人類從未停止過對宇宙的想象

在古希臘時期，人們把現象分為月球之上和月球之下，他們認為這兩個地方適用的規則並不一樣，其中月球之上也就是天空，是星星像是一塊幕布一樣遮擋在天空中。

而地球位於宇宙的中心，所有的天體都圍繞著地球轉動。

在當時，古希臘先賢們對宇宙的研究並不多，這是因為它們認為宇宙是完美的，所有的天體都在做完美的勻速圓周運動。

後來，第谷透過觀測發現了超新星和彗星，否定了月上完美的理論；開普勒提出了開普勒三定律，發現了行星的運動軌跡並不是圓周運動，而是橢圓。比如：月球就有近地點和遠地點。

此時，伽利略也用望遠鏡發現並不是所有的天體都圍繞著地球轉動，還有一些天體的運動軌跡和地球並沒有關係，比如：木星的衛星。

也就是說，地球並不是宇宙的中心，科學家們發現太陽才是宇宙的中心。這就是日心說，它最早是由古希臘的阿里斯塔克提出來的，後來到了中世紀，又由哥白尼提出，並完善成一個可靠的模型。

但是我們現在知道了，宇宙並沒有一箇中心，那這個理論是誰提出來的呢？其實是牛頓。

1687年，牛頓在《自然哲學的數學原理》一書中提出了大名鼎鼎的萬有引力定律：任意兩個物體之間都會受引力相互吸引，引力的大小與它們質量的平方成正比，和它們之間的距離成反比。

牛頓的偉大之處在於他將宇宙的自然規律和地球上的擬合在一起，並且非常準確。

但是問題又來了，牛頓發現按照自己的理論，宇宙中的天體應該會因為引力的作用而相互靠近，並逐漸擠壓成一個點。但是現實中並沒有觀測到這種現象。

於是牛頓認為宇宙是無限大的，這樣各個地方的天體受到的引力就會相互抵消，既不會相互靠近也不會相互遠離。按照牛頓的理論，宇宙中並不存在中心，因為處處都是中心。

但是德國天文學家奧伯斯在1823年提出，如果宇宙是無限大，並且是靜態的宇宙（也就是宇宙不會膨脹，也不會縮小），那麼晚上不應該是黑的，而應該有許多星光到達地球，最終把地球照亮，但實際觀測並非如此，這就是奧伯斯佯謬。

其實並沒有科學家回答奧伯斯佯謬，但是科學家們在解決問題時，順道把這個問題也解決了。

1905年，愛因斯坦發表了4篇開創性的論文，其中就有一篇是廣義相對論。他在推導自己的廣義相對論重力場方程時，發現方程得到的是一個膨脹的宇宙，這和愛因斯坦的世界觀並不符合，因為他認為宇宙是永恆的，於是他在方程里加了一個宇宙常數，抵消了膨脹效應。

但很快愛因斯坦遭遇了打臉，這時哈勃透過望遠鏡發現了宇宙中一些天體發生紅移現象，也就是離地球越來越遠，而且離地球越遠的天體，紅移的速度越快。雖然哈勃對自己觀測的現象拒絕做出解釋，但是敏銳的科學家們已經知道了宇宙正在發生膨脹。

也就是說，愛因斯坦新增的宇宙常數其實是畫蛇添足，但是神父勒梅特（同時也是科學家）卻指出，只要給宇宙常數取一個特定的值，就可以描述宇宙膨脹的速度。

根據宇宙大爆炸理論，人們可以倒退過去，如果說宇宙是不斷膨脹的，那麼宇宙就應該有一個奇點。後來科學家提出了一個模型：宇宙大爆炸模型，在這個模型中，宇宙起源於138億年的大爆炸，並且一直膨脹至今。

由於宇宙存在著一個開端，持續至今大概是138億年，再加上光子傳播的速度是光速，因此人們能夠接收到的光子有限，所以夜晚只有少量的星光，很多光還沒有到達地球，因此，地球不是被星光所覆蓋。

當然，人們並沒有止步於解決為什麼夜空是黑的，科學家們還發現宇宙的膨脹速度並不一樣，在宇宙剛誕生之處，宇宙發生了暴漲，在一普朗克時間裡，空間從一粒螞蟻那麼大暴漲到了幾十倍可觀測宇宙那麼大。

之後宇宙開始減速膨脹，但現在科學家們發現了暗能量在促使宇宙加速膨脹。所以天文學中還有許多未解之謎等待著科學家解決。

有時看似非常簡單的問題，背後涉及的原理非常複雜，黑夜中的星光就是如此。科學家們雖然沒有正面回答這個問題，但在解答其他問題時順道把這個問題也給解決了。

白天不懂夜的黑，的是我們經常聽到的一句話，可是為什麼黑夜是黑的呢?夜晚的天空明明有那麼多星星，為什麼還是照不量夜空呢?這個看似簡單的問題其實非常深奧，而現在科學家們找到了“黑夜是黑夜”的原因。

每當我們凝視夜空的時候，我們都覺得它像一塊鑲嵌著閃亮星星的漆黑空間。這種現象被稱作奧伯斯佯謬，雖然它出現在16世紀，但至今依舊引發著一些爭議。它提出的問題是：如果宇宙真的無限而永恆，那麼為什麼我們看到的不是一模一樣的明星，夜晚看到的是漆黑的夜空而非明亮的天空呢?

