天文科普:為什麽外太空看起來一片漆黑?
來源:新浪科技
發布時間:2021-07-01
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猶他州拱門國家公園上方的黑色夜空猶他州拱門國家公園上方的黑色夜空

  新浪科技訊 北京時間7月1日消息,無論是仰望夜空,還是驚歎於(yu) 網絡上絢麗(li) 的宇宙照片,你會(hui) 發現兩(liang) 者並沒有太大的區別:都是漆黑深邃的太空,點綴著明亮的星星、行星或宇宙飛船。那你有沒有想過,為(wei) 什麽(me) 宇宙漆黑一片?為(wei) 什麽(me) 宇宙不是五彩斑斕的,比如就像地球上白日裏的藍色天空一樣?

  宇宙的黑,跟缺乏光線沒有關(guan) 係。

  加州大學聖克魯茨分校的天文學及天體(ti) 物理學研究生騰雷·哈欽森-史密斯解釋說:“你也許會(hui) 以為(wei) ,既然我們(men) 銀河係中有無數的恒星,而宇宙中又有無數的星係,還有數不盡的其他可以反射光線的物體(ti) ,比如行星等,那麽(me) 我們(men) 在夜晚仰望天空時,整個(ge) 夜空應該異常明亮才是。然而事實上,宇宙非常黑暗。”

  哈欽森-史密斯說,這個(ge) 矛盾,在物理學和天文學界被稱為(wei) “奧伯斯佯謬”,它或許可以用時空膨脹理論來解釋,即“因為(wei) 我們(men) 的宇宙的膨脹速度超過了光速……來自遙遠星係的光芒可能會(hui) 被拉伸,並變成我們(men) 肉眼無法察覺的紅外線、微波和無線電波”。又因為(wei) 它們(men) 無法被察覺,所以在人類的肉眼看來就是漆黑的。

  米蘭(lan) 達·阿普費爾也是加州大學聖克魯茨分校的天文學及天體(ti) 物理學研究生。她與(yu) 哈欽森-史密斯的看法一致。她說:“恒星可以發出各種顏色的光,甚至包括人眼看不見的顏色,比如紫外線或紅外線。如果我們(men) 的眼睛可以看到微波,那麽(me) 我們(men) 會(hui) 看到整個(ge) 宇宙都在發光。”阿普費爾說,這是因為(wei) 宇宙微波背景仍然充斥著整個(ge) 太空。(宇宙微波背景,宇宙中最古老的光,來自宇宙大爆炸,因宇宙早期存在的質子和電子而分散。)

  星際和行星際之間一片漆黑的另一個(ge) 原因是宇宙空間近乎真空。回想一下,地球上的天空之所以是蔚藍的,是因為(wei) 構成大氣的分子(包括氮和氧等)將太陽的可見光中波長較短的藍光和紫光等向各個(ge) 方向散射,當然也包括向我們(men) 的眼睛方向散射。但是,沒有這些物質的話,光線從(cong) 其光源發射出來後,便沿著直線傳(chuan) 播,直到被接收。由於(yu) 太空近乎真空,這便意味著太空中幾乎不存在這些粒子,恒星和行星之間也就沒有任何可以分散光線、使之進入我們(men) 眼簾的物質。既然沒有光線進入我們(men) 的眼睛,那麽(me) 我們(men) 眼睛看到的自然是黑洞洞的一片。

  盡管如此,2021年發表的一項研究表明,宇宙可能並不像科學家們(men) 起初想象的那麽(me) 漆黑。基於(yu) NASA的旨在探索冥王星和柯伊伯帶的新視野號任務,研究人員已經可以在不受地球或太陽的光線幹擾的情況下,觀察太空。研究團隊接著篩選了新視野號拍攝的照片,減去來自已知恒星、銀河係和可能星係的所有光線,以及任何可能來自相機的光線。最後,他們(men) 發現,宇宙的背景光,仍舊比預測的明亮兩(liang) 倍。

  宇宙為(wei) 什麽(me) 會(hui) 比我們(men) 想象得更加明亮,仍是一個(ge) 未解之謎,並且也將是未來研究的一個(ge) 重點。不過在那之前,我們(men) 仍可以這麽(me) 說:宇宙依舊比漆黑更“黝黑”。


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