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有時(shí),，天文學(xué)中最簡(jiǎn)單的問(wèn)題卻是最難回答的…… 太陽(yáng)又下山了,。玫瑰色的云在頭頂上浮動(dòng)，朱紅與金黃又一次出現(xiàn)在地平線上,。家里都點(diǎn)上了燈,，餐桌上蠟燭隱隱作亮，在晚霞的映襯下,，街邊的路燈就像是項(xiàng)鏈上的珍珠閃閃發(fā)光,。黃昏越來(lái)越暗，星星出現(xiàn)了,，它們一如既往地出現(xiàn)在這墨黑的穹頂之上,。但是為什么夜空是黑的呢？ 
夜空為什么是黑的,，乍一看很明顯,，因?yàn)樘?yáng)下山了。但是還有恒星在閃耀啊,。如果宇宙是無(wú)限的,，充滿著無(wú)數(shù)顆恒星,，那么夜晚將和白天一樣的明亮。這種理論和觀測(cè)之間的矛盾被稱為奧伯斯佯謬,，奧伯斯是19世紀(jì)的醫(yī)生和天文學(xué)家,。 從彗星到宇宙學(xué) 
[圖片說(shuō)明]：海因里·奧伯斯,。 1823年,，奧伯斯寫了一篇宇宙學(xué)論文。他說(shuō),，想象一下,，如果恒星均勻的分布在宇宙空間里。離地球近的恒星,，自然看起來(lái)就大,，但遠(yuǎn)處的恒星數(shù)量多，因?yàn)樵谝粋€(gè)固定的視角下,，距離越遠(yuǎn)空間就越大,。奧伯斯證明數(shù)量巨大的遠(yuǎn)距離恒星彌補(bǔ)了它們較小的視尺寸，在給定半徑的球殼中也能覆蓋整個(gè)天空,。如果宇宙是無(wú)限的,，這樣的球殼也將有無(wú)限多個(gè)，就意味著天空中將充滿星星,，夜空將會(huì)和白天一樣明亮,。 奧伯斯寫道： 多幸運(yùn)，大自然并沒(méi)有這樣安排事物,。多幸運(yùn),，地球并沒(méi)有沉浸在耀眼的星光之中。否則,，天文學(xué)仍將處于蒙昧的階段,。我們將無(wú)法看到星星，只有通過(guò)觀測(cè)黑子來(lái)推斷太陽(yáng)的行蹤,，而月亮和行星僅僅是明亮背景上移動(dòng)著的暗斑,。那時(shí)，奧伯斯的工作并沒(méi)有引起注意,，同樣夜晚的黑暗之謎也無(wú)人問(wèn)津,。英國(guó)人托馬斯·迪格斯（Thomas Digges）贏得了這一榮譽(yù),。1576年，在其父所寫的一本書(shū)（Prognostication Euerlastinge）的附錄中,，迪格斯提到了這個(gè)問(wèn)題,。這本書(shū)采用了以地球?yàn)橹行牡挠钪骟w系，但在附錄中迪格斯卻是哥白尼的支持者,。而且他比哥白尼更進(jìn)一步,，他認(rèn)為恒星散布于宇宙空間中。之后,，他嘗試解釋為什么夜晚沒(méi)有被星光照亮： 無(wú)窮天球上的恒星發(fā)出無(wú)限的光芒,。但是它們互相遮擋，而且距離相當(dāng)遙遠(yuǎn),，于是星光就越來(lái)越弱,。所以我們就看到了現(xiàn)在的景象。因此,，迪格斯認(rèn)為夜晚是黑的原因是遙遠(yuǎn)的恒星太暗弱以致于看不見(jiàn)了,。盡管這個(gè)解釋看起來(lái)是合理的，但它是錯(cuò)的,。把所有看不見(jiàn)的恒星的光結(jié)合起來(lái),，可以達(dá)到能被看見(jiàn)的程度。事實(shí)上,，肉眼可以看到仙女座星系,，但是仙女星系中沒(méi)有一顆恒星亮到足以能讓肉眼看到。 
迪格斯認(rèn)為宇宙是無(wú)限的,，但是偉大的德國(guó)天文學(xué)家約翰內(nèi)斯·開(kāi)普勒（Johannes Kepler）卻對(duì)此表示不滿,。開(kāi)普勒認(rèn)為無(wú)限的宇宙會(huì)使太陽(yáng)迷失在茫茫的星海之中。他說(shuō),，夜空之所以是黑的,，是因?yàn)樵谖覀兙幼〉男请H空間周圍有一堵暗墻。 一百多年后,，愛(ài)德華·哈雷（Edward Halley）也思考了這一問(wèn)題,。