夜晚天空發(fā)黑的秘密

“夜晚的天空為什么是漆黑的？”這是一個古老的問題，19世紀的天文學家H.奧伯斯，曾為這個古老的問題困惑過，因此曾被稱為“奧伯斯佯謬”。

當時人們推論，如果宇宙是無限的，那么，它就會有無限多顆發(fā)光的恒星，即使絕大多數(shù)恒星離我們很遠，顯得很暗淡，但無限多個暗淡星光的迭加，也會形成巨大的光芒。這不是與我們看到的夜晚天空是漆黑的矛盾嗎？

奧伯斯是一位天文學家，他知道恒星的亮度與距離的平方成反比，即距離增加1倍，星光減弱為1/4；距離增加到3倍，亮度減弱為1/9等。但另一方面，距離增加1倍，恒星的數(shù)量也增加4倍；距離增加到3倍，恒星的數(shù)量則增加到9倍，即恒星的數(shù)量隨距離而呈平方正比地增加，這兩個因素可以相互抵消。這樣，在給定的距離中所有恒星的積累光強度是一樣的，與距離無關。因而，無限恒星光度的增加，總的星光亮度是無限的，夜空應該是無限亮的，而實際上是黑的。

也許可以這樣來解釋，由于在無數(shù)的恒星之間，它們會相互遮擋，因而到達地球的光不會是無限大的。光可以被遮擋，但是，根據(jù)熱力學理論，熱傳播是擋不住的。無限個恒星把熱量灑向空間，會使宇宙空間的溫度不斷升溫。這樣，地球周圍空間的溫度，即使不會是無限大的，也會是很大很大的。當所有恒星發(fā)出的熱，使宇宙空間達到恒星自身的表面溫度時，整個宇宙處于熱動平衡狀態(tài)。這時整個宇宙空間應該是幾千K的溫度，夜晚的天空應該是在這個溫度上發(fā)光。即使在經(jīng)過100多億年后的今天，宇宙空間還沒有達到熱動平衡狀態(tài)，但至少不應該是漆黑的。

再說，宇宙處于熱平衡時的溫度，相當于現(xiàn)在把地球放在離太陽表面100萬千米（實際距離的1/150）的地方，那樣，地球因酷熱而不復存在。

那么，問題出在哪里呢？

首先，恒星不是永恒地燃燒的，嬰兒恒星和死亡了的恒星不發(fā)光，發(fā)光的主序恒星有一定的壽命。

其次，宇宙不是靜止的，而是在不斷地膨脹著。

最后，也是最根本的，宇宙不是無限的，它有有限的年齡，有有限數(shù)量的恒星。宇宙是在約140億年前誕生的，那么，在140億光年距離以外的第一代恒星所發(fā)出的光，以及在一定距離外誕生的新恒星（如10億光年外不足10億年的恒星）發(fā)出的光，還沒有到達地球上空。

因此，有限的宇宙和有限數(shù)目的恒星的光的迭加，也是有限的，而且是很微弱的。從熱力學角度看，就是從宇宙誕生至今，還沒有達到熱平衡所需要的足夠時間。

（摘自廣西人民出版社《宇宙簡史》 編著：李龍臣）