“奥伯斯佯谬”才得到彻底的解决,也就是说,科学家用了100多年才找到这个问题的答案。

宇宙是黑色的原因

宇宙之所以是黑色的,就是因为宇宙膨胀的速度,根据哈勃定律就发现宇宙的膨胀速度会随着距离的增加而加快。每增加326万光年的时候,宇宙膨胀的速度将会增加,差不多70公里每秒,这种速度是可以叠加的,这也就意味着由于宇宙的膨胀,导致离人类比较远的恒星,也超过光速的速度,远离人类。所以这些恒星发射出来的光是没有办法到达地球的,这些恒星发出来的光线产生红移,到达地球的时候已经不能看到光,所以宇宙也无法被照亮。

随着人类的科学不断发展进步,量子物理学开始兴起,我们从宏观世界来到微观粒子世界。这时候,我们在宇宙中发现了暗物质,这种物质和光子、电子、正物质和反物质都不同,它没有电磁效应,因此也不会发出光亮,但是它又存在于宇宙各处。根据测算,暗物质的总量是其它物质总量的六倍之多。

这些暗物质可以自由穿越其它物质,而且还不会受到干扰,这也是为什么宇宙看起来是黑色的原因。此外,人们在研究宇宙膨胀的时候还发现了,宇宙每一处膨胀的速度不是均匀的,有些地方快,有些地方慢。显然,银河系在宇宙中位于膨胀比较慢的地区,因此人类才能在夜晚看到如此美丽的银河。

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为什么说宇宙膨胀导致了我们看到的宇宙是黑的呢?

根据哈勃定律,宇宙的膨胀速度会随着距离的增加而变快,具体表现在每增加326万光年的距离,宇宙膨胀的速度就会提高大约70公里/秒。需要注意的是,这个速度是可叠加的,这就意味着那些与我们距离非常遥远的恒星,其因为宇宙膨胀而远离我们的速度将会超过光速,正因为如此,它们发出的光线就永远都到不了地球。

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那些与地球距离相对较近一点的恒星所发出的光线,是可以到达地球的,但遗憾的是,由于宇宙膨胀的关系,它们其实也在做远离我们的运动(只是没有超过光速),在这种情况下,根据多普勒效应,它们发出的光线的波长将会不可避免地出现拉伸(即红移),这会导致这些恒星的光线到达地球时,其波长早就在我们能看到的范围(可见光)以外了,因此站在地球的视角上来看,这类恒星发出的光线也无法将宇宙照亮。

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于是就只剩下那些距离更近的恒星才能够给我们提供光明了,但这些恒星的数量其实并没有想象中的那么多,我们也没有想象中的看得那么远,实际上我们人类的肉眼能够看到的恒星,绝大多数都在下图所示的那个小小的圆圈以内。

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我们可以看到,虽然理论上来讲宇宙是无限的,并且还拥有无穷无尽的能够发光的恒星,但是由于宇宙膨胀的关系,位于可观测宇宙之外的恒星所发出的光线永远到不了地球,还有大量的恒星光线又因为红移现象不会被我们感知的,而剩下的那一点点星光,就只能作为夜空中的点缀,根本就不可能帮助我们照亮宇宙,正是因为这些原因,我们所看到的宇宙才是黑的。

人类一直都拥有着一颗强烈探索未知的心,直到现在利用科学技术才能够探索宇宙,才能够解决,触不到摸不到的宇宙抽象问题。一直以来人们都会不断的在探索宇宙的道路当中,不断的行走就是为了能够帮助人们去找到更多的谜题,还可以帮助人们去更加清晰的了解宇宙。

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