1721年，在皇家科學(xué)院的一次演講中,，他提出了兩個(gè)方法來(lái)調(diào)和無(wú)限而又充滿恒星的宇宙,，使它有一個(gè)黑暗的夜晚,。第一，由于數(shù)學(xué)上的錯(cuò)誤,，他錯(cuò)誤的認(rèn)為遠(yuǎn)處大量恒星的光無(wú)法等效為近處少量恒星的光,。第二，他重復(fù)了迪格斯的觀點(diǎn),，看不見(jiàn)的恒星對(duì)于光沒(méi)有貢獻(xiàn),，“它們的光線……太弱，無(wú)法使我們感覺(jué)到,?！彼裕滓矝](méi)有給出夜晚為什么是黑暗的的答案,。 另一個(gè)思考這一問(wèn)題的人是瑞士天文學(xué)家讓-菲利普·盧瓦斯·德·謝諾（Jean-Phillippe Loys de Cheseaux）,。1744年，在有關(guān)當(dāng)年一顆有著6條彗尾的彗星的書(shū)的附錄里,，他也討論了這個(gè)問(wèn)題,。與迪格斯和哈雷不同，謝諾認(rèn)識(shí)到遠(yuǎn)處看不見(jiàn)的恒星對(duì)于整個(gè)天空中的光是有貢獻(xiàn)的,。他說(shuō),，夜空之所以是黑的，原因是宇宙空間并不是透明的,。相反,，它充滿著物質(zhì)，它們會(huì)“吸收”光線,，產(chǎn)生一個(gè)黑暗的夜空,。奧伯斯在1823年的論文中也提到了相同的觀點(diǎn)。但是奇怪的是,，奧伯斯有謝諾寫的這本書(shū),，但是他卻沒(méi)有引用它，可是卻提到了哈雷,。 然而,，謝諾和奧伯斯也都錯(cuò)了?？臻g中的消光物質(zhì)無(wú)法使夜空變暗,。不久，天文學(xué)家認(rèn)識(shí)到,，消光物質(zhì)在遮擋光線的同時(shí),，也會(huì)被光線所加熱，進(jìn)而發(fā)光，它們將會(huì)和恒星一樣的明亮,。這就像大雨中的樹(shù),。起先葉子還能保護(hù)地面不受雨淋，可是不久雨水便會(huì)從葉子上滴落下來(lái),，最終地面還是會(huì)濕透,。 渡鴉的述說(shuō) 
[圖片說(shuō)明]：愛(ài)倫·坡。 黑暗也同樣縈繞著愛(ài)倫·坡的作品,。在《渡鴉》（Raven）中他寫道： Deep into that darkness peering, long哈里森發(fā)現(xiàn),，愛(ài)倫·坡在其死前一年所寫的《我發(fā)現(xiàn)了》（Eureka）中正確揭示了奧伯斯佯謬。哈里森說(shuō)：“當(dāng)我第一次讀愛(ài)倫·坡的作品時(shí),，我大吃一驚,。一個(gè)詩(shī)人，不,，一個(gè)最了不起的業(yè)余科學(xué)家在140年前就領(lǐng)悟到了問(wèn)題的本質(zhì),，而在我們的學(xué)校中仍舊在宣揚(yáng)錯(cuò)誤的觀點(diǎn)?！?br> 1848年,，愛(ài)倫·坡出版了《我發(fā)現(xiàn)了》。他寫道,，“當(dāng)我寫完〈我發(fā)現(xiàn)了〉之后，我便喪失了對(duì)生的渴望,。我已無(wú)法再寫作了,?！睈?ài)倫·坡本希望他的出版商能出版5萬(wàn)本，結(jié)果只有5百本,。評(píng)價(jià)也是各不相同,，有人說(shuō)它新穎、駭俗,；另一些人則對(duì)此不屑一顧,。在近代，當(dāng)哈里森歡呼,，認(rèn)為它是人類思想的杰作時(shí),，英國(guó)天文學(xué)家愛(ài)丁頓（Eddington）爵士則認(rèn)為它是怪人的理論。 對(duì)愛(ài)倫·坡來(lái)說(shuō),，上帝就是一個(gè)詩(shī)人,，宇宙就是“最卓越的詩(shī)”。他這樣解釋奧伯斯佯謬： 星星無(wú)窮無(wú)盡,，天空的背景就會(huì)呈現(xiàn)出明亮,，就象是銀河——它們不會(huì)呈現(xiàn)點(diǎn)狀，在背景中也不會(huì)出現(xiàn)一顆星星,。因此,，只有一種可能，由于恒星的距離實(shí)在是太遠(yuǎn)了,，它們發(fā)出的光還沒(méi)來(lái)得及到達(dá)地球,。