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晚上為什麼是黑的?

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果殼網終於找到有字幕的了 我的問題是 如果說 光線還沒到達地球 那麼 我們看見的亮點是什麼 剛剛射出的光線也應該是範圍很大的吧 話說和光線強度有關么 順便問句 光線會損耗嗎


其實這就是曾經困擾了很多人的奧爾貝斯悖論:如果宇宙是均勻且無限的,那麼任何時間往任何方向看,天空都應該是非常明亮的,這與實際觀測不符。

一百多年以來,人們提出了很多不同的答案,但都無法很好地解決這個問題,如:

1.塵雲吸收了光線。但是,如果經過一個無限長的時間,塵雲吸收了來自各個星球的光線,則將和星星一樣發光,因而夜晚仍然應當是白的。

2.星星離的越遠就越暗。但距離越長,你能觀測到的星星就越多,在無限和均勻的宇宙中,這兩個因素互相抵消,因而仍然無法有效地解決。

但是,在大爆炸理論誕生後,現在的我們來看這個問題,答案就很簡單了:宇宙不是擁有無限長的時間的,它有起點。

達到我們眼球的光線有一個分離點,更遠的星球產生的光線還沒來得及到達。按照洛德·開爾文的計算,要使夜晚的天空是白的,宇宙的範圍必須在幾百萬億光年以上,而事實上宇宙的年齡在130-140億年左右。另一方面,星星的壽命也是有限的,這兩個原因相結合,基本可以解決「為什麼夜晚是黑的」這個問題了。

順便解釋一下奧爾貝斯悖論產生的原因,即為何要假設宇宙是均勻且無限的:

1687年牛頓的《自然哲學的數學原理》發表後,科學家能夠用其理論很好地計算天體的運動,但其也帶來了一個悖論——本特利悖論,它指出:若宇宙是有限的,那麼重力會使所有的星體聚集在一起,最終成為一個燃燒的大星球;如若宇宙是無限的,那作用在物體上向左或向右的力將把星球撕裂。不管怎樣,都不會有現在的世界。

牛頓在回復中指出他認為宇宙應當是無限的,並且是均勻的。這的確可以解釋本特利悖論,但卻是同樣脆弱的,比如任何一個擾動都將使宇宙發生連環反應,從而崩潰,又比如——奧爾貝斯悖論。


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