为什么天空在晚上变黑了?

如果恒星A层到地球的距离是恒星B层的两倍,那么从A层的每颗恒星到达我们的光量仅是B层的每颗恒星到达我们的光量的四分之一;但是A的星星数量是B的四倍。"width=
如果恒星A层到地球的距离是恒星B层的两倍,那么从A层的每颗恒星到达我们的光量仅是B层的每颗恒星到达我们的光量的四分之一;但是A的星星数量是B的四倍。

这个看似简单的问题的答案可能会让你困惑。这实际上是一个著名的宇宙学问题,正式名称是Olbers的悖论.(海因里希·奥尔伯斯是德国天文学家,他在1826年普及了这一话题的讨论。)你可能认为这个问题可以用距离的影响来解释——事实并非如此。为了充分理解这种困惑,我们可以画出均匀分布的亮度相同的恒星同心层围绕着地球,就像贝壳围绕着坚果。等量的因为尽管从每一颗恒星到达地球的光量随着距离的增加而减少(减少1/d^2),但每一层的恒星数量会增加,有效地平衡了距离效应。

如果A和B之间的距离是2个单位,那么A中的每个方块的亮度是B中的每个方块的四分之一;但是A的方块数量是B的四倍。"width=
如果A和B之间的距离是2个单位,那么A中的每个方块的亮度是B中的每个方块的四分之一;但是A的方块数量是B的四倍。

因此,光消失在远方并不能解释夜晚的黑暗。昏暗的灰尘也不是答案,因为光路径上的任何尘埃都会升温并最终重新辐射。大多数现代宇宙学家用两种理论来解释黑暗。第一种说法是红移(见回波和多普勒频移),这表明空间本身正在膨胀,从而减少了到达我们的光的数量。另一种解释——通常被认为是最主要的一种——是宇宙并非无限古老。如果是的话,天空实际上会无限明亮,因为来自宇宙中每一点的光都有时间(永恒)传播到每一点。就我们所知,没有宇宙的边缘,只有时间的边缘。宇宙的有限年龄限制了我们能看到多少光。

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