隨著科技的發(fā)展,我們對宇宙的探索越深入的同時,也越發(fā)感覺到自己的無知和渺小。當(dāng)我們抬頭仰望星空的時候,總會發(fā)現(xiàn)頭頂會有一片黑漆漆的地方。 但是地球作為一顆獨一無二且特別的行星,連太陽光都能到達(dá)地球,宇宙中也存在許多發(fā)亮的恒星和其他光源,為什么地球和太陽中間的廣闊領(lǐng)域卻還是漆黑一片呢? 太陽能夠照亮地球的原因眾所周知,太陽系中存在著八大行星,它們分別是金星、木星、水星、火星、土星、地球、天王星和海王星。 其中,地球作為目前宇宙中發(fā)現(xiàn)的唯一一顆存在生命的行星,在浩瀚的宇宙世界里是獨一無二的存在。 作為太陽系的中心天體,太陽對地球上的生靈涂炭發(fā)揮著十分重要的作用,對宇宙中的其他行星、衛(wèi)星、恒星等也都有著非常重要的意義。生活在地球上的我們每天一睜開眼就能看到太陽,仿佛太陽就在地球隔壁似的。但實際上,地球和太陽的距離十分遙遠(yuǎn),有1.5億公里之多。那為什么太陽光每天還是能如期到達(dá)地球被我們接收呢? 首先需要了解的是,我們之所以一睜眼就能看到太陽,這是因為太陽本身就是一個巨大的發(fā)光體。 其次,太陽光之所以能到達(dá)地球,這主要是因為在地球的空氣中存在著許多微小的粒子,因此當(dāng)太陽光線照射到這些小粒子上時,由于會產(chǎn)生光的反射作用,因此就導(dǎo)致地球被照亮了。 我們會發(fā)現(xiàn)在天空中的宇航員的周圍都是一片漆黑,這主要是因為宇航員身處的太空中沒有任何可以讓光產(chǎn)生折射的物質(zhì),因此其他地方才會都是一片漆黑。 除此之外,我們經(jīng)常能看到的明月之所以也能被太陽照亮,主要是由月亮自身的透光性決定的,因此太陽光能夠穿透月球本身。 或許這時有人想問,那為什么八大行星中其他的行星不會被太陽光照亮呢?為什么金星和水星會像月亮一樣只在早上、晚上才被我們看見嗯?難道太陽光還會選擇性拐彎? 這主要是由金星和水星的位置所決定的。由于金星和水星距離太陽的距離相比起地球來說更近,且和地球一樣都處在內(nèi)側(cè)的運行軌道,因此如果要觀察金星和水星,本身就要沿著太陽的方向才有可能發(fā)現(xiàn)。 而在白天的時候,由于金星和水星正好運行到我們的頭頂上方的位置,再遇到白天過亮的天空,因此很容易就將金星和水星模糊在天空中。 而到了深夜時分,由于此時地球已經(jīng)公轉(zhuǎn)到了背向太陽的位置,因此我們自然而然也就看不到金星和水星了。所以如果想看到金星和水星的話,那最好的時光就是在早晨日出時分以及傍晚夕陽西下的時刻了。 地球和太陽之間為何漆黑一片浩瀚宇宙中存在著許多能夠發(fā)出光亮的星體和恒星,也有許多能夠照亮宇宙的光源。但是為什么當(dāng)我們在夜晚抬頭仰望夜空時,看到的卻是無邊的黑暗呢? 這個問題早在幾百年前就引起了天文物理學(xué)家們的關(guān)注和思考,并且投入了大量的時間和精力進(jìn)行研究。 比如早在1610年,國際知名的天文學(xué)家開普勒就曾對此現(xiàn)象提出過疑問。開普勒經(jīng)過觀察發(fā)現(xiàn),每當(dāng)?shù)搅颂炖蕷馇宓臅r候,我們抬頭就能夠看到夜空中星星點點的繁星。 但與此同時,開普勒感到十分不解與疑惑的是,為什么夜空中的星星本身會發(fā)光,可是它們自身周圍卻依然被黑暗所包圍呢?即使一顆星星的光亮過于渺小,但是一片星空中的星星數(shù)量成千上萬,為什么不能夠彼此照亮呢?因此我們總會看到在夜晚的天空中會有一大塊一大塊的黑色區(qū)域。 雖然開普勒已經(jīng)觀察到了這個讓人感到疑惑的現(xiàn)象,但是局限于當(dāng)時的時代背景,類似這樣一個由天文物理學(xué)家提出來的問題是不值得耗費大量的時間和精力進(jìn)行持續(xù)的觀測和深入的探索的。 因此,對于為什么星星自身能發(fā)光卻無法照亮星空的這個疑問,僅僅局限在被提出的階段,就停滯了探索之路。 后來在開普勒之后,又經(jīng)過了幾百年的歷史長河,這個疑惑在1826年終于被科學(xué)家們解開。 首先我們先來看看最先提出想法和理論依據(jù)的德國天文物理學(xué)家:奧伯斯。19世紀(jì)初期的時候,奧伯斯提出了著名的“奧伯斯悖論”。需要注意是,人類歷史上的天文學(xué)的發(fā)展與占星學(xué)說有著緊密的關(guān)聯(lián)性。 但是由于當(dāng)時人類的知識水平有限,對天文學(xué)的認(rèn)識也處在一個比較淺顯的水平,因此在天文學(xué)領(lǐng)域中就出現(xiàn)了許多類似“奧伯斯悖論”這樣的悖論。但是無論如何,“奧伯斯悖論”在當(dāng)時剛提出來時依然引起了大家的關(guān)注和驚嘆。 “奧伯斯悖論”認(rèn)為,在浩瀚的宇宙中,存在著成千上萬的發(fā)著光亮的恒星,它們均勻分布在宇宙中的各個角落。