簡(jiǎn)要地說(shuō)，愛(ài)倫·坡認(rèn)為,，之所以遙遠(yuǎn)恒星的光沒(méi)有照亮星空是因?yàn)樗鼈冞€沒(méi)來(lái)得及到達(dá)地球,；我們無(wú)法看到比宇宙更遠(yuǎn)的地方。用現(xiàn)在的話來(lái)講,，我們無(wú)法看到137億光年之外的東西,。所以，黑暗的夜空是宇宙誕生的證據(jù),。 但是,，立刻愛(ài)倫·坡又開(kāi)始懷疑自己的解釋?！耙苍S是這樣的吧，有誰(shuí)會(huì)冒險(xiǎn)來(lái)質(zhì)疑它呢,？”他寫道，“我相信它是正確的?！?br>  [圖片說(shuō)明]：宇宙誕生和演化的時(shí)間線。圖片版權(quán)：NASA,。 在《我發(fā)現(xiàn)了》中，愛(ài)倫·坡數(shù)次提到了德國(guó)天文學(xué)家約翰·馬德勒（Johann Madler）,，由于在他十幾歲時(shí)出現(xiàn)的大彗星使他對(duì)天文學(xué)產(chǎn)生了興趣。馬德勒繪制月面圖,，并且出版了一本書(shū)《大眾天文學(xué)》，這本書(shū)再版了6次,。在早期的版本中，馬德勒和奧伯斯一樣,，認(rèn)為是星際物質(zhì)吸收星光而使夜空變得黑暗。但在1858年的另一本書(shū)（《我發(fā)現(xiàn)了》出版后10年）以及暢銷的1861年版的《大眾天文學(xué)》中,，他則給出了和愛(ài)倫·坡相似的解釋：光速是有限的；它傳播需要時(shí)間,，因此,，我們看到的光是經(jīng)過(guò)有限的時(shí)間才到這我們這兒的,。這樣夜空黑暗之謎就可以得到合理而充分的解釋,，星際消光的限制就可以被排除了,。更確切的講，遠(yuǎn)處的星光還沒(méi)有到達(dá)我們這里,。1901年,，蘇格蘭數(shù)學(xué)家,、物理學(xué)家開(kāi)爾文（Kelvin）對(duì)這一解釋進(jìn)行了量化,。開(kāi)爾文的計(jì)算表明,，若要夜空變得明亮,，我們至少要能看到數(shù)百萬(wàn)億光年遠(yuǎn)的范圍。由于宇宙的年齡現(xiàn)在遠(yuǎn)小于1萬(wàn)億年,，所以夜空是黑的,。 愛(ài)倫·坡、馬德勒和開(kāi)爾文都認(rèn)識(shí)到了天文學(xué)家所能看到的宇宙是過(guò)去的樣子而不是現(xiàn)在的樣子,?？吹迷竭h(yuǎn),，就越深入過(guò)去——哈里森認(rèn)為宗教的信條延緩了奧伯斯佯謬的解決,。“我們回顧歷史,，為什么人們對(duì)整件事無(wú)動(dòng)于衷,，這個(gè)問(wèn)題有著文化背景,，”哈里森說(shuō)，“從一個(gè)層面上講,，人們已認(rèn)識(shí)到了光速的重要性,，但是真正的矛盾來(lái)自根深蒂固的宇宙觀。這涉及到宇宙的年齡,。如果你意識(shí)到這將與《圣經(jīng)》相悖,，你最好保持沉默?！薄妒ソ?jīng)》是這樣說(shuō)的,，宇宙將近有6000年的歷史,，也就是說(shuō)天文學(xué)家僅能看到6000光年遠(yuǎn)的范圍,。 深入奧伯斯佯謬 盡管奧伯斯佯謬已有幾個(gè)世紀(jì)的歷史,，但是直到20世紀(jì)50年代它才開(kāi)始引人注目。的確,，如果你在奧伯斯的年代,，提起奧伯斯佯謬,，人們根本不知道你在談?wù)撌裁础?br> 1952年，亨曼·邦迪（Hermann Bondi）的《宇宙學(xué)》（Cosmology）一書(shū)首次提到了奧伯斯佯謬,。邦迪是穩(wěn)恒態(tài)宇宙學(xué)的支持者,。與大爆炸宇宙學(xué)不同,，穩(wěn)恒態(tài)宇宙學(xué)認(rèn)為宇宙不是創(chuàng)生于150億年前的大爆炸,，相反宇宙永遠(yuǎn)存在著。在一個(gè)永存的宇宙中,，愛(ài)倫·坡對(duì)奧伯斯佯謬的解釋——遙遠(yuǎn)的星光還沒(méi)有抵達(dá)地球——就行不通了,。