夜晚天空那么多恒星，可是为什么夜空和宇宙都是黑暗的？

Answer 1

白昼结束，天空中最明亮的恒星太阳落下地平线，留给地球的是广阔的黑色夜幕，上面散布着遥远的恒星发出的光，如果幸运的话，也许还可以看见我们银河系的其余部分和邻近的星系——麦哲伦星云。

但是同样是恒星，为什么太阳那么亮，照亮了地球，夜晚满目的恒星却还是如此的黑暗呢？只是距离的缘故呢？

在1820年代，天文学家海因里希·奥尔伯斯指出，根据当时人类对宇宙的了解，夜空根本不会变得漆黑，这是一个非常合理的假设，因为当时人类认为宇宙是稳定不变的。

每天开始，太阳都会升起，天空中的星星将以可预测的方式运动，我们还认为宇宙在可视范围上是统一且无限的。整个夜空不仅应该不暗，而且应该在各个方向上都与太阳表面一样明亮。

这个看似矛盾的地方被称为奥尔伯斯悖论，奥尔伯斯也并不是提出问题的第一人。1600年代开普勒在内的其他天文学家，甚至六世纪希腊的哲学家都曾提到夜空较暗的问题 。

但是，如果这一切都是真的，那么望着夜空进入无限的宇宙，就意味着在任何方向上我们最终都会看到一颗恒星。想象一下，看着一片茂密的森林，尽管树之间有空间，但您会看到一堵树墙，那是因为一棵树总是落在您的视线内。在我们无限的宇宙中，您可能不得不往后看得越来越远，才能看到给定方向的恒星，这可能意味着恒星太微弱而看不见。

但是，奥尔伯斯悖论也告诉我们，如果宇宙是无限不变的，那么它也必须无限古老。即使是最遥远的恒星发出的光，也有时间到达我们的眼睛。

奥尔伯斯和其他人认为问题可能出于星际尘埃。观察者与恒星之间的尘埃可以通过吸收恒星的光线而使恒星模糊。例如，如果房屋上的窗户上满是灰尘，则很难透过它们看到窗外的风景。那么，可能是因为很多灰尘挡住了所有光吗？

天文学家很快意识到这不是解决方案。尽管灰尘确实吸收了星光，但它会加热并重新释放该能量，这意味着我们仍然会在地球上看到来自遥远恒星的光。而且，根本没有足够的星尘引起这种现象。

奥尔伯斯悖论还有其他的解决方案。例如，星星的分布可能不均匀吗？即使有无数的恒星，它们也可能会聚在一起并彼此隐藏。这些方案可能部分正确。在我们的视线中，可能有些恒星彼此堆叠在一起，呈丝状结构。

当天文学家埃德温·哈勃发现宇宙在膨胀，并且用宇宙大爆炸解释宇宙的起源时，夜空暗淡的解释就变得容易多了。

宇宙大爆炸告诉我们宇宙并不是无限古老，而是有生命的， 而且宇宙在不断增长，发生变化和伸展。这种膨胀的、变化的宇宙对夜空有两个主要影响。

膨胀的宇宙导致恒星发出的光从遥远的地方到达我们的眼睛发生伸展。 拉伸光波可以有效地改变其波长，将其移动到电磁频谱的红色和红色以外的部分，这种现象称为红移。拉伸或红移的光线波长太长，被称为红外光，我们的眼睛看不到。因此，宇宙的膨胀意味着恒星发出的可见光最终可以扩展为我们不再可见的光，从而为我们提供了黑暗的夜空。

也许更重要的是，在不断膨胀的宇宙中，没有足够的时间让宇宙所有遥远角落的光到达我们眼睛。 光以有限的速度传播，但是我们通常不会在与日常生活相关的尺度上遇到这种有限的速度，在地球光的旅程似乎是瞬间发生的。

但是在宇宙尺度上，从太阳光到我们地球需要八分钟。因此，如果太阳熄灭，我们将幸福地整整八分钟都没有意识到。然而，我们邻近的大规模星系仙女座发出的光将耗时250万年才能到达地球。因此，随着宇宙变大，这些时间尺度也变长，我们最终达到了已知年龄 138亿年的上限 。

如果一颗恒星足够远，它发出的光以至于需要超过138亿年的时间才能到达地球，那么该光可能正在路上，我们还在等。

所以，在膨胀的宇宙中，正是由于光波发生红移以及有限的光速导致了我们所看到的的宇宙和夜空是黑暗的。

——全文完——