小池有话说

【翻译】奥伯斯佯谬

2014-10-18

原文:Olbers’ Paradox

为什么夜空是一片黑暗?

这似乎是个很蠢的问题。可是如果我们不知道天上的星星也是如我们的太阳一般的恒星也就罢了,一旦知道,我们不免要思考一番。

假设有另外一个和太阳一样的恒星,离我们的距离是太阳的二倍。这颗星星照到地球上的光子就是太阳的四分之一(大球面积之比)。但同时,在我们视野里,这个星星的面积也是四分之一(三角形相似)。那么,最终,这颗星星在我们眼里,将和太阳一样亮。同样的道理,任何星星在我们的眼里,都和太阳一样亮。

想想银河系里有多少星星?何况其他星系的星星?那么,为什么我们夜空不是一片光明呢?

有以下几种假设:

  1. 宇宙中灰尘太多。
  2. 星星的分布并不乱,而是有规律的。比如所有的星星都躲在彼此身后。(这得是多丧心病狂的躲猫猫游戏呀)
  3. 宇宙正在膨胀,所以远处的星星发生红移,变得暗淡。
  4. 宇宙太年轻,远方的光还未达到这里。

第一个假设错的很明显。黑体吸收辐射后,也会发生辐射。

第二个假设或许正确,我们不能证明。或许星星的分布是分形的,就可以让宇宙中大部分地方是黑暗的。

最后两个假设正确。而且越来越多的证据证明,第四个原因才是主要的原因。我们能看到的宇宙,称之为“可观测的宇宙”,是整个宇宙的一部分(或许是很小的一部分)。这个宇宙的半径就是宇宙的年龄(以光年计)。13.7亿光年以外的宇宙对我们而言,不可见。