作业帮“夜晚的天空为什么是黑的?”同学们一定会说,因为夜空没有太阳照耀.但是,无限的宇宙,充满了无限个恒星构成的星系,虽说夜晚没有太阳照耀,可是那满天的星星,都是会发光发热的“太阳”
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/11/15 18:38:13
“夜晚的天空为什么是黑的?”同学们一定会说,因为夜空没有太阳照耀.但是,无限的宇宙,充满了无限个恒星构成的星系,虽说夜晚没有太阳照耀,可是那满天的星星,都是会发光发热的“太阳”
“夜晚的天空为什么是黑的?”同学们一定会说,因为夜空没有太阳照耀.但是,无限的宇宙,充满了无限个恒星构成的星系,虽说夜晚没有太阳照耀,可是那满天的星星,都是会发光发热的“太阳”呀.一颗恒星的光芒的确很微弱,但是,无数颗恒星的光芒合起来应该是无限的亮,夜空也应该处处是一片光明,可事实上为什么却是黑的呢?
这是1826年德国业余天文学家奥尔伯斯医生提出来的一个问题.自然科学史上称之为“奥尔伯斯佯谬”.
在奥尔伯斯之前,大科学家牛顿把物质、时间、空间分隔开来,把宇宙说成像一个存放物质的容器,在这个无限大的容器中,到处布满了天体,运动的永远运动、静止的永远是静止.这样,夜黑便遇到了难题.到了20世纪,随着爱因斯坦相对论和哈勃定律的问世,人们终于发现牛顿的学说是错误的.时间和空间是紧密相连、彼此互相影响、不可分离的,它们存在的形式受物质和物质的运动决定,宇宙在不断地膨胀着.由此,夜黑就不难解释了.
美国天文学家哈勃等人的观测发现,几乎所有的河外星系都在远离我们而去,即宇宙像正在充气的气球似的膨胀着,越来越大；距离我们越远的星系,远离我们而去的速度（即退行速度）越快.星系退行使星系辐射到我们这里的光减弱；距离我们很远很远的河外星系,可能会以光速退行,以致发出的光传不到我们这里来.因此,虽然宇宙是无限的,但光可以照到我们这里的天体数量是有限的.只要那些有限的天体射到地球上的光比太阳少,地球上的日夜就取决于太阳.要是宇宙没有膨胀,也就没有夜黑问题.由此可见,夜黑是宇宙膨胀的结果.
宇宙为什么会膨胀呢?大爆炸宇宙学认为,“我们的宇宙”起源于一个温度极高、体积极小的原始火球,在距今大约200亿年前,不知什么缘故,这个火球发生了大爆炸,在大爆炸中诞生了“我们的宇宙”.随着空间膨胀,温度降低,物质的密度也逐渐减小,原先的质子、中子等等结合成氘、氦、锂等元素；后来又逐渐形成星系、星系团等天体.
宇宙早期时,星系碰撞、合并曾经是很普遍的现象,那时宇宙刚刚开始膨胀,还比较小、比较拥挤,星系多如雨滴,大量小星系下雨般落到其他星系中,渐渐形成像我们银河系这样的星系.宇宙好像一个在不断充气的带花点的气球,上面的各点彼此分离.经过200亿年的“分离”才变成今天这个模样.根据天文学家的推测,我们的宇宙将来有一天会停止膨胀,然后转为收缩,直至收缩到大爆炸前的原始火球状态；接下来会出现新的大爆炸,急剧暴胀和膨胀.这种循环可能会不断地重复进行,宇宙处于这种来回振荡式的变化之中.
“夜晚的天空为什么是黑的?”同学们一定会说,因为夜空没有太阳照耀.但是,无限的宇宙,充满了无限个恒星构成的星系,虽说夜晚没有太阳照耀,可是那满天的星星,都是会发光发热的“太阳”
夜晚的天空为什么是黑的
吴胜杳 吕慧
夜晚的天空为什么是黑的?这是经典宇宙学中的一个著名的问题．
自古以来,人们就不断地对宇宙进行种种猜测．古代的人们曾经认为
星星是镶嵌在一个透明球面上的．中国最古老的宇宙结构学说盖天说
的基本观点是天圆地方．托勒政的地心宇宙体系和哥白尼的日心地动
宇宙体系中都包括恒星天球的内容．中世纪的思想家尼古拉认为宇宙
是无限的．牛顿把空间和时间的无限性作为他的理论的基本原理．他
还推断：星星的数目必定是无限的,而且相当均匀地分布在空间．观
测上,英国著名的天文学家威廉·赫歇耳和约翰·赫歇耳父子宣布至
少某些可观测星云是与银河系具有相同尺度和结构的由分立的恒星组
成的系统．这些星系居于整个宇宙之中．19世纪天文学家普遍认为可
观测宇宙必须是静态、无限的和均匀的．而对静态、无限、均匀的宇
宙的一个著名反对意见即夜黑问题,也称奥伯斯佯谬．这个样谬是说,
若恒星发出的光不变且都相同,而空间又是欧几里得的（平直的）,
则在此种宇宙中整个天空的亮度看起来是均匀的,且与太阳一般亮．
因为无论从哪一个方向观看天空,视线都会碰到一个星星．这一点可
以用一个简单的几何论证说明：现考虑进入人眼的一束细长的锥形光
线．虽然恒星表面的视亮度与距离平方成反比,但锥体的截面积（或
恒星的数目）随距离平方而增加,则集中在锥体内的光与它从什么地
方发出没有关系,因而整个天空就要亮得像太阳一样,实际上夜空却
是黑的．如何才能消除观测与理论之间的矛盾呢?
