宇宙为什么是黑色的?

如题所述

这个问题几百年前就有人问过,这个人是德国人奥伯斯。
1826年,德国天文学家H.W.M.奥伯斯提出,一个静止、均匀、无限的宇宙模型会导致如下结论:黑夜与白天一样亮。但实际上夜空却是黑的,为什么?理论同观测的这种矛盾称为“奥伯斯佯谬”。
奥伯斯佯谬的现代版更确切的表述是:如果宇宙是稳恒,无限大,时空平直的,其中均匀分布着同样的发光体,由于发光体的照度与距离的平方成反比,而一定距离上球壳内的发光体数目和距离的平方成正比,这样就使得对全部发光体的照度的积分不收敛,黑夜的天空应当是无限亮的。
目前对于宇宙为什么是黑色的?是这样解释的:首先,我们的宇宙是有限的,不但在时间上有限,而且在空间上也有限,宇宙中那些发光的天体还来不及铺满整个宇宙,它们发出的光也来不及遍布整个宇宙。其次是,由于宇宙的膨胀,宇宙大爆炸时剩余的光线都已经红移到了微波频率,不是可见光了,无法被看到了。于是,宇宙就成为了黑暗的。
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第1个回答  2019-06-30
大爆炸后的膨胀过程是一种引力和斥力之争,爆炸产生的动力是一种斥力,它使宇宙中的天体不断远离;天体间又存在万有引力,它会阻止天体远离,甚至力图使其互相靠近。引力的大小与天体的质量有关,因而大爆炸后宇宙的最终归宿是不断膨胀,还是最终会停止膨胀并反过来收缩变小,这完全取决于宇宙中物质密度的大小。
理论上存在某种临界密度。如果宇宙中物质的平均密度小于临界密度,宇宙就会一直膨胀下去,称为开宇宙;要是物质的平均密度大于临界密度,膨胀过程迟早会停下来,并随之出现收缩,称为闭宇宙。
问题似乎变得很简单,但实则不然。理论计算得出的临界密度为5×10-30克/厘米3。但要测定宇宙中物质平均密度就不那么容易了。星系间存在广袤的星系间空间,如果把目前所观测到的全部发光物质的质量平摊到整个宇宙空间,那么,平均密度就只有2×10-31克/厘米3,远远低于上述临界密度。
然而,种种证据表明,宇宙中还存在着尚未观测到的所谓的暗物质,其数量可能远超过可见物质,这给平均密度的测定带来了很大的不确定因素。因此,宇宙的平均密度是否真的小于临界密度仍是一个有争议的问题。不过,就目前来看,开宇宙的可能性大一些。
恒星演化到晚期,会把一部分物质(气体)抛入星际空间,而这些气体又可用来形成下一代恒星。这一过程会使气体越耗越少,以致最后再没有新的恒星可以形成。1014年后,所有恒星都会失去光辉,宇宙也就变暗。同时,恒星还会因相互作用不断从星系逸出,星系则因损失能量而收缩,结果使中心部分生成黑洞,并通过吞食经过其附近的恒星而长大。
1017~1018年后,对于一个星系来说只剩下黑洞和一些零星分布的死亡了的恒星,这时,组成恒星的质子不再稳定。当宇宙到1024岁时,质子开始衰变为光子和各种轻子。1032岁时,这个衰变过程进行完毕,宇宙中只剩下光子、轻子和一些巨大的黑洞。
10100年后,通过蒸发作用,有能量的粒子会从巨大的黑洞中逸出,并最终完全消失,宇宙将归于一片黑暗。这也许就是开宇宙末日到来时的景象,但它仍然在不断地、缓慢地膨胀着。
闭宇宙的结局又会怎样呢?闭宇宙中,膨胀过程结束时间的早晚取决于宇宙平均密度的大小。如果假设平均密度是临界密度的2倍,那么根据一种简单的理论模型,经过400~500亿年后,当宇宙半径扩大到目前的2倍左右时,引力开始占上风,膨胀即告停止,而接下来宇宙便开始收缩。
以后的情况差不多就像一部宇宙影片放映结束后再倒放一样,大爆炸后宇宙中所发生的一切重大变化将会反演。收缩几百亿年后,宇宙的平均密度又大致回到目前的状态,不过,原来星系远离地球的退行运动将代之以向地球接近的运动。再过几十亿年,宇宙背景辐射会上升到400开,并继续上升,于是,宇宙变得非常炽热而又稠密,收缩也越来越快。
在坍缩过程中,星系会彼此并合,恒星间碰撞频繁。一旦宇宙温度上升到4000开,电子就从原子中游离出来;温度达到几百万度时,所有中子和质子从原子核中挣脱出来。很快,宇宙进入“大暴缩”阶段,一切物质和辐射极其迅速地被吞进一个密度无限高、空间无限小的区域,回复到大爆炸发生时的状态
第2个回答  2019-09-14
当光源发射后,因为反射物体与光源相距甚远,能看见较近的顶多是许多亮点(看天上的星星),至于再远的就什么都看不见了会变成一个极其小且无发反射光的点,无数个星体无数个点组成了所谓人类眼睛看到"无法辨别无法反光的物体"所指的黑色罢了(关灯后)。假如人类有千里眼,我想宇宙会非常美丽。 至于为什么人的眼睛看到无法反光的物体会呈现"黑色",所以这个问题不是一个天文学问题,请百度将此问题归纳到生物学,然后我在为您解答有关眼睛的问题。
其实白天和夜晚是一样的,只是白天能看到太阳照射物体所反射的光罢了,天空是蓝的那也是大气层折射的光。(以上纯属个人胡编乱造)
第3个回答  2019-06-05
奥伯斯认为夜空中还存在很多黑暗的地方,是因为宇宙中存在气体和尘埃,阻挡了光线,导致很多的光都无法到达地球,但是随着物理学的发展,这个推论被打破了,因为气体和尘埃吸收光线以后,会以电磁波的形式辐射出去,所导致的结果就是宇宙更加的明亮。
第4个回答  2012-06-27
试想一下如果宇宙中你看到的那些空荡的时空中不是黑色,那么摆在我们面前的是一个问题,即是宇宙是致密的。因为宇宙边缘有物质在反射光照向我们地球!
而我们现在看到的那些空荡的时空是黑色的,现在我们只能说宇宙不是致密的。
但我们并不能说宇宙没有边缘,也许宇宙边缘真的有物质在像我们反射光,但同时又因为自身质量过大导致光无法逃出引力场!。。。。等等
最后我想说你问的这个问题很好,在这个问题里我悖逆了一切以经产生的理论!让我重新找回了独立思考的感觉,完全不受前者所困- -!

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