夜为什么是黑的

2009-06-25 08:42
物理教学探讨·初中学生版 2009年1期
关键词:星体亮度恒星

伍 刚

众所周知,夜是黑的。可你能说出道理来吗?17世纪时,牛顿有一位朋友叫哈雷,时任英国皇家天文台的台长,在一次皇家科学年会上对参加会议的科学家也提出了这样一个问题:夜为什么是黑的?我们知道,天空中有许多比太阳还亮的恒星,它们均匀分布在天空中。不论地球自转到什么角度,都会受到这些恒星的照耀,任何时刻地球上都应该是充满光明的。有趣的是,1823年,德国天文学家奥尔勃斯曾对地球的亮度作了计算。根据当时的宇宙观,奥尔勃斯假设:

1. 天空无限大,天空中布满了恒星,恒星是均匀分布的。

2. 时间是均匀流逝的,就好像钟表一样均匀走动,恒星的亮度不随时间发生变化。

3. 各星体所发出的光都向四面八方均匀辐射,光的传播速度是一样的。

4. 宇宙大小不变。

在这些假设的基础上,奥尔勃斯计算发现,地球上光的亮度实际上为无穷大,不应该出现日出日落、白天和黑夜。这到底是什么原因呢?其根本原因就是人们对宇宙的看法不对。现在的观点认为,宇宙大小不是一成不变的,而是在不断膨胀的。随着宇宙的膨胀,宇宙中的各个星体都在向更远的方向运动,它们所发出的光线根本无法传播到地球上来。因此,能照亮地球的就只有离地球最近的太阳,地球的自转就会形成地球上的昼夜交替了。

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