1樓:你猜
「夜晚的天空為什麼是黑暗的?」這曾經是一個困惑了科學家幾世紀(也許更久)的難解之謎。但這個迷僅當我們認為宇宙是永恆而且不變的前提下才會是一道難題,而在2023年之前,人們對宇宙的認識正是如此。
這個難題基於三個假設,(1)宇宙是無窮大的;(2)宇宙是永恆而且不變的;(3)宇宙中以一定密度均勻地充滿了星系或恆星(發光體)。在這樣的假設下,無論我們向哪個方向看,我們都會看到相同數目的恆星,考慮到宇宙是無限大的,我們看到恆星的數目就是無限多的,每一個恆星都會有一束光線照射過來,因此我們將在各個方向看到無窮耀眼的光芒。 圖示 http:
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gif 相同厚度薄層內恆星貢獻的亮度相同,無窮多薄層就對應無窮的亮度; 假設恆星的數密度為$n$,距離地球$r$處,體積元$d \tau$內的恆星照射到地球,貢獻的亮度應正比於: $i \propto \frac$ 現在對體積元$d \tau$作積分,就對應在地球上觀察到的總亮度,角度部分積分為$\delta \omega $,空間部分積分應是從$0$積分到$\infty $。 $i \propto \int_0^\infty } = \int_0^\infty $ 這個積分是發散的。
即天空應當是無窮明亮的,顯然這與我們的日常經驗是矛盾的,這就是所謂的奧伯斯佯謬。「奧伯斯佯謬」這個名稱是宇宙學家赫爾曼·邦迪在 2023年正式提出的,以紀念19世紀的德國天文學家海因裡希·奧伯斯(1757-1840),他曾就此問題寫過一篇著名**。當然關於這個問題的討論可以追溯到奧伯斯之前更早的年代。
早在2023年,開普勒就曾討論過這一問題,他天才地把夜晚天空的黑暗看成是宇宙大小有限的證據。他說,當我們通過恆星之間的缺口眺望時,我們看到的是一堵圍繞著宇宙的黑暗的圍牆。在這幅影象中,你不是站在無邊無際的森林之中,而是在一片小樹林中,當你通過樹幹間的空隙觀望時,你看到的是樹林外面的世界。
18世紀的瑞士天文學家德謝梭根據恆星的大小,和它們之間的平均距離,進一步計算可得出,只有當宇宙的直徑達到約1千萬億($10^15$)光年,我們朝任何方向看,相當於看到一顆恆星的亮度。 2023年,奧伯斯認為遙遠的恆星的光被恆星之間的稀薄物質雲所吸收。但他沒有考慮物質雲吸收光輻射後,將提高物質雲的溫度,從而使物質雲發出輻射的能力增強,一直到它發出的能量與吸收的能量相等為止。
即它本身將和恆星一樣明亮,這樣該難題還是沒有被解決。 顯然,三條基本假設中至少有一條是錯誤的。我們仍然不能肯定宇宙是否是無窮大;宇宙大概真的像我們觀察到的那樣充滿了星系;但我們確實知道它並非是永恆不變的。
我們所知的宇宙產生於150億年前的大**。由於光速是有限的,在一個年齡是150億歲的宇宙中,我們只能觀察到最遠150億光年處的星系(即使所有星系在宇宙誕生後立刻形成)。即便宇宙是無窮大的,更遠星系發出的光也無法達到地球。
根據德謝梭的計算,宇宙至少要有1千萬億歲並且有1千萬億光年大小,才能在夜晚達到一顆恆星的亮度。這是我們所在宇宙年齡的10萬倍。因此只要宇宙誕生於離我們現在足夠近的過去某個確定時刻,就不會有夜晚黑色天空之謎。
2樓:萬受無疆
地球是圓的,地球是會轉的。 太陽的光只能照亮一半的地球。當晚上,我們所在的這一面地球轉到被陽面,就沒有啦陽光,天就黑啦,
3樓:巫馬宛妙駒臨
僅僅因為晚上會天黑,我們必須得到
宇宙在膨脹而不是靜止。」
晚上天是黑的,是宇宙在膨脹的最好證據!這個不是什麼最新研究的成果,而是自從宇宙膨脹論被提出的時候一些科學家就提出來的。
這個其實不難理解,晚上天空會黑是因為我們看不到很多星球發出的光,換言之,就是很多星球的光沒有能到達地球。假如所有星期發出的光都能達到地球那麼我們看到的晚上就會亮如白晝了!這裡有一點需要理解:
有人會問,其他恆星的光可能會被星雲,行星,塵埃擋住,的確,會擋住很多!可是仍然有相當大的一部分會到達地球,很簡單的一個例子:晚上我們在太陽照射地球的背面,照理說我們接受不到太陽光,可是月亮反**太陽的光。
因此有月的晚上會很亮。
所以其他恆星的光還沒到達地球呢?有人說有的恆星距離地球太遠,時間不夠,所以還沒到。可是宇宙大**已經有50億年了,地球形成也有12。
8億年。所以至少會有很多星球的光在12.8億年的長途奔襲中到達地球,這些光如果真的到達地球了,夜晚就會亮如白晝!!!
