为什么很多照片里,太空中地球的背景永远是漆黑的?太阳光在哪里?

时间:2021-09-20 09:30:05 作者:admin 60006
地球儿童画简笔画

为什么很多照片里,太空中地球的背景永远是漆黑的?太阳光在哪里?

“为什么很多照片里,太空中地球的背景永远是漆黑的?太阳光在哪里?”太阳光当然在“相机”后面了,这个很好理解,太阳就相当于拍摄时的“补光灯”。不过这只是从表面回答了问题,如果深入分析这个问题,我们都会产生一个疑问:地球的背景为什么永远是漆黑的?

地球的背景为什么永远是漆黑一片?

其实相对于明亮的白天来说,漆黑的夜晚才是宇宙的本质。同样,地球的背景为什么永远是黑色的?因为宇宙本身就是漆黑一片,比如下面这张图片:

这是1992年伽利略探测器在前往木星的旅途中拍摄的地月合影,太阳光从右方照亮了地球和月球,而整个照片的背景以及太阳光照射不到的地月背面都是漆黑一片。为什么会这样呢?要知道宇宙中可不仅仅只有太阳会发光,仅仅我们的银河系就有上千亿颗“太阳”,而整个宇宙更是有数不清的银河系,但是其他的“太阳”为什么没有把地球的背景照亮?这就涉及到著名的——奥伯斯佯谬。

奥伯斯佯谬

夜晚为什么是漆黑一片?对于我们来说这个问题可能很好回到,因为太阳跑到地球的背面去了,但是夜晚天空中的星星百分之九十九以上都是像太阳一样的恒星,为什么它们无法照亮宇宙呢?类似的问题在1823年被德国天文学家奥伯斯思考过,并提出著名的奥伯斯佯谬。

在十九世纪大多数人都认为宇宙是处于恒稳态的,也就是说宇宙的空间范围是固定不变的,但这种恒稳态宇宙模型会带来一个问题,假如宇宙处于恒稳态,那么远处恒星发出的光线迟早会照亮整个宇宙,此时我们的夜晚应该是明亮的而非漆黑一片,但现实却并不如此,这就是奥伯斯佯谬。

奥伯斯佯谬的有关解释

对于奥伯斯佯谬,奥伯斯本人最初认为可能和宇宙中的星体或者尘埃有关,这些物质阻挡以及吸收了恒星发出的光线,所以整个宇宙才会漆黑一片,但是这个解释显然是靠不住脚的,因为我们从能量守恒定律就可以推测出,在恒稳态宇宙模型中,这些遮挡恒星光线的星体或者尘埃总有一天会被恒星加热到和它自身一样的温度,从而使其他星体以及星际尘埃产生发光效果,但显然不是如此,起码我们的地球是温暖舒适的。

随着科学的发展进步,科学家逐渐意识到宇宙并非处于恒稳态,而是处于一种膨胀状态,而这种膨胀就源自于宇宙大爆炸,宇宙大爆炸模型的提出,对奥伯斯佯谬也有了更为科学的解释。首先来说,宇宙大爆炸理论认为宇宙处于加速膨胀状态且宇宙的年龄是有限的。该理论认为,宇宙诞生于138亿年前的奇点爆炸,在宇宙刚刚诞生时,经历的猛烈的膨胀阶段,充满光子的宇宙空间随着自身的超光速膨胀而逐渐变暗,大量的光子“稀释”在空间之中,这种空间的膨胀效应一直持续到今天,而且距离我们越远膨胀速度越快,在距离我们极为遥远的可观测宇宙范围之外,空间的膨胀速度会超过光速,处于这些范围的恒星所发出的光线永远也到达不了我们的夜空,同样,这些恒星也就永远无法照亮宇宙。

其次来说,虽然在九百六十亿光年范围的可观测宇宙内依然存在大量的恒星,但是由于空间膨胀效应,这些恒星也都在逐渐远离我们,这种变化会导致远处恒星的光线产生多普勒效应,其光线波长会逐渐变成,其具体表现为所以波长的电磁波都在向红外波长方向移动,如果整个合成白光都变为红外光,那么宇宙自然也就是漆黑一片了。

当然,如果我们把目光放到更小的范围之内,对于夜晚为什么是黑暗的就又有了一种解释,天空之所以是明亮的,主要是由于大量物质反射太阳光,身处太空环境中,如果缺少反射太阳光的物质,我们就无法感受到反射光线,自然眼前的世界就是漆黑一片了,月球就是非常棒的反光物体,如果夜晚的天空中多来几个月亮,那么夜晚也就更为明亮了。

总结

为什么太空中地球的背景永远是黑色的?因为宇宙本身就是漆黑一片,而宇宙黑暗的原因和宇宙的状态有关,在较大的宇宙范围内,膨胀所带来的空间扩张效应以及红移效应是宇宙黑暗的主要原因,而在小范围内,由于缺少反光物质,我们的夜晚总是漆黑一片。

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