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        宇宙為什么漆黑一片

        2022-12-29 00:00:00佚名
        今日文摘 2022年23期

        無論是仰望夜空,還是驚嘆于網(wǎng)絡(luò)上絢麗的宇宙照片,你會發(fā)現(xiàn)兩者并沒有太大的區(qū)別:都是漆黑深邃的太空,點綴著明亮的星星、行星或宇宙飛船。那你有沒有想過,為什么宇宙漆黑一片?為什么宇宙不是五彩斑斕的,比如就像地球上白日里的藍(lán)色天空一樣?

        其實,宇宙的黑,跟缺乏光線沒有關(guān)系。

        加州大學(xué)天文學(xué)教授哈欽森·史密斯解釋說:“你也許會以為,既然我們銀河系中有無數(shù)的恒星,而宇宙中又有無數(shù)的星系,還有數(shù)不盡的其他可以反射光線的物體,比如行星等,那么我們在夜晚仰望天空時,整個夜空應(yīng)該異常明亮才是。然而事實上,宇宙非常黑暗。”

        史密斯說,這個矛盾,在物理學(xué)和天文學(xué)界被稱為“奧伯斯佯謬”,它或許可以用時空膨脹理論來解釋,即“因為我們的宇宙的膨脹速度超過了光速……來自遙遠(yuǎn)星系的光芒可能會被拉伸,并變成我們?nèi)庋蹮o法察覺的紅外線、微波和無線電波”。又因為它們無法被察覺,所以在人類的肉眼看來就是漆黑的。

        恒星可以發(fā)出各種顏色的光,甚至包括人眼看不見的顏色,比如紫外線或紅外線。如果我們的眼睛可以看到微波,那么我們會看到整個宇宙都在發(fā)光,這是因“為宇宙微波背景”仍然充斥著整個太空。宇宙微波背景——宇宙中最古老的光,來自宇宙大爆炸,因宇宙早期存在的質(zhì)子和電子而分散。

        星際和行星際之間一片漆黑的另一個原因是宇宙空間近乎真空?;叵胍幌?,地球上的天空之所以是蔚藍(lán)的,是因為構(gòu)成大氣的分子將太陽的可見光中波長較短的藍(lán)光和紫光等向各個方向散射,當(dāng)然也包括向我們的眼睛方向散射。但是,如果沒有這些物質(zhì)的話,光線從其光源發(fā)射出來后,便沿著直線傳播,直到被接收。由于太空近乎真空,這便意味著太空中幾乎不存在這些粒子,恒星和行星之間也就沒有任何可以分散光線、使之進(jìn)入我們眼簾的物質(zhì)。既然沒有光線進(jìn)入我們的眼睛,那么我們眼睛看到的自然是黑洞洞的一片。

        盡管如此,2021年發(fā)表的一項研究表明,宇宙可能并不像科學(xué)家們起初想象的那么漆黑?;贜ASA探索冥王星的新視野號任務(wù),研究人員已經(jīng)可以在不受地球或太陽的光線干擾的情況下,觀察太空。研究團隊篩選了新視野號拍攝的照片,減去來自已知恒星、銀河系和可能星系的所有光線,以及任何可能來自相機的光線。最后,他們發(fā)現(xiàn),宇宙的背景光,仍舊比預(yù)測的明亮兩倍。

        宇宙為什么會比我們想象的更加明亮,仍是一個未解之謎,并且也將是未來研究的一個重點。不過在那之前,我們?nèi)钥梢赃@么說:宇宙依舊比漆黑更“黝黑”。

        (周桓薦自《中國科學(xué)探險》)

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