陳　默

有時(shí)，天文學(xué)中最簡單的問題卻是最難回答的。夜空為什么是黑暗的？你會(huì)說：因?yàn)樘栂律搅?。但是還有恒星在閃耀啊。如果宇宙是無限的，充滿著無數(shù)顆恒星，那么夜晚將和白天一樣的明亮。這種理論和觀測之間的矛盾被稱為奧伯斯悖論。

奧伯斯是19世紀(jì)德國的一位天文學(xué)家，也是一位醫(yī)生。白天，他行醫(yī)，晚上就觀察星星。他發(fā)現(xiàn)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(shù)個(gè)均勻分布的發(fā)光恒星，盡管距離越遠(yuǎn)，單個(gè)恒星的亮度越小，但考慮到所有星光在宇宙中任一點(diǎn)的光照總和，以及近距離恒星對(duì)后面星光的遮掩效應(yīng)，整個(gè)天空就和太陽一樣明亮，而實(shí)際上夜空卻是黑的。理論與實(shí)際觀察結(jié)果就是這樣矛盾。簡單地說，黑夜應(yīng)是白夜。

為了解決奧伯斯悖論，天文學(xué)家提出了多種理論加以解釋，但都不能自圓其說。

有的天文學(xué)家認(rèn)為，星空中存在著吸光物質(zhì)，物質(zhì)吸收了來自恒星的星光，使天空黑了下來。但實(shí)際上，空間中的吸光物質(zhì)無法使夜空變暗。物質(zhì)在遮擋光線的同時(shí)，也會(huì)被光線所加熱，進(jìn)而發(fā)光，它們將會(huì)和恒星一樣的明亮。這就像大雨中的樹，起先葉子還能保護(hù)地面不受雨淋，可是不久雨水便會(huì)從葉子上滴落下來，最終地面還是會(huì)濕透。有人則認(rèn)為奧伯斯的理論是根據(jù)恒星均勻分布在宇宙中計(jì)算出來的，而實(shí)際上恒星分布并不均勻，有的星區(qū)恒星多，有的星區(qū)恒星少。因此，在宇宙中存在亮區(qū)和暗區(qū)，而地球就處在暗區(qū)，所以天空是黑的。還有天文學(xué)家用大爆炸理論解釋這一現(xiàn)象，認(rèn)為大爆炸后出現(xiàn)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(yuǎn)離地球而去，這些恒星的光也不能到達(dá)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(gè)給出奧伯斯悖論最合理解釋的不是裝備齊全的天文臺(tái)的天文學(xué)家，而是一位著名的美國詩人——愛倫·坡。愛倫·坡認(rèn)為，之所以遙遠(yuǎn)恒星的光沒有照亮星空是因?yàn)樗鼈冞€沒有到達(dá)地球，我們無法看到比宇宙更遠(yuǎn)的地方。用現(xiàn)在的話講，我們無法看到150億光年之外的東西。所以，黑暗的夜空是宇宙誕生的證據(jù)。1901年，物理學(xué)家開爾文對(duì)這一解釋進(jìn)行了量化，開爾文的計(jì)算表明，若要夜空變得明亮，我們至少要能看到數(shù)百萬億光年遠(yuǎn)的范圍。由于宇宙的年齡現(xiàn)在遠(yuǎn)小于1萬億年，所以夜空是黑的。

從愛倫·坡開始，天文學(xué)家已對(duì)黑暗的夜空有一個(gè)正確的解釋：宇宙還太年輕。1964年，天文學(xué)家哈里森發(fā)現(xiàn)了另一個(gè)可能正確的解釋：宇宙擁有的能量太少。哈里森計(jì)算表明，若要照亮夜空，可觀測宇宙需要的能量為現(xiàn)今的10萬億倍——每顆恒星的發(fā)光度要上升10萬億倍，或者恒星的數(shù)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，原因是恒星總是會(huì)死亡的。

愛倫·坡和哈里森的解釋為夜晚的黑暗上了雙保險(xiǎn)——宇宙太年輕而且能量不足。點(diǎn)亮整個(gè)宇宙就像是用一根蠟燭花上一個(gè)小時(shí)來加熱一幢房子。一個(gè)小時(shí)太短了，即使你能等更長的時(shí)間，可是在完成這項(xiàng)任務(wù)前，蠟燭也已燃盡了。

（譚雪摘自《百科知識(shí)》圖/馬吉慶）