可是事實上沒有,我們看到的夜晚仍然是漆黑的。所以唯一的解釋是:宇宙在膨脹,恆星在遠離我們,宇宙並不是一直都存在的,而是在某一刻形成的!也就是宇宙大**!
這個理論是我在宇宙化學課上學的。當時很感興趣,所以記得很深。
天空為什麼那麼黑?
4樓:歪有小愛
因為地球圍繞太bai陽在轉產生du了晝夜交替zhi現象,這是地理
dao學科所學的。專 或下雨前天空的
雲層屬很厚,阻擋了大部分太陽光,這時天空會變黑。多雲天氣,是藍天白雲,白雲是水蒸氣的色彩。傍晚天空中的雲朵是紅色,因為這時的陽光色溫很低,太陽光紅的成分多一些
晚上的天空為什麼是黑的?
5樓:廣西師範大學出版社
夜晚,太陽公公睡覺去了,天就黑了。3歲的兒童會這麼回答。
是的,天上沒有太陽,好像天就必然會是黑的。可是,沒有了太陽,還有星星,絕大多數星星都是恆星,都會發光,為什麼沒把夜晚的天空照亮。
所有的星星都在發光,夜晚的天空不應該是黑的,本應該像白天那麼亮。
這是19世紀的天文學家奧伯斯提出的問題。奧伯斯是德國人,原來是內科醫生,酷愛天文,白天行醫,晚上就在自己的住所上層觀測星空,發現過5顆彗星,研究過小行星。觀測的年頭多了,就提出了上述這個問題。
要說清這個問題,還得從天上有多少星星說起。奧伯斯是從天上有多少星,想到了宇宙有多大,是不是無邊無際。這不是3歲兒童回答得了的,涉及一些大問題。
在沒有望遠鏡以前,全憑肉眼看天,眼力再好,也只能看到六千多顆星。發明望遠鏡以後,眼界突然開闊,看到了五萬多顆星。後來,天文學家赫歇耳一家,赫歇耳和他的妹妹、兒子對天空劃分割槽域,系統觀測,作了統計,統計出北半球天空有11萬顆星,南半球天空有70萬顆星。
人類的視野開闊了,從太陽系擴充套件到了銀河系,看到了10萬光年以外的星空。當年赫歇爾一家觀測星空,使用的是自制望遠鏡。時代進步了,製造望遠鏡的技術越來越高,人的視野一再擴大,原以為看到了天邊,誰知道真是天外還有天。
天在擴充套件,誰也說不清天到底有多大,於是形成了一個觀念:宇宙是無邊無際的,宇宙是無限的。
這時候,奧伯斯出來說話了。他說,宇宙是無限的說法不科學,不信的話,我給計算一下。宇宙中應該均勻地分佈著許多發光的恆星,雖然有的亮些,有的暗些,不妨假定它們都按一個平均亮度發光。
還要考慮,離地球近的星,照到地球上的光要強一些,遠一些就弱一些,把距離的因素也考慮進去。如果宇宙是無限的,恆星和恆星之間不會有暗區,地球的上空不會是黑的,而且比白天亮得多,大約相當於天空中佈滿了太陽那麼亮!
