天文科普:為什么外太空看起來一片漆黑?
來源:新浪科技
發(fā)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,還是驚嘆于網(wǎng)絡(luò)上絢麗的宇宙照片,你會發(fā)現(xiàn)兩者并沒有太大的區(qū)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,為什么宇宙漆黑一片?為什么宇宙不是五彩斑斕的,比如就像地球上白日里的藍(lán)色天空一樣?

  宇宙的黑,跟缺乏光線沒有關(guān)系。

  加州大學(xué)圣克魯茨分校的天文學(xué)及天體物理學(xué)研究生騰雷·哈欽森-史密斯解釋說:“你也許會以為,既然我們銀河系中有無數(shù)的恒星,而宇宙中又有無數(shù)的星系,還有數(shù)不盡的其他可以反射光線的物體,比如行星等,那么我們在夜晚仰望天空時,整個夜空應(yīng)該異常明亮才是。然而事實上,宇宙非常黑暗?!?/span>

  哈欽森-史密斯說,這個矛盾,在物理學(xué)和天文學(xué)界被稱為“奧伯斯佯謬”,它或許可以用時空膨脹理論來解釋,即“因為我們的宇宙的膨脹速度超過了光速……來自遙遠(yuǎn)星系的光芒可能會被拉伸,并變成我們?nèi)庋蹮o法察覺的紅外線、微波和無線電波”。又因為它們無法被察覺,所以在人類的肉眼看來就是漆黑的。

  米蘭達(dá)·阿普費爾也是加州大學(xué)圣克魯茨分校的天文學(xué)及天體物理學(xué)研究生。她與哈欽森-史密斯的看法一致。她說:“恒星可以發(fā)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。如果我們的眼睛可以看到微波,那么我們會看到整個宇宙都在發(fā)光?!卑⑵召M爾說,這是因為宇宙微波背景仍然充斥著整個太空。(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(zhì)子和電子而分散。)

  星際和行星際之間一片漆黑的另一個原因是宇宙空間近乎真空?;叵胍幌拢厍蛏系奶炜罩允俏邓{(lán)的,是因為構(gòu)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(lán)光和紫光等向各個方向散射,當(dāng)然也包括向我們的眼睛方向散射。但是,沒有這些物質(zhì)的話,光線從其光源發(fā)射出來后,便沿著直線傳播,直到被接收。由于太空近乎真空,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(jìn)入我們眼簾的物質(zhì)。既然沒有光線進(jìn)入我們的眼睛,那么我們眼睛看到的自然是黑洞洞的一片。

  盡管如此,2021年發(fā)表的一項研究表明,宇宙可能并不像科學(xué)家們起初想象的那么漆黑?;贜ASA的旨在探索冥王星和柯伊伯帶的新視野號任務(wù),研究人員已經(jīng)可以在不受地球或太陽的光線干擾的情況下,觀察太空。研究團(tuán)隊接著篩選了新視野號拍攝的照片,減去來自已知恒星、銀河系和可能星系的所有光線,以及任何可能來自相機(jī)的光線。最后,他們發(fā)現(xiàn),宇宙的背景光,仍舊比預(yù)測的明亮兩倍。

  宇宙為什么會比我們想象得更加明亮,仍是一個未解之謎,并且也將是未來研究的一個重點。不過在那之前,我們?nèi)钥梢赃@么說:宇宙依舊比漆黑更“黝黑”。


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