奥伯斯的推导基于以下的宇宙学观点：
1．宇宙物质是均匀分布的．
2．宇宙是静态的．
3．宇宙是无限的．
4．宇宙存在的时间已经无限长．为了避免夜晚的天空像太阳那
么亮的结论,我们必须重新考察上述观点．一个平均密度随观测距离
的增大而减小,并以零为极限的等级式宇宙模型可以消除佯谬,但要
付出失去均匀性的代价．但迄今为止的观测结果是：宇宙物质在大尺
度空间内的分布是均匀和各向同性的．这个观点称为宇宙学原理,是
现代宇宙学理论所必须依据的公理．上述第一点符合宇宙学原理,应
予保留．这样等级式宇宙模型应该放弃．由于奥伯斯假定恒星发光不
变,这一点今天看来最成问题．如果假定恒星并不是永远那么亮,而
是在有限的过去才开始发光,由于远处恒星的光线尚未到达我们这儿,
这也可以避免整个天空像太阳那么亮的结论．这使我们面临着是什么
首次使恒星发光的问题．如此看来一个具有有限过去的宇宙可避免奥
伯斯样谬．此时宇宙在时间上有个开端．另外一个有足够大膨胀速率
的宇宙也能避免奥伯斯佯谬,即使它具有无限的过去．因为根据量子
理论的观点,光子的能量正比于其频率．远距离高速追行光源的光线
将产生非常大的红移,因而其能量将相应减小,使其总和保持有限,
甚至可忽略不计．由于观测上尚无放弃宇宙学原理的理由,第一条观
点应该接受,而第二、第四条应该重新考虑．
20世纪初,爱因斯坦创立了广义相对论,这就为研究宇宙的整体
结构提供了理论基础．宇宙的整体性质由引力场方程决定．荷兰物理
学家德西特首先获得了引力场方程的一个宇宙解,但它是动态的而不
可能是静态的：宇宙要么是膨胀的,要么是收缩的．观测上,哈勃发
现河外星系的视向退行速度与距离成正比,即距离越远,视向速度越
大．这说明宇宙空间中任意两个星系间的距离都在增大,宇宙在膨胀．
如果一个膨胀的宇宙沿时间反溯回去将会达到一个原始的超密态,也
就是宇宙于过去某一时刻创生于一次原初物质的大爆炸过程．这就是
大爆炸宇宙学的宇宙模型．为了理论预言和实验观测相一致,宇宙在
极早期曾经历一个暴胀阶段．显然一个具有有限过去而正在膨胀的大
爆炸宇宙模型能避免奥伯斯佯谬．还有一个具有无限过去的稳恒态宇
宙模型,它虽能消除佯谬,但却要破坏能量守恒且不能解释宇宙微波
背景辐射等,已经不再为人们所接受．
综上所述,现在观测到的宇宙在膨胀,这是科学界公认的．经历
一个暴胀阶段的大爆炸宇宙学模型是一个成功的模型,其理论预言与
实验观测十分吻合．显然这是一个动态的宇宙学模型,且宇宙在时间
上可能有一个开端．这样看来,对于一个均匀、静态、无限的经典宇
宙学模型,其第二、第四条观点不成立．如果放弃这两条,也就自然
不会得出夜晚的天空像太阳那么亮的荒谬结论．
你可以仔细的看看,会有结果的
因为如果黑夜不黑的话就不叫黑也了。
存在即合理，偶然即必然
也许是暗物质
因为太阳的光只能照到地球的其中一面 如月食一样 假如月食发生在南面 那么地球北面是看不到月食的 而且 其他恒星发出的光 大部分会被大气反射或折射 所以黑夜是黑的
你的问题在哪