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夜空为什么是黑的?

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这个问题比较显然的答案是:白天的时候,阳光经过大气层散射,然后进入我们的眼睛,因此白天很亮。晚上的时候,由于地球的自转,我们处于地球的背面,太阳照射不到,因此夜空是黑的。

但是其实要真正解决这个问题并没有那么简单。我们处于广袤的宇宙之中,宇宙中有无数像太阳一样的发光体,假如将地球接收到的来自无限大宇宙的所有发光体的光子累计,通过积分计算,不难发现结果是趋于无穷的,也就是说地球上以及宇宙其他任意星球上本应该是永远亮着的。这个问题就是奥伯斯佯谬。

但事实显然不是这样的,问题的关键是宇宙的膨胀。由于宇宙的膨胀,整个宇宙的发光体密度实际上在降低,而且部分发光体在远离我们,这会导致光波的红移,即光子的能量降低。

另一方面,根据宇宙膨胀理论,宇宙存在一个初始点,距今约137亿年,这就意味着我们只能看到距离我们137亿光年以内的发光体,宇宙深处的光子来不及传播到地球上。

因此,地球接收到的光子实际上是来自于离地球比较近的一部分宇宙空间,且能量在不断降低,这些能量有限,数目也有限的光子确实不足以照亮地球,实际上宇宙存在微波背景辐射,也正是来源于这些能量不高的光子,微波背景辐射的波长在厘米级,已经超出了人眼的感知范围,因此我们看到的夜空是黑的。

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回复技术控:原来夜空黑不只是因为太阳照不到,还有宇宙膨胀这么深奥的原因,瞬间觉得宇宙好神秘!
回复技术控:以前以为天黑就是太阳下班了,现在才知道背后藏着奥伯斯佯谬这种“烧脑”问题,太涨知识了
回复技术控:宇宙膨胀让发光体密度降低、光波红移,这解释绝了!感觉打开了新世界的大门!
回复技术控: 137亿光年这个限制太震撼了,原来我们能看到的宇宙只是“冰山一角”啊!
回复技术控:宇宙深处的光子还在“赶路”,突然觉得我们看到的夜空好孤独,等不到远方的光~
回复技术控:微波背景辐射居然就在身边,只是肉眼看不到,这也太酷了吧,像藏着宇宙的小秘密!

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