夜空為什么是黑的

有時，天文學中最簡單的問題卻是最難回答的。

奧伯斯是19世紀德國的一位天文學家，也是一位醫生。白天，他行醫，晚上他觀察星星。他發現了5顆彗星，并提出了彗星尾形成理論。奧伯斯指出，按照靜止、均勻、無限的宇宙模型，天空中散布著無數個均勻分布的發光恒星，盡管距離遙遠，單個恒星的亮度很小，但考慮到所有星光在宇宙中任一點的光照總和，以及近距離恒星對后面星光的遮掩效應，整個天空應該和太陽一樣明亮，而實際上夜空卻是黑的。理論與實際觀察結果就是這樣矛盾。簡單地說，黑夜應是白夜。

為了解決奧伯斯悖論，天文學家提出了多種解釋，但都不能自圓其說。

有的天文學家認為，星空中存在著吸光物質，物質吸收了來自恒星的星光，使天空黑了下來。但實際上，空間中的消光物質無法使夜空變暗。物質在遮擋光線的同時，也會被光線所加熱，進而發光，它們將會和恒星一樣明亮。這就像大雨中的樹，起先葉子還能保護地面不受雨淋，可是不久雨水便會從葉子上滴落下來，最終地面還是會濕透。有人則認為奧伯斯的理論是根據恒星均勻分布在宇宙中計算出來的，而實際上恒星分布并不均勻，有的星區恒星多，有的星區恒星少。因此，在宇宙中存在亮區和暗區，而地球就處在暗區，所以天空是黑的。還有，天文學家用大爆炸理論解釋這一現象，認為大爆炸后出現了許多星云，逐漸凝聚成各種天體，宇宙不斷向外膨脹，大量恒星遠離地球而去，這些恒星的光也不能到達地球。所以，在地球上看到的星空是黑的。

似乎這些理論都有道理，但又不能很好地解釋奧伯斯悖論。

令人驚訝的是，第一個給出奧伯斯悖論最合理解釋的不是裝備齊全的天文臺的天文學家，而是一位著名的美國詩人——愛倫·坡。愛倫·坡認為，之所以遙遠恒星的光沒有照亮星空，是因為它們還沒有到達地球，我們無法看到比宇宙更遠的地方。用現在的話講，我們無法看到150億光年之外的東西。1901年，物理學家開爾文對這一解釋進行了量化，開爾文的計算表明，若要夜空變得明亮，我們至少要能看到數百萬億光年遠的范圍。由于宇宙的年齡現在遠小于1萬億年，所以夜空是黑的。

從愛倫·坡開始，天文學家對黑暗的夜空有了一個正確的解釋：宇宙還太年輕。1964年，天文學家哈里森發現了另一個可能正確的解釋：宇宙擁有的能量太少。哈里森計算表明，若要照亮夜空，可觀測宇宙需要的能量為現今的10萬億倍——每顆恒星的發光度要上升10萬億倍，或者恒星的數目要增加10萬億倍。另外，恒星不可能永生，就算宇宙無限老，夜空仍舊是黑暗的，因為恒星總是會死亡的。

愛倫·坡和哈里森的解釋為夜晚的黑暗上了雙保險——宇宙太年輕而且能量不足。點亮整個宇宙就像是用一根蠟燭花上一個小時來加熱一幢房子：一個小時太短了，即使你能等更長的時間，可是在完成這項任務前，蠟燭也已燃盡了。

(暖冰摘自《時代發現》)