夜空雖然是黑的,但長久以來還是受到了很多人的喜愛,畢竟除了那一片黑的底色,還有漫天的璀璨繁星和皎潔的明月,甯靜而美好,令人心生向往。
這一切看起來似乎都是再正常不過的自然現象,然而隻有極少數人才知道,這其中其實隐藏着令人絕望的事實,這究竟是怎麼回事呢?
黑色的夜空之謎
關于夜空為什麼是黑色的問題,或許除了科學家,沒有人會對此進行深究,千百年來人類也早已适應這種現象,但是對于科學家而言,萬事萬物都能夠以科學的角度來解釋。
然而這一目标的達成卻并不像想象的那般容易,這看似尋常的現象,曾困擾了整個科學界多年。
十六世紀初期,開普勒首次對夜空的黑發出質疑之聲,因為如果按照科學理論,在宇宙中分布着無數恒星,其中也不乏一些亮度比太陽還要高的恒星,但是為什麼它們還是沒能照亮黑夜,而隻有亮度一般的太陽撐起了白天呢?
受到科技水平的限制,這個疑問在當時并沒有得到解答,直到十八世紀,一位叫做奧伯斯的科學家同樣對黑夜産生了疑惑,并專門為此展開了研究,寫出了關于宇宙發光天體的論文。
在該論文中,他明确指出許多發光天體所發散的光能夠傳播很遠,無論是處于地球哪個區域都有機會接收到這些天體的光。
如此看來,那麼地球上本不應存在黑夜,但實際上卻并非如此,于是奧伯斯的觀點成為了科學界的一個悖論,直到二十世紀初期,才得到了證實。
得到證實的悖論
奧伯斯的悖論能夠得以證實,主要歸功于當時被科學家偶然發現的一個特殊現象——紅移。所謂紅移,指的是當電磁輻射發生異常,使得波長頻率不穩定的情況下,光譜照射将随之變化,不但位置會出現移動現象,其距離也會相應變化。
天文學家愛德溫·哈勃在觀測和研究過各種星系之後,發現所有星系光譜中都可以發現紅移現象,事實上帶有波屬性的自然物質也都可能發生紅移,比如聲波。
聲波即圍繞着發聲位置,逐漸向周圍擴散産生的圓形波紋,不過如果發聲位置發生變化,那麼聲波便難以繼續保持原有形态,而是變得或緊或松。
通常聲波的頻率越高,聲調便越高,就像道路上的行車,在靠近我們的時候,會明顯感覺到較高的聲調,而駛遠之後,其聲調便會降低很多。
但衆所周知,其實汽車本身的聲調并沒有因為距離的遠近而變化,人類的聽力也沒有在這個過程發生任何變化,之所以會産生不同的感覺,原因就在于聲波的紅移以及藍移。
聲波随着不斷靠近,頻率不斷變高的過程叫做藍移,反之則叫做紅移,這是由光譜所決定的。所以也就不難理解為什麼會存在黑夜了。
這是由于發光天體已經遠離地球,使得原本可以照射進來的光波越來越小,甚至成為紅外線,無法通過肉眼看到,由此也就證明了奧伯斯的悖論。
雖然宇宙中确實充斥着發光天體,但是在紅移現象的影響下逐漸成為了不可見光線,形成了黑夜。
為何夜空的黑令人絕望?
在發現紅移現象之後,科學家便馬不停蹄地通過紅外線探測器觀測了宇宙光線,發現宇宙當中到處充斥着各種光線,而這些光線早在宇宙大爆發時期便已經出現,由此科學家推算宇宙的壽命約為139億年。
按照廣義相對論的觀點,光速是最快的速度,任何物質運行速度都不會高于它,那麼就算宇宙以光速來膨脹,其物質存在範圍僅僅在129億光年左右。
然而實際上現階段,能夠測算出的宇宙半徑便已經有465億光年,并且在這個距離之外,顯然還分布着更多天體,所以宇宙的範圍應多于930億光年。
所以宇宙膨脹的速度一定大于光速,可是為什麼科學家會對此感到絕望呢?原因不難理解。
既然宇宙膨脹的速度高于光速,就意味着在宇宙半徑以外的物質都會以超光速的速度遠離地球,尤其是那些能夠發光的天體,或許永遠都沒有機會觸碰到它們,即便想要傳遞信息也很難實現,幾乎不可能将信息傳遞到該範圍之外。
更重要的是,因為宇宙一直在加速膨脹,除了視界之外的物質,就算是處于視界之内的物質,同樣也會可能随時走遠,到最後人類的可視範圍内或許隻有一個地球。
不過現階段還不會出現這種情況,當前宇宙物質之間的距離并不算遠,人類還是有機會從中獲取更多信息和資源展開研究。
結語
綜上所述,雖然探究出了黑夜産生的原因是一件值得欣喜的事,但是科學家也由此推算出了宇宙驚人的膨脹速度,不禁為那些永遠無法觸及的發光天體感到遺憾。
為未來可能出現的情況感到絕望,好在這一切在短期内并不會成為現實,但科學家取得的科研成就卻幫助現代人進一步打開了視野。
原來我們日常生活司空見慣的夜空竟如此玄妙,而人類能夠欣賞到美麗的夜景也實屬幸運,隻是因為宇宙發光天體出現了紅移,才使得地球能夠這般晝夜分明,我們應當珍惜當下來之不易的一切。
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