雖然恒星的亮度會隨著距離的長短而發(fā)生改變,當(dāng)一個恒星的亮度越微弱時,說明它與地球之間的距離越遙遠(yuǎn),呈現(xiàn)出一個反比關(guān)系。 但是一旦將在宇宙中的所有星光都考慮囊括在內(nèi)時,就會發(fā)現(xiàn)任一個點所發(fā)出的光亮的總和,以及距離近的恒星,它們對后面星光所產(chǎn)生的遮掩效應(yīng),使得整個天空的亮度就像太陽一樣明亮。但是實際上的觀察結(jié)果卻與假設(shè)的理論大相徑庭,當(dāng)我們抬頭看向夜空的時候,會發(fā)現(xiàn)依然是漆黑一片。 雖然“奧伯斯悖論”在當(dāng)時看來是一個十分前衛(wèi)的想法,但是依然有其局限性。“奧伯斯悖論”只提出了宇宙中真實存在著數(shù)不清的會發(fā)光的恒星,但是依然沒有解釋為什么即使有那么多發(fā)亮的恒星,在夜空中還是存在著大片黑暗的區(qū)域? 在奧伯斯之后,天文學(xué)家們依然在孜孜不倦的攻克著這個領(lǐng)域。他們發(fā)現(xiàn)存在于宇宙里的發(fā)光體自身的亮度,與其他發(fā)光體之間的距離的平方存在著一個數(shù)量關(guān)系,也就是呈現(xiàn)反比的關(guān)系。 但是,當(dāng)這些發(fā)光體自身與其他發(fā)光體之間處于一定的距離狀態(tài)時,這些發(fā)光體自身球殼內(nèi)的發(fā)光體的數(shù)目,就會與其他發(fā)光體之間的距離的平方,呈現(xiàn)出正比的關(guān)系。簡單來說,就是太陽與周圍圍繞在它身邊的各個恒星之間的距離都是有遠(yuǎn)近之分的。 因此雖然在理論上我們認(rèn)為這些發(fā)光體所發(fā)出的光芒本應(yīng)該將浩瀚宇宙中的漆黑領(lǐng)域照亮,但實際上卻是事與愿違。從中科學(xué)家們也進(jìn)行了一定的推測,既然這些發(fā)光體本可以做到卻沒有做成,那是不是說明在這些黑暗的區(qū)域中存在著讓光亮到達(dá)的阻礙物呢? 對于這個疑問,天文學(xué)家們以奧伯斯提出的理論依據(jù)作為基礎(chǔ)不斷地提出想法,進(jìn)行辯論與思考,其中有一類觀點被許多天文學(xué)家們所支持,它們認(rèn)為會發(fā)亮的恒星之所以數(shù)量多,卻照不亮周遭區(qū)域的原因,是出于這些恒星之間存在著廣袤無垠的空間,而在這個遙遠(yuǎn)且巨大的空間里,飄滿了大量的氣體、塵埃,這些阻礙物不均勻的分布在這個空間中,吸收掉光亮,導(dǎo)致各個恒星所發(fā)出的光不能到達(dá)彼此。這個想法雖然看起來邏輯自洽,但很快在1933年的時候就被越來越多的物理學(xué)家們否定了。 既然星空中存在的大片黑色區(qū)域并不是由于光亮被其他物質(zhì)吸收掉的結(jié)果,那到底是出于什么原因呢? 這個問題一直被持續(xù)爭論,直到1915年,愛因斯坦提出了廣義相對論,天文學(xué)家們基于這個理論進(jìn)行思維擴散,才慢慢找出了問題的答案。 天文學(xué)家弗里斯首先經(jīng)過觀察發(fā)現(xiàn),在浩瀚無垠的銀河系里,存在著大量本應(yīng)該沿著自己固定的發(fā)射軌道進(jìn)行運動的星系光譜線,但是它們卻一反常態(tài)的偏離了自己原先的位置。不僅如此,還會朝著另一個路線,順著看起來毫無規(guī)則的方向進(jìn)行高速的位移。弗里斯的這一發(fā)現(xiàn)意義重大。 弗里斯的這一發(fā)現(xiàn)對于解釋星空中為什么總是會有大片的漆黑區(qū)域具有積極作用,我們可以利用光譜紅移藍(lán)移線來進(jìn)行解釋。 簡單來說,我們可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)我們在一個距離光源十分遠(yuǎn)的位置去觀察一個物體的時候,會發(fā)現(xiàn)物體受到的光波頻率就會因為距離光源的位置很遠(yuǎn)逐漸變低。除此之外,波長也會逐漸被拉伸。 到了1922年,科學(xué)家們經(jīng)過孜孜不倦的實驗和假設(shè),終于證明了宇宙處于一個不斷膨脹的狀態(tài)。這對解釋夜空中總是會有漆黑的區(qū)域意義重大。 正是因為宇宙處在一個不斷膨脹的狀態(tài),因此當(dāng)星系與地球的距離越遠(yuǎn)時,它所發(fā)生的紅移現(xiàn)象也更加明顯。而同處在宇宙中的恒星的運動也會隨之受到影響,這時即便恒星自身發(fā)出了光亮,但是對于地球上的我們來說也是十分微弱的光,因此夜空中總是看起來似乎大部分處于黑暗的狀態(tài)。 好了,本期內(nèi)容到這里就結(jié)束了,看完這期別忘了給我們點贊,關(guān)注和轉(zhuǎn)發(fā)。謝謝您的支持,下期更精彩! |
|