奧伯斯的理論告訴我們,夜晚的星空是亮的,是白夜;而人們的實際觀察,夜晚的星空是黑的,是黑夜。理論和實際發生了矛盾。
提出這個矛盾,奧伯斯不是第一人。2023年,天文學家開普勒就反對過宇宙無限的說法,他認為,如果天空的星星無限多,夜晚的星空就應該是亮的。
理論和實際發生矛盾,其中必定有原因,只是一下子還不知道問題出在**。從奧伯斯開始,不斷地有人**矛盾的根源,推動了學術的發展,促使人們去思考宇宙到底是什麼樣的。
為了解決矛盾,曾經出現過許多說法。
有人說,星空中存在著吸光物質,比如塵埃之類的物質,吸光物質吸收了星光,使得天空黑了下來。
有人說,奧伯斯的理論,是根據恆星均勻地分佈在空中計算的,而實際的恆星分佈並不均勻,有的星區恆星多,有的星區恆星少,宇宙中有亮區和暗區,地球的位置在於暗區。
有的人倒是贊同奧伯斯的理論,只是說,奧伯斯假定了恆星永遠在那兒發光,要考慮到恆星也有個壽命問題,要是恆星的平均壽命很短,那麼遙遠的恆星在「死亡」以前發出的光到不了地球。
還有一種理論,認為宇宙起源於原始火球的大**,大**以後,出現了許多星雲,逐漸凝聚成各種天體。大**以後,宇宙膨脹開來,大量恆星遠離我們而去。這樣,這些恆星的光也不能到達地球。
也還有這樣的推論,如果宇宙存在的時間太短,那些距離我們十分遙遠的星光,還沒有射到地球上來呢。
也許還會出現一些新的解釋,總之,白夜和黑夜的問題已開啟了人們的思路。只要無法推翻奧伯斯的理論,那就得找出原因來說明這個相互矛盾的事實。
6樓:鮑**渾雁
宇宙中的恆星所發出的光「不」足以照亮宇宙!恆星在宇宙中的分佈就象用一支小蠟燭照亮大球場一樣,顯得很微弱。另外,宇宙太年輕了而且在不斷膨脹,大多數恆星的光還照不到來!
宇宙太年輕了.
7樓:周玉蘭郭淑
我們假定恆星一點,如果它會發光體,既是一個發光點,光線向四周發射其光照面積s0=4πr^2。用一恆定表面積s1接收光能,則此表面積距離r至發光點越近光能越大,即越光亮光照比例(n=s1-s0)越大,太陽離地球近,自然可以形成白天,反之變然,所以夜晚天空的星光到達地球表面的已經是很小的一個光照比例了,只能認肉眼認知,形成點點星光,無法照亮我們周邊的環境!
8樓:封雪惲詩
有人提出另一種解釋(奧伯斯本人就曾這樣解釋),指宇宙並非透明,遠處星光會被宇宙間黑暗的星體,塵埃和氣體阻隔,令極遠處的光線只可以傳播一段有限的距離而不能到達地球。然而這並不能解決問題,因為根據熱力學第一定律,能量必定守恆,故此中間的阻隔物會變熱而開始放出輻射,結果導致天上有均勻的輻射,溫度應當等於發光體表面的溫度,也即天空和星體一樣亮,然而事實上沒有觀察到這種現象。
9樓:景亮銀琴
簡單的說一下吧,因為每個恆星的向外發光的能量是固定的,能量是向外輻射的,而我們是人看到他時是處於以恆星為圓心,以到我們的距離為半徑的一個球面上,我們的視野是一個固定的區域,所看到的光的能量是與剛才提到的球面面積成反比的,所以恆星離我們越遠球面面積越大,我們看到的光的越暗,直至球面面積大得你能接收到光的能量小到一定程度,你就看不到了!
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