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1 # 俗雅科學
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2 # FUN知識點
在高中地理課本中,關於地球的晝夜交替是這麼解釋的:地球時一個不發光也不透明的球體,處在不停地自轉中,同一個時間內,太陽只照亮地球的一半,所以向著太陽的那一面是白天即晝半球,而揹著太陽的那一面是黑夜即夜半球。
關於晝夜交替的內容很好理解,但是夜晚的天空為什麼是黑色的,才是天文學家們關注的重點。雖然“黑夜為什麼是黑的”乍一看好像沒有什麼意義,但是在18、19世紀,這個問題就讓研究者們傷透了腦筋。
這主要是三個錯誤的研究前提導致的:首先,那時候的人們認為宇宙空間是一直以來就存在著的;其次,宇宙是無限大的;最後,宇宙中有無數顆星星,均勻的分佈在宇宙空間中。按照這三個前置條件,人們無論朝哪個方向看,都會看到至少一顆閃亮的星星,距離越遠,星光變得越黯淡,但是相應地,星星的數量也應該在增加,所以,夜空怎麼都不該是漆黑一片,而是到處閃爍著明亮的星光。
今天我們知道,宇宙並非一直存在,而是在137億年前誕生的,宇宙也並不是一個無窮大的空間,而是有限的,只是它達到了我們難以想象的程度。星星的數量也是有限的,整個宇宙中約有700萬億億個星球,也就是7後面加上了22個零,雖然多但並非無窮。
此外,這個巨大且有著邊界的宇宙正以一種驚人的速度向外膨脹,據我們最遠的河外星系幾乎是以一種接近光速的速度遠離我們。由此可見,我們能看到的星光正在變得越來越黯淡。有些星星甚至來不及把光線照射到地球上就消失了。
假設有一個10億年前誕生的星星,距離我們有20億光年,那麼它在誕生時放射出來的光線到今天為止,離我們還有大概一半的路程。
夜空之所以是黑色的,與宇宙的起源有關。宇宙不是一直存咋著的,它從時間和空間上都是有限的,宇宙中星星的數量儘管是一個非常巨大的數字,但是也是有限的。天文學家發現,宇宙中正在衰退的老年星星越來越多,誕生的新星越來越少。60億年前,宇宙中誕生的新星數量是今天所誕生的新星數量的30倍。這就意味著,宇宙灰越來越黯淡。據推測,大概在100億年後,宇宙就會完全變成一片黑暗。
回到地球上為什麼會有黑夜這個問題上,並不是有黑夜,而是我們認為它是黑色的。我們的視覺並沒有那麼敏感,所以會認為點綴著星星的夜晚是黑色的。但是比人眼更為敏感的眼睛,比如貓頭鷹的眼睛就能看到比我們更多的星星。我們用望遠鏡觀察時,也能夠看到比肉眼看到的更多的星星,但是兩顆星星之間還是漆黑一片,如果我們換一個倍數更高的望遠鏡,就會在黑色的地帶看到更多的星星,當然,倍數越高,看到的星星也就越多。
所以,地球上的黑夜是看起來像黑夜,因為絕對的黑暗並不存在,即使在宇宙中最不起眼的角落,也仍有星星在閃爍。
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因為地球是一個球體,太Sunny從一個方向照射過來,只能把半個地球照亮,另外半個就是黑夜。具體如圖一、二。
同時,因為地球自身也在轉動(自轉),太陽照射的半球在不斷變化,也就是白天黑夜交替。因為地球的自轉週期大概是24小時(精確時間可以自己查詢),所以白天是12小時,晚上是12小時。
可能你會疑惑,類似太陽的星球(也就是恆星),整個宇宙有太多太多了,多到地球的四面八方、全身3600度都有“太陽”,地球應該全部被照亮啊!
其實你說對了一半,地球確實是四面八方都有恆星,但是它們離地球太遠太遠了,已經不能用米或者千米來衡量,要用光年(以光的速度,行駛1年,所走過的路程)來計算。是不是被驚到了!這麼遠的距離,還能光線能照射到我們嗎?我們還能看見嗎?
你說的還真是沒錯,光線真的能照射到地球,我們也能看見,可能你也想到了,就是星星✨!因為距離太遠,只能看見微弱的光芒,不足以照亮地球,所以黑夜還是黑夜,只不過有星星可以看。(試想一下,一盞路燈,當你從路燈下慢慢走遠時,燈光從刺眼,到慢慢變柔順,到慢慢變模糊,到看不見,原理跟這個類似)
可能你還會問,白天怎麼看不見星星呢?這個更好理解,太Sunny太強,把其他光線掩蓋了。還拿路燈舉例子,路燈下你的影子,一般只有附近的兩三個路燈能形成,太遠的路燈,也能照射到你身上,到看不到影子了。
說到這裡,你應該很清楚了吧!