現代解釋認為宇宙有限，它有年齡並且正在越來越快地擴張。根據愛德文·哈勃在1929年的觀察，宇宙的擴張使得遙遠明星的光變成了人類肉眼看不見的顏色。

但根據發表在《天文物理期刊》上的一項新研究，天文學家們也許終於能夠解決這個爭議了幾個世紀之久的問題。

天文學家們先前估計人類可觀測宇宙的範圍內包含一千億個星系。新研究透過估計附近星系和宇宙最遠邊緣星系的密度，再次檢查了這一資料。由於光的速度有限並且能夠花數十億年的時間到達地球，因此他們還回顧了宇宙的年輕時代。

荷蘭萊頓天文臺的Christopher Conselice帶領著其他三位天文學家們，開始了他們的研究。他們發現在他們回顧的那個年代，星系的密度有所增加。這很重要，因為星系經常合併並隨著時間的流逝而增大。(以我們的銀河系為例，它就正在與仙女座星系碰撞的程序中。)

但等到星系的密度增大到一定值之後，就會下跌。研究人員們總結道：“人類的觀察並未到達最小的星系。我們知道在我們目前可觀測宇宙的範圍之外，還存在著更多小星系。”

透過探索他們看到的比率，並假定有東西遮住了他們的視野，他們認為先前對可觀測宇宙內星系的數量有誤，宇宙中應該有2萬億個星系而非先前預估的一千億個。

該團隊表示：“這個問題並不是好奇導致的一時興起，它還聯絡著宇宙學和天文學其它很多問題。”是什麼將這些星系藏了起來，這又讓我們回到了奧伯斯佯謬。

研究人員們表示關於奧伯斯佯謬的大多數解決方法都分成了兩個陣營：第一個解釋了恆星和星系的消失方式;第二個，他們解釋了為何許多恆星和星系存在但我們從地球上看不到。

他們認為氣體和塵埃吸收了在宇宙中漂移的光(該觀點早就被拋棄，因為科學家們原本認為這種解釋會讓黑暗的天空問題變得更糟糕)，這以過程扮演了一個變黑角色。

基本原理是，恆星的無限場會無限加熱氣體和塵埃，直到其也像恆星一樣明亮為止。

研究人員們認為遙遠但數量有限的星系發出來的可見光被氣體和塵埃吸收了一部分，接著這些光以紅外線和紫外線波長等人類肉眼看不見的形式被重新釋放出來。

Conselice在NASA的一個新聞釋出會上說道：“想到宇宙中還有百分之九十的星系等待著人類去研究，這真是令人難以想象。

白天之所以是白天，是光線照到物體後，物體的反光而形成白天。黑夜之所以是黑夜，是光線未照射到物體不能形成反光而形成黑夜。微弱的光照射到物體，就只是反射出微弱的物體模樣。

我的頭像是傳說中的女神----珠穆朗瑪，珠穆朗瑪峰是世界最高峰。頭像的寓意是"站的高，看的清。"

為什麼夜空是黑色的呢？答案其實沒你想的那麼簡單。

我們都知道一天分白天和晚上兩個階段，白天的時候，整個天空都是亮的，並且天空是藍色的，但是到了晚上，太陽下山了，天空就變成了黑色的，那麼為什麼晚上的天空是黑色的，很多人都會回答，因為太陽不見了，白天我們的天空是因為太陽照射在大氣層，經過一系列的變化，所以是藍色的，但其實晚上天空是黑暗並不是因為太陽下去了，真實的答案一點都不簡單，今天就來給大家講解一下。

很多人覺得太空中明明存滿了星星，有很多和太陽一樣的恆星，就算沒有太陽的照射，還有其他的恆星，就算沒有太陽，其他的恆星光也會照射到地球上，這麼一說，其實不管什麼時候地球上都應該是亮的，而且如果我們可以看得夠遠，那麼就會看到一顆恆星或者是星系，那既然我們看到的夜晚是黑色，是不是就代表存在一個”有星星“和”沒星星“的界限，但是事實並不是這樣。

事實上，我們是可以在天空中找到幾個地方讓我們看不到任何星星，因為我們看到的是比星星形成還要早的時間，但是就算我們將望遠鏡望向比更早的星星們還要遠的深處，還是可以看到光的，這個光並不是星光，而是在大毀滅以後殘留下來的光，而我們可以探測到這些所謂的宇宙輻射光線從四面八方或多或少的傳來，形成一個在星星更後方的”背景“，這樣我們看到的天空就不會是黑色的。

