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TUhjnbcbe - 2025/7/20 18:28:00

当我们抬头仰望星空,我们所看到的星星其实大都是恒星,它们像太阳一样自身能够通过核聚变反应而发光。只是这些恒星比太阳离地球远得多,所以它们的星光到达地球时已经变得很微弱。

在观测条件好的地方,我们可以看到两千多颗恒星,而全球整个天空可以看到七千颗恒星。不过,这只是宇宙的冰山一角。我们所看到的恒星与地球的距离大都不超过光年,而银河系的直径至少可达10万光年。

在银河系中,总计有亿颗恒星,甚至最多可达亿颗恒星。放眼宇宙,银河系也只是一个普通的星系,可观测宇宙中还有大约2万亿个星系。按照保守估计,一个星系中包含10亿颗恒星,那么,可观测宇宙中就有20万亿亿(2×10^21)颗恒星,远超地球上的沙子总数。

既然宇宙中有这么多恒星,无论我们朝着哪个方向观测,应该都有无数的星光飞抵地球,那么,为什么夜空不是明亮的,而是黑暗的呢?

事实上,这个问题最早由19世纪的天文学家奥伯斯提出,该问题又称奥伯斯佯谬。所谓的佯谬是指看似存在悖论,但实际不成立,所以奥伯斯佯谬早已得到解决。

在现代天文学发展之前,人们普遍认为我们生活在一个无限大且稳恒的宇宙中。在这样的宇宙中,分布着无数的恒星,它们发出的光不断在宇宙中传播。经过漫长的时间之后,即便是遥远的星光也能抵达地球,这样就会把地球的夜空完全照亮。但事实并非如此,夜空是黑暗的。

早期的一种解释认为,宇宙中遍布气体和尘埃,大部分星光会被它们阻挡,所以能够来到地球上的星光非常有限。然而,这种解释是站不住脚的。气体和尘埃确实会挡住星光,但如果星光源源不断照射过来,吸收了足够多能量之后的气体和尘埃最终会变得明亮,因为能量始终是守恒的,它们发出的光最终能够来到地球上,从而照亮地球夜空。

一直到天文学家哈勃在20世纪20年代取得重大天文发现之后,奥伯斯佯谬才得到解决。哈勃发现星系退行的规律,进而推断出宇宙膨胀,这为宇宙大爆炸提供了强有力的证据。此后,宇宙微波背景辐射、星系演化规律和宇宙元素丰度更加有力支持了宇宙大爆炸理论。

根据宇宙大爆炸理论,宇宙的存在时间是有限的,起源时间是在亿年前。宇宙的大小也很可能是有限的,最初的宇宙是没有空间的奇点,后来空间膨胀之后才形成了我们现在所知的宇宙。

在有限时间和有限大小的宇宙中,恒星数量是有限的。并且遥远星系在超光速退行,很多星光都还没有时间传播到地球上。另外,空间膨胀还会导致星光红移,波长被拉长到肉眼不可见的微波。所以地球上所接收到的星光非常有限,根本无法把地球夜空照亮。因此,我们的夜空是黑暗的,只有一些星光点缀其中。

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