在我們生活里最常見的事兒,往往隱藏著最難解釋的奧秘。比如,很早以前,誰也沒有關(guān)心過,東西為什么在沒有其他物體托著的時候,會掉到地上。然而,一位叫牛頓的人,有次看到個熟透的蘋果,從樹上掉下來。于是,他受到了啟示,得出了\"萬有引力\"的科學定律。那么,對于\"夜空為什么是黑的\"這個問題,你是不是也認真思考過呢?也許你沒有得出結(jié)論,這是很正常的。因為,苴到現(xiàn)在,就連那些專門研究天文的科學家們,也沒有得出一個統(tǒng)的答案。這個問題依然是個謎。
有人曾這樣設(shè)想,如果說在字宙中有無數(shù)顆能發(fā)光發(fā)熱的恒星的話,那么我們的地球。無論轉(zhuǎn)到哪個方向,都應(yīng)該看到來自不同方位的恒星所發(fā)出的光。所以,按這種理論推測,我們看到的夜空,應(yīng)該也和白天一樣明亮才對。而事實上,我們只有面對太陽的時候,才真正看到了光明,背對太陽的時候,我們就只能看到黑夜了。
那么,黑夜又是怎么形成的呢?有人這樣解釋說,因為在星際間,存在著大量的氣體和塵埃,它們可以吸收恒星發(fā)出的光,所以,宇宙就變得黑暗了。這種解釋顯然是不能讓人滿意的,因為宇宙中恒星的總光度是無限大的。如果星際物質(zhì)吸收那么多的能量,那么它自己一定會變熱并且發(fā)出光亮。這樣一來,宇宙不但不會黑暗,反向會更加明亮。因此,這個解釋是不能成立的。
1826年,由于一位名叫奧伯斯的德國天文學家,首先提出了這個非常有趣的問題,所以這個問題就被稱作奧伯斯佯謬,也叫光度佯謬。結(jié)果,此后近200年,關(guān)于\"夜空為什么是黑的\"這個問題,總是沒有一個合理的解釋。
正當科學家們對奧伯斯佯謬束手無策的時候,宇宙膨脹學說的出現(xiàn),給解決這一問題帶來了一線希望。
1915年,美國天文學家斯里弗發(fā)現(xiàn),大多數(shù)的銀河系以外的星系,它們的光譜線都有紅移現(xiàn)象。也就是說,觀測到的這些河外星系的光譜線,在不停地向紅色一端移動,即波長變長,光波頻率變低。這是怎么回事昵?一位名叫多普勒的奧地利物理學家發(fā)現(xiàn)的\"多普勒效應(yīng)\",正好能夠解釋這種現(xiàn)象。那么,多普勒效應(yīng)又是什么呢?其實這是一個關(guān)于聲學方面的物理現(xiàn)象。在平時的生活中,我們都會有這樣的感受,當一列火年迎面朝我們開過來的時候,我們會覺得火車的鳴叫越來越尖利;當火車從我們身邊急馳而過的時候,聲音會突然變小,并且越來越低,直到最后聽不見為止。這就是說,當聲源向觀測者方向運動的時候,觀測者所聽到的頻率會變高;相反,當聲源遠離觀測者的時候,聲音的頻率就會變低。這種多普勒效應(yīng)也適用于光學中:當光源向觀測者方向移動的時候,光波頻率會變高,波長變短,光譜線就會向紫色的一端移動;如果光源是遠離觀測者而去的,那么,它的波長就會變長,光譜線就會向紅色一端移動了。這就叫\(zhòng)"紅移\"現(xiàn)象。斯里弗發(fā)現(xiàn)的這種紅移現(xiàn)象,說明了河外星系正不停地遠離我們而去。
到了1929年,美國天文學家哈勃,又進一步研究了20多個河外星系的紅移之后,得出了一個結(jié)論:宇宙中所自的星系,都在用非??斓乃俣?,遠離我們,向四面八方飛去。這就是著名的\"哈勃定律\"。這個定律告訴我們一個非常明顯的道理:宇宙正在不斷地膨脹著!
有了宇宙膨脹學說以后,人們對于夜空的黑暗就有了新的解釋。有的科學家認為,因為宇宙在不斷地膨脹著,所以各種星體也在不停地向遠處飛行著。恒星發(fā)出的光,也會因為紅移現(xiàn)象而使它們的能量減小。星系越遠,紅移越大,發(fā)出的光越暗。許多離我們地球非常遙遠的恒星,它們發(fā)出的光到達地球的時候,其能量已經(jīng)接近于零了。所以,我們感到夜空是黑暗的。
這個觀點從理論上看,妤像很有道理。但是,關(guān)于宇宙是從什么時候開始膨脹的?造成膨脹的原因又是什么呢?這又成了科學家們新的研究課題。因此,黑暗的夜空是因為宇宙膨脹造成的這種說法,在科學上,仍然不能成為定論。
為了解開夜空黑暗之謎,又有人大膽地提出了另一種新的說法,認為夜空之所以黑暗,可能是宇宙誕生以前的狀態(tài)。這是怎么回事呢?持這種觀點的科學家認為,光的傳播速度是有限的,雖然光速能達到大約每秒30萬千米,但它畢竟還需要一定的時間。那些離我們十分遙遠的星系,它們的光到達我們地球的時候,已經(jīng)過去了幾千幾萬年,有的甚至是幾億幾十億年的時間了。所以,黑暗的夜空,也許就是宇宙誕生之前的樣子,而并不是宇宙現(xiàn)在的狀態(tài)。
這種觀點雖然也很有道理,但是這種解釋也遇到了許多難以避免的問題。比如:既然黑暗的夜空是因為宇宙還沒有誕生造成的,那么宇宙又是怎樣形成的呢?它又是怎樣演化成現(xiàn)在這個樣子的呢?看來,只有先弄清了宇宙起源的問題,才能證明這一理論的正確件。雖然字宙大爆炸學說已經(jīng)被世界上多數(shù)天文學家所接受,但這種學說仍然是種推測,還沒有得到科學的證實。因此可見,黑暗的夜空是字宙誕生之前的狀態(tài)的說法,也不能成為定論。
那么,為什么夜空是黑的這個問題,該怎樣回答呢?看來,只有等待著一代一代人,經(jīng)過艱苦的努力的探索之后,去作出正確的解釋了。