那麼既然望遠鏡看到的天空是存滿光的，為什麼我們看到的夜晚卻是黑色的呢？我們都知道宇宙一開始是在一塊的，但是隨著爆炸，遙遠的恆星和星系們因為宇宙的膨脹正在遠離我們，這個效應讓遠離我們的星光偏紅色，離我們越遠，遠離我們的速度越快，這道星光也就越紅，這樣慢慢就成為了紅外線，我們的人眼是看不到紅外線的，而我們觀察天空用的望遠鏡是紅外線的，所以在望遠鏡中我們可以看到光線，但是當我們人眼看的時候就看不到這些光線了，這也是為什麼我們在晚上看到的天空是黑暗的原因。

道理其實很簡單，由於地球距離太陽近，白天地球面向太陽，接收恆星釋放的光粒子多，密度大，物體反射到人的視網膜裡的光粒子數量多，因而看物體及周圍環境清晰明亮。夜間地球背向太陽，太陽輻射的粒子被地球的另一面遮擋住，而地球距離宇宙中的的其他恆星距離非常遙遠，來自星空中的光粒子，密度及其微薄，地球大氣及其地球表面物體，接受到的光粒子非常少，反射到人的視網膜裡的光粒子極少，看到的物體及周圍環境是黑色的。

應該問為什麼夜晚天空是黑的，科學可以告訴你，天空就是黑的，白天因為地球周圍有大氣層，反射Sunny，我們看的天空就是頭上的空氣，夜晚就看不著了

運用宇宙學知識解答，宇宙的膨脹使得地球周圍的星系正在不斷後退，遠離地球而去，發出的恆星光也越來越暗，最後肉眼難以察覺，這為恆星光難以照到地球，故夜晚是黑的提供了合理的解釋。

這個問題非常好，可惜提的有點晚，不然就可以用你的名字來命名了，歷史上有人提出了同樣的問題，後來我們用他的名字命名，這就是奧伯斯佯謬。

1720 年，英國著名天文學家哈雷提出這個問題：宇宙中的星星不計其數，但銀河系就有成百上千億顆恆星，因此，無論往那個方向看去，天空都應該是明亮的，但為什麼天空一片漆黑呢？後來法華人喬梭和德華人奧伯斯重新提出了這個問題，還給出了自己的答案，因為奧伯斯對這個問題研究最深入，因此後人把這個問題稱為奧伯斯佯謬。

奧伯斯提出的答案是，星際空間中存在吸光的物質，這當然是錯誤的，因為能量是守恆的，不管是什麼物質，吸收能量之後，最終一定要把能量釋放出來，吸收能量會導致溫度上升，最終把能量輻射出來。

實際上，只要你認為宇宙是無限的，同時是均勻靜態的，透過積分，，一定可以得出天空應該是明亮的，這也很好理解。

嚴格來說（從數理上來說），奧伯斯佯謬要滿足四個條件：

1. 宇宙是均勻的，即天體在宇宙中的分佈和單位時間發出的能量分佈到整個宇宙是大致相同的；

2. 宇宙是無限大的；

3. 天體發射能量的平均值，不隨時間變化；

4. 宇宙是靜態的，不隨時間變化。

而我們現在對奧伯斯佯謬的解釋是建立在宇宙大爆炸理論上的。我們發現，宇宙在膨脹並在過去曾將快速膨脹，即宇宙暴漲。即，今天的宇宙比昨天更大，這意味著，順著時間往上，宇宙存在一共起點，這就是奇點，即宇宙從奇點開始，奇點爆炸以後快速膨脹，直到今天。

宇宙大爆炸理論會帶來兩個問題。

一是宇宙並非是無限大的，直到我們能觀測到的宇宙不是無限大的，我們的可觀測宇宙半徑約為 460 億光年，關於可觀測宇宙大小的推導非常複雜，就不展開了，總之，由於宇宙膨脹，以我們為觀測者，在可觀測宇宙的邊界，天體正以光速遠離我們，對我們而言，他們的光線永遠無法到達這裡，因此，我們看不到這些天體的光。這裡再進一步解釋一下，光速最快是對局域參考系而言的，即你相對你周圍的物體的速度不能超過光速，但宇宙膨脹的是全空間的固有屬性，與相對論無關，因此，可觀測宇宙邊緣的天體對我們有一個額外的速度增量，這個增量來自宇宙膨脹，而他們離我們的距離太過遙遠，這並不違反相對論。總之，可觀測宇宙邊緣或之外的天體正以光速甚至超光速遠離我們是符合狹義相對論的，我們能觀測到的宇宙大小是有限的，我們能看到的天體也是有限的。

二是輻射紅移，由於宇宙在膨脹，離我們越遠的天體，正在加速遠離我們，由於多普勒效應，這會導致遠處的天體發射的光子往長波方向移動，即我們觀測到的遠方的天體的光子波長增加，頻率變小。即能量在變小。

因此，實際是我們只能觀測到有限的天體，接受有限的天體的光線，這些光線能量還在減小，所以，我們的夜空並不是明亮的，而是黑暗的。、

當然，這是建立在宇宙大爆炸理論上的解釋，宇宙大爆炸理論本身也有一些未解決的問題。