如果宇宙的年齡是無(wú)限的,，則天文學(xué)家能看到無(wú)限遠(yuǎn)處。 為此,，穩(wěn)恒態(tài)理論用宇宙膨脹來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題,。膨脹的空間會(huì)使穿行其中光的波長(zhǎng)變長(zhǎng),，或者紅化,，因此光傳播的越遠(yuǎn)，紅移就越大,。紅光的光子能量比黃光或是藍(lán)光來(lái)得低,，紅移會(huì)減弱來(lái)自遙遠(yuǎn)星系星光的能量,，進(jìn)而夜空是暗的,。1955年，穩(wěn)恒態(tài)宇宙學(xué)家福雷德·霍伊爾（Fred Hoyle）在他的《天文學(xué)前沿》（Frontiers of Astronomy）一書(shū)中寫道,，“因?yàn)橛钪媾蛎?，所以夜晚是黑的,。這是一個(gè)意料之外的解釋——以致于19世紀(jì)的天文學(xué)從來(lái)沒(méi)有想到過(guò),?！?br> 
雖然,，這是一種進(jìn)步，但是紅移無(wú)法解釋奧伯斯佯謬,。它僅僅在穩(wěn)恒態(tài)宇宙學(xué)中適用，而這一宇宙學(xué)模型并沒(méi)有被天文學(xué)家廣為接受,。在大爆炸宇宙學(xué)中，膨脹的空間對(duì)夜晚的黑暗不起什么作用,，即使宇宙停止膨脹夜晚仍將是黑的。然而大多數(shù)的書(shū)中卻不是這么寫的,。1987年的調(diào)查顯示，只有30%的天文學(xué)書(shū)籍正確解釋了為什么夜晚是黑的,。 哈里森認(rèn)為夜晚的黑暗和膨脹的宇宙之間的聯(lián)系很清楚——第一,，微不足道；第二,，過(guò)于深?yuàn)W——這得歸咎于50年代的宇宙學(xué)普及,。“晚上走到戶外,，天文學(xué)家這樣吸引他們的聽(tīng)眾,，抬頭仰望繁星點(diǎn)點(diǎn)的夜空,，”他的《夜的黑》一書(shū)中寫道,，“黑暗的夜空證明宇宙在膨脹。這就象是一本書(shū)的主題,，扉頁(yè)上則寫著多普勒效應(yīng),，以此來(lái)吸引大量的聽(tīng)眾,。” 宇宙的能量危機(jī) 從愛(ài)倫·坡開(kāi)始,，天文學(xué)家已對(duì)黑暗的夜空有了一個(gè)正確的解釋：宇宙還太年輕。1964年,，哈里森發(fā)現(xiàn)了另一個(gè)正確的解釋：宇宙擁有的能量太少。 在邦迪的宇宙學(xué)書(shū)中,，哈里森首次知道了奧伯斯佯謬。哈里森決定計(jì)算,，若是夜空要被無(wú)數(shù)的星星照亮要多少能量?！捌鹣龋业挠?jì)算結(jié)果簡(jiǎn)直我法令人相信,，”他寫道，“但之后,，事情就清楚了,，我們一直沿用錯(cuò)誤的角度來(lái)看待整個(gè)問(wèn)題?！?br> 
就像太陽(yáng)，恒星通過(guò)核反應(yīng)將質(zhì)量轉(zhuǎn)化成能量,。哈里森證明,，就算宇宙中的所有質(zhì)量都轉(zhuǎn)化成能量，夜晚也不會(huì)比一個(gè)有月亮的晚上亮,。因此,，現(xiàn)在有了雙保險(xiǎn)——宇宙還太年輕而且能量不足。點(diǎn)亮整個(gè)宇宙就像是用一根蠟燭花上一個(gè)小時(shí)來(lái)加熱一幢房子：一個(gè)小時(shí)太短了,，即使你能等更長(zhǎng)的時(shí)間,，可是在完成這項(xiàng)任務(wù)前，蠟燭也已燃盡了,。 所以,，天文學(xué)家終于能回答為什么夜空是黑暗的了。一百多年前科學(xué)家解釋了為什么天空是藍(lán)的,，但是看起來(lái)更簡(jiǎn)單的問(wèn)題——夜空為什么是黑暗的,，卻直到20世紀(jì)才有了完整的答案。它印證了,，被黑暗迷住的人才是第一個(gè)揭開(kāi)它神秘面紗的人。 |
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來(lái)自： ldjsld > 《星際政治 外星人與UFO之謎》
