Question

夜空为什么是黑的夜空为什么是黑色的

Answer 1

夜空是黑色，这个是基本的观察常识，大家心里都非常清楚这一点，但是用科学的理论来解释，其实并没有那么简单，作为一个自然现象，必定会用科学的方法来解释，下面给大家分享夜空为什么是黑的详细的科学解释。

一看到这个标题，你一定以为我——不是沉浸在儿童版《十万个为什么?》不能自拔，就是已经被科普整成脑残，问出如此这般连幼稚园的小盆友都会抢答的问题。

但我要说的是，你怎么看待我并不重要，重要的是，这个问题的答案竟然能够暗合著名的宇宙大爆炸理论!

这是真的吗?到底怎么一回事?

还是回到原点，先来说说「夜空为啥是黑暗的?」

这不简单嘛，你会一本正经地解释：因为地球自转，形成昼夜交替，夜晚没有太阳光，当然会变成黑暗世界啦。

我马上就会反问：可是在月球上，无论有没有太阳光，阿波罗登月宇航员看到和拍到的天空都是黑的，又该怎么解释?

聪明伶俐的你立马堵住窟窿：因为月球上没有大气，而地球上有大气。白天大气散射太阳光，才有了白昼，夜晚没有太阳光可以让大气散射，所以天空看起来就是黑暗的。

我步步紧逼：不对吧，夜晚没有太阳，可还有皎洁的月光和闪耀的星光呢!

你却不甘示弱：月有阴晴圆缺，跟阴天下雨，都看不到月亮。至于那点星光，不是被雾霾了，就是被光污染了。再说，就算跑到地球最干净的地方去看星星，最多用肉眼只能看到3000多颗，而绝大多数恒星离我们都太远了，根本看不到。

我还是不依不饶：尽管我们可观测宇宙是有限的，但大宇宙是无限的，拥有的恒星也是无数个，所有恒星的星光加在一起，就应该亮如白昼，不是吗?

你还是没有被说服：星光相加的效果的确有，不过——还是不可能亮如白昼。

我步步为营：可是你别忘了，宇宙无限，恒星无数!无穷无尽的星光相加起来就应该亮如白昼。这就像我们跑到原始森林结果迷路了，无论朝哪个方向看，都被树木包围了，挡住了视线。

你反问道：那又怎样?!

我微微一笑：那我们就用数学来说话——

按照这张图里给出的现成算式，R表示观测星空壳层的距离，△R表示星空壳层的厚度，N表示恒星分布密度，R宇宙表示宇宙的半径

如果宇宙是无限的，宇宙半径也是无穷大，那么最终得出总亮度也应该无穷大。这就是说，从地球上每个方向看星空，星光的亮度都趋向无穷大，那么夜晚就应该亮如白昼。

你也微微一笑，直指星空：不管怎么算，这个结论就是不符合观察事实，事实胜于数据和诡辩。

我笑道：这的确是个问题——一个好大的问题。

事实上，这个问题就是科学史上著名的【夜黑佯谬】或者叫【光度佯谬】。

因为是由19世纪德国天文学家奥伯斯提出的，所以又叫【奥伯斯佯谬】。

既然叫佯谬，也就是佯装这是个谬误。科学中的佯谬/悖论都是科学家们提出的疑难问题，不断提出、研究、最终解决佯谬——这就是科学研究的路径。

有趣的是，最早解释这个佯谬难题的，不是奥伯斯本人，也不是别的天文学家，而是文坛巨匠爱伦·坡——

一个怀揣着黑暗宇宙观、度过黑暗人生的人，恰巧解释了夜黑佯谬。

他在哲理散文诗《我发现了》里头这样解释：

星若无穷尽，天空将明亮。仰望银河，君可见背景片片无点状?夜空暗黑，原因仅此一桩。光行万里，发于恒星之初创。抵达地球未及时，只因路遥道太长。

按照他的解释，无数星光之所以没有把夜空变得亮如白昼，是因为距离太遥远，星光尚未能到达地球。事实上，这种解释正好暗合了宇宙大爆炸学说。

根据大爆炸理论，宇宙开始于138亿年前的大爆炸，我们现在的观测范围最多只能退回到宇宙的婴儿期，看到大爆炸的余晖——也就是宇宙微波背景辐射，这是人类用肉眼无法看得见的光。

这是以太阳系为中心的可观测宇宙，最外侧就是观测边界——大爆炸的余晖。

也就是说，宇宙在时间上的有限，也限制了我们的空间观测范围，我们的可观测宇宙并不是无限的，恰恰是有限的。

另外，宇宙在加速膨胀，产生的红移效应，也使得所有从遥远星系飞到地球的光，都在朝着长波、低频的光波谱线移动。也就是说，星光变得弱爆啦。毫无疑问，这种红移效应增强了夜黑的效果。

当然了，如果人类长着COBE卫星那样的天眼，能够看到微波的话，我们所看到的夜空——的确明亮如昼，就不是现在黑暗夜空了。

现在你明白了吧，千万别把「夜空为什么是黑暗的?」当成小儿科问题，简单背后往往都藏有大玄机。