夜晚天空发黑的秘密

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“夜晚的天空为什么是漆黑的？”这是一个古老的问题，19世纪的天文学家H.奥伯斯，曾为这个古老的问题困惑过，因此曾被称为“奥伯斯佯谬”。

当时人们推论，如果宇宙是无限的，那么，它就会有无限多颗发光的恒星，即使绝大多数恒星离我们很远，显得很暗淡，但无限多个暗淡星光的迭加，也会形成巨大的光芒。这不是与我们看到的夜晚天空是漆黑的矛盾吗？

奥伯斯是一位天文学家，他知道恒星的亮度与距离的平方成反比，即距离增加1倍，星光减弱为1/4；距离增加到3倍，亮度减弱为1/9等。但另一方面，距离增加1倍，恒星的数量也增加4倍；距离增加到3倍，恒星的数量则增加到9倍，即恒星的数量随距离而呈平方正比地增加，这两个因素可以相互抵消。这样，在给定的距离中所有恒星的积累光强度是一样的，与距离无关。因而，无限恒星光度的增加，总的星光亮度是无限的，夜空应该是无限亮的，而实际上是黑的。

也许可以这样来解释，由于在无数的恒星之间，它们会相互遮挡，因而到达地球的光不会是无限大的。光可以被遮挡，但是，根据热力学理论，热传播是挡不住的。无限个恒星把热量洒向空间，会使宇宙空间的温度不断升温。这样，地球周围空间的温度，即使不会是无限大的，也会是很大很大的。当所有恒星发出的热，使宇宙空间达到恒星自身的表面温度时，整个宇宙处于热动平衡状态。这时整个宇宙空间应该是几千K的温度，夜晚的天空应该是在这个温度上发光。即使在经过100多亿年后的今天，宇宙空间还没有达到热动平衡状态，但至少不应该是漆黑的。

再说，宇宙处于热平衡时的温度，相当于现在把地球放在离太阳表面100万千米（实际距离的1/150）的地方，那样，地球因酷热而不复存在。

那么，问题出在哪里呢？

首先，恒星不是永恒地燃烧的，婴儿恒星和死亡了的恒星不发光，发光的主序恒星有一定的寿命。

其次，宇宙不是静止的，而是在不断地膨胀着。

最后，也是最根本的，宇宙不是无限的，它有有限的年龄，有有限数量的恒星。宇宙是在约140亿年前诞生的，那么，在140亿光年距离以外的第一代恒星所发出的光，以及在一定距离外诞生的新恒星（如10亿光年外不足10亿年的恒星）发出的光，还没有到达地球上空。

因此，有限的宇宙和有限数目的恒星的光的迭加，也是有限的，而且是很微弱的。从热力学角度看，就是从宇宙诞生至今，还没有达到热平衡所需要的足够时间。

（摘自广西人民出版社《宇宙简史》 编著：李龙臣）