為什麼宇宙是黑的？你以為是正常現象，實際隱藏著宇宙的大秘密

2023-03-31 13:14:26

人類從未停止過對宇宙的想像

在古希臘，人們把這種現象分為月亮上方和月亮下方。他們認為這兩個地方適用的規則是不同的。在月亮之上，也就是說，天空空，星星就像窗簾一樣擋住了天空空。

地球是宇宙的中心，所有天體都圍繞地球旋轉。

當時，古希臘的聖賢們並不怎麼研究宇宙，因為他們相信宇宙是完美的，所有的天體都在勻速圓周運動。

後來，第谷通過觀察發現了超新星和彗星，否定了月球上的完美理論。克卜勒提出了克卜勒三定律，發現行星的軌道不是圓周運動，而是橢圓。例如，月球有近地點和遠地點。

這時，伽利略還用望遠鏡發現，並非所有的天體都圍繞地球旋轉，一些天體的軌道與地球無關，如木星的衛星。

換句話說，地球不是宇宙的中心，科學家發現太陽是宇宙的中心。這就是日心說，它首先由古希臘的阿里斯塔克提出，後來由中世紀的哥白尼提出，並完善為一個可靠的模型。

但是現在我們知道宇宙沒有中心，那麼誰提出了這個理論？事實上是牛頓。

牛頓萬有引力

1687年，牛頓在他的著作《自然哲學的數學原理》中提出了著名的萬有引力定律:任何兩個物體都會被引力吸引，引力的大小與它們的質量的平方成正比，與它們之間的距離成反比。

牛頓的偉大之處在於他將宇宙的自然法則與地球的自然法則相吻合，而且非常精確。

但是問題又來了。牛頓發現，根據他的理論，宇宙中的天體應該由於重力的作用而相互靠近，並逐漸擠壓成一個點。然而，這種現象在現實中並沒有被觀察到。

牛頓認為宇宙是無限的，因此各處天體的引力會相互抵消，既不靠近也不遠離。根據牛頓的理論，宇宙中沒有中心，因為到處都有中心。

然而，德國天文學家奧爾勃斯在1823年提出，如果宇宙是無限的、靜止的(即宇宙不會膨脹或收縮)，那麼晚上就不應該是黑暗的，但是應該有許多星光到達地球並最終照亮地球。然而，實際情況並非如此，這就是奧爾勃斯悖論。

為什麼宇宙是黑色的？

事實上，沒有科學家回答奧爾勃斯悖論，但是當他們解決了這個問題，他們也順便解決了這個問題。

1905年，愛因斯坦發表了四篇開創性的論文，其中一篇是廣義相對論。當他推導他的廣義相對論引力場方程時，他發現方程得到了一個膨脹的宇宙，這與愛因斯坦的世界觀不一致，因為他認為宇宙是永恆的，所以他在方程中加入了一個宇宙常數來抵消膨脹效應。

然而，當哈勃通過望遠鏡發現宇宙中的一些天體紅移時，愛因斯坦很快就被擊中了臉，也就是說，離地球越遠，紅移對離地球越遠的天體越快。儘管哈勃拒絕解釋他所觀察到的，但敏銳的科學家已經知道宇宙正在膨脹。

換句話說，愛因斯坦對宇宙常數的增加實際上是在增加畫面，但是勒邁特神父(他也是一名科學家)指出，只要宇宙常數被賦予一個特定的值，宇宙的膨脹速率就可以被描述。

根據大爆炸理論，人們可以倒退。如果宇宙正在膨脹，那麼宇宙中應該有一個奇點。後來，科學家們提出了一個模型:大爆炸模型，在這個模型中，宇宙起源於138億年的大爆炸，此後一直在膨脹。

由於宇宙有一個開端，一直持續到現在大約138億年，再加上光子以光速傳播，人們只能接收有限數量的光子，所以晚上只有少量的星光，很多光還沒有到達地球。因此，地球沒有被星光覆蓋。

當然，人們並沒有停止解決為什麼夜晚空是黑色的。科學家還發現，宇宙的膨脹速度是不一樣的。宇宙誕生之初，宇宙飆升。在普朗克時間內，空從螞蟻大小躍升至哈勃體積的幾十倍。

然後宇宙開始減速膨脹，但是現在科學家發現暗能量正在加速宇宙的膨脹。因此，天文學中仍有許多未解之謎等待科學家們去解決。

摘要

有時看似非常簡單的問題涉及到非常複雜的原理，比如夜晚的星光。雖然科學家們沒有直接回答這個問題，但是他們在回答其他問題時也解決了這個問題。