為什么晚上的天空是黑的

李旻

這個(gè)問題說起來還真的奇怪，因?yàn)橥砩蠜]有太陽啊。但如果我們?cè)傧胂肟?，晚上有星星啊。星星的?shù)量不是很多嗎，為什么不是滿天星光呢？因?yàn)樾切翘h(yuǎn)了，所以我們看不清啊。但是，星星如果是無窮多，就應(yīng)該看起來亮閃閃的一片??！

這么一圈繞下來，是不是覺得這個(gè)問題很無厘頭？

這個(gè)問題，實(shí)際上是著名的“奧伯斯佯謬”。奧伯斯是德國(guó)19世紀(jì)著名的天文學(xué)家，他在1823年提出了這個(gè)問題。這個(gè)問題比較文縐縐的表述是：如果宇宙是穩(wěn)定的，無限大的，而且發(fā)光的星球是均勻分布的，那么無論向天上哪個(gè)位置看去，都可以看到一顆星球的表面，所以就不會(huì)有黑暗的位置存在于星星之間。因此黑夜時(shí)，整個(gè)天空都會(huì)是光亮的。事實(shí)上，在上述前提下，用嚴(yán)格的數(shù)學(xué)進(jìn)行推導(dǎo)，結(jié)果更讓人吃驚，那就是晚上的天空是無限亮的。

從邏輯的角度來分析，如果論證過程無懈可擊，結(jié)論荒謬，那只可能是前提錯(cuò)了。而這個(gè)結(jié)論顯然是錯(cuò)的，因?yàn)槲覀兌伎吹搅撕谝沟暮凇?/p>

所以，我們要來看看這個(gè)前提“如果宇宙是穩(wěn)定的，無限大的，而且發(fā)光的星球是均勻分布的”。星球均勻分布這個(gè)問題不大，因?yàn)榭傮w上我們的觀測(cè)結(jié)果告訴我們，星球整體上是均勻的。那就只有“宇宙是穩(wěn)定的，無限大的”這個(gè)前提出問題了。是的，你沒猜錯(cuò)，現(xiàn)代宇宙學(xué)確實(shí)認(rèn)為，宇宙不是穩(wěn)定的，宇宙也不是無限大的。

宇宙不是穩(wěn)定的，因?yàn)槲覀冎烙钪鎻恼Q生開始，就不斷膨脹，而且是加速膨脹。宇宙也是有限的，現(xiàn)代天文學(xué)的觀測(cè)、計(jì)算結(jié)果認(rèn)為，宇宙大概是138億光年這樣的一個(gè)尺度。

所以，“奧伯斯佯謬”現(xiàn)在反過來，成為支持現(xiàn)代宇宙學(xué)的一個(gè)重要證據(jù)。而奧伯斯當(dāng)初也沒有想到宇宙是變化而且是有限的，他僅僅從“星際霧霾”，也就是星際間的氣體、塵埃會(huì)對(duì)光線產(chǎn)生遮擋來解釋黑夜現(xiàn)象。

精細(xì)的物理及數(shù)學(xué)模型證明，哪怕有大量星際氣體與塵埃存在，天空也不是黑的。我想霧霾天我們的感覺也能證實(shí)這一點(diǎn)。

事實(shí)上現(xiàn)代宇宙學(xué)的進(jìn)一步觀測(cè)還證明，宇宙中的物質(zhì)都不是均勻分布的，而是有著一定的結(jié)構(gòu)。天文學(xué)家在1989年發(fā)現(xiàn)了宇宙長(zhǎng)城，它是由星系組成的長(zhǎng)5億光年、寬2億光年、厚1500萬光年的結(jié)構(gòu)。另外在2007年又發(fā)現(xiàn)了近10億光年大小的“空洞”結(jié)構(gòu)。也就是在這個(gè)范圍內(nèi)，幾乎什么都沒有。更有趣的是在1億光年這個(gè)尺度下，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)星系組成類似纖維狀的結(jié)構(gòu)，彌漫在宇宙中。

有時(shí)候天文學(xué)就是這么有趣，一個(gè)很小的問題，就開啟了一扇大門。黑暗的夜，背后那神秘的宇宙會(huì)讓你心驚還是心動(dòng)？