很早就有學者在思考“為什么夜晚的天空是黑暗的？”，你可能覺得這是一個再正常不過的現(xiàn)象了，這其實并不好解釋。我們可以來現(xiàn)象一下，如果宇宙是無限大的，那么在宇宙中必然存在這無限多的恒星，也就是說有無限多的光源，它們的光總會找到地球上，那地球就應(yīng)該不沒有黑夜和白天之分，而應(yīng)該一直都是白天才對。

提出這個問題的學者叫做奧伯斯，這個問題就是著名的奧伯斯佯謬。聽起來好像很有道理的樣子，其實還真的難住他所在的時代的人。那這到底是咋回事呢？

其實，其實涉及到了三方面問題：

• 宇宙是不是永恒不變的？
• 光傳遞的速度
• 人是不是什么光都能看到？

宇宙是不是永恒不變的？

實際上，前兩個問題我們可以放在一起來看。首先，在150多年前，有個叫做麥克斯韋的科學家統(tǒng)一了電和磁，預(yù)言了電磁波的存在，而且光就是一種電磁波。

并且麥克斯韋的理論其實可以得到一個光速的表達式：c=1/ε0μ0。

可問題來了，這個ε0和μ0其實都是常數(shù)，也就是說光速c也是一個常數(shù)。這似乎蘊含著光速在任何慣性坐標系下都是恒定不變的，但這和牛頓力學相互矛盾的。于是，科學家們就可以尋找光的傳播介質(zhì)以此來解決這個問題。結(jié)果，他們?nèi)际×恕?/p>

我們現(xiàn)在知道，相對論就是建立在光速不變原理的假設(shè)之上的，這個光速不變原理指的就是光在任意慣性系下的速度都不變。這個光速的數(shù)值大概是3*10m/s。

所以，問題也就來了，如果光具有傳播速度的，因此走過一段距離是需要一定時間的。如果宇宙是永恒不變的，那由于宇宙是無限大的，有無限多的恒星，光總會跑到地球上，在這種情況下，那地球就應(yīng)該是一天到晚都是白天才對。

所以，問題又來了，宇宙真的是永恒的么？

上世紀初，愛因斯坦也認為宇宙是永恒的，于是，他在推導(dǎo)出自己的廣義相對論重力場方程時，發(fā)現(xiàn)方程指向的是一個膨脹的宇宙，為了抵消這個膨脹效應(yīng)，使得方程可以符合愛因斯坦所認為的永恒的宇宙，愛因斯坦往里加了一個宇宙學常數(shù)。

后來，哈勃觀測到星系都在發(fā)生紅移，更深入的研究后科學家發(fā)現(xiàn)，星系紅移的本質(zhì)是宇宙空間在隨著時間膨脹，如果我們倒推回去，那宇宙就應(yīng)該起源于一個奇點。后來，科學家建立了宇宙大爆炸模型（一開始其實叫做核火球模型）。在這個理論中，宇宙起源于一次138億年前的大爆炸，從那之后宇宙開始膨脹，一直持續(xù)至今。

也就是說，宇宙并非是永恒的，而是一直在變化的。這就帶來一個問題，即使從宇宙大爆炸起開始傳播（實際上，光是從宇宙38萬歲時才開始傳播），光最多也就能傳播138億光年，加上宇宙空間的膨脹效應(yīng)，光走過的路徑大概是461億光年。

也就是說，對于任意一個天體來說，如果用電磁波來觀測，他最多能觀測的距離是461億光年，當然，如果可以用上引力波，這個距離可以增加到465億光年，這是因為引力波子在宇宙大爆炸之初就開始傳播了。

所以，我們只能看到465億光年為半徑的天球內(nèi)的星光，而這個區(qū)域內(nèi)的天體數(shù)量其實是有限多的，而不是無限多的。所以，能傳播到地球的光也就是有限多的，這才使得夜晚天空是黑暗的。

人是不是什么光都能看到？

上文是主要原因，接下來說一個次要的原因，其實宇宙中還存在著一些天體或者星光，我們?nèi)庋蹓焊强床坏降?，這是因為肉眼所能夠看到是可見光，它只是電磁波的一部分。

也就是說，由于我們看的不是全頻段的電磁波，導(dǎo)致我們錯過了很多“光”，如果你能看到全頻段的電磁波，那無論是白天還是黑夜，其實都要比現(xiàn)在亮一些。

最后，我們來總結(jié)一下，夜黑的天之所以是黑暗的，是因為宇宙并不是永恒的，宇宙起源于138億年前的一次大爆炸，之后一直處于膨脹狀態(tài)，而光也是有速度上限的，因此，地球上所能夠接收到最遙遠的光是461億光年外的天體發(fā)出的（在發(fā)出這光時其實并沒有那么遠，只是宇宙在膨脹，現(xiàn)在它距離我們461億光年了）。其次，肉眼所能看到只是可見光，宇宙中的一些可見光之外的光，是肉眼看不到的。

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