为什么太空里一片漆黑?

2018-08-09 02:02铁文霖
飞碟探索 2018年4期
关键词:波长悖论点点

铁文霖

设想你正身處太空之中。如果你朝太阳看,它刺眼的光线会让你的视网膜变脆。除了太阳的光亮之外,你周围是一片宁静的黑暗,在黑暗的背景上还点缀着点点寒星。

这样一想,你就知道宇宙有多浩瀚了。你甚至可以认为宇宙是无边无际的,其范围之广已经超出了浩瀚的范畴。既然宇宙没有边际,那你想象一下就知道,在你环视太空的时候,你会看到无数的星星,多得让你眼花缭乱,一颗挨着一颗,没有尽头。

既然你举目四望,满眼都是星星,那么,星星有多亮,夜空不就该有多亮吗?这个问题早就有人想过了,它是由德国天文学家海因里希·威廉·奥尔伯斯提出的。1823年,他对该问题做了表述。现在,我们称之为奥尔伯斯悖论,是以他的名字命名的。我顺便教你一手,当你在聚会上要与人闲聊时可以这样开头:“前几天,我正琢磨奥尔伯斯悖论的时候……你是问奥尔伯斯悖论是什么?你不知道?……好,我说给你听听。”这个悖论的内容如下:如果宇宙无边无际、无始无终,且又静止不动的话,那不管我们往哪个方向看,都能看到星星。

但从常识来看,事实并非如此。因此,奥尔伯斯在提出悖论的同时也意识到宇宙不可能既无边无际,又永恒不灭,静止不动。它可能具有其中的两个特点,但不会三个都有。20世纪20年代,埃德温·哈勃发现宇宙在动。确切地说,从我们所在的位置来看,各星系正加速飞向四面八方,就好像我们身上有虱子似的。

这就是宇宙大爆炸理论的立足点。这个理论认为,宇宙本是一个小得不能再小的时空奇点, 它在某个瞬间迅速膨胀开来。我们的宇宙不是静止的,也不是无始无终的。所以,悖论解开了!

简单地说,宇宙间有很多星星逃逸得很快,还没等我们看见它们的光,它们就已远去了,因此,我们在某些方向上是看不到星星的。这么一解释你就清楚了吧?我们的宇宙大得不可思议,我们不仅惊叹于此,更惊讶于宇宙演化过程之漫长。

综上所述,悖论问题总算有答案了!

但事情没那么简单。大爆炸结束之初,整个宇宙是高温致密的,就像恒星的核一样。又过了几十万年,虚空中闪出了第一道光,此时宇宙中一片光明,像恒星表面一样亮。

如果一直是这样,我们看到的夜空仍该亮得耀眼才对,但事实上不是。原因是,随着宇宙的膨胀,最初的可见光的波长越来越长,逐渐移到了电磁光谱边缘的长波区域,最后可见光变成了微波。这就是宇宙微波背景辐射,我们不管朝哪个方向观察,都能探测到这种辐射。

所以说,奥尔伯斯的直觉还是对的。当你仰望夜空,你只能看到黑暗中的点点星光,这就是宇宙扩张造成的。在宇宙膨胀的作用下,可见光的波长变长了,成了人眼看不见的光。但你若用微波望远镜来观察宇宙,你会发现整个星空没有一丝黑暗。

你是否也想到过奥尔伯斯悖论?还有什么悖论让你百思不解?

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