那为什么太空是黑的呢?太阳却照亮地球

当你在夜晚抬头仰望星空时,有没有想过一个问题:太阳能够将距离它1.5亿公里的地球照得亮堂堂的,可为什么在浩瀚的宇宙中,却几乎是一片漆黑呢?这难道不奇怪吗?
我们先从太阳说起。太阳是一颗巨大的恒星,它的直径大约是139.2万千米,相当于地球直径的109倍。太阳的质量约为2000亿亿亿吨,占太阳系总质量的99.86%。它的能量来源主要是核聚变,每秒大约有6亿吨的氢聚变成氦,在这个过程中,会释放出大量的能量,其中只有大约二十二亿分之一的能量到达了地球,但这已经足够照亮我们的星球了。

那为什么太空是黑的呢?
如果宇宙是无限的、静态的、均匀的,那么无论你往哪个方向看,都应该能看到一颗恒星。就像你在一片无限大的森林里,无论你朝哪个方向看,最终视线都会碰到一棵树。按照这个理论,整个夜空都应该像太阳表面一样明亮,可事实并非如此。
这里我们来简单算一下。假设宇宙中恒星的分布是均匀的,每颗恒星的发光强度平均为L,恒星的平均距离为r。我们以地球为中心,考虑一个半径为R的球壳,球壳的厚度为ΔR。那么这个球壳内的恒星数量N = 4πR²ΔR/ r³。这些恒星在地球上产生的光照强度总和I = N×L/4πR²。当我们让R趋向于无穷大时,理论上光照强度I应该趋向于无穷大,可现实却是夜空是黑暗的。

这就引出了对这一现象的解释。
宇宙在膨胀。20世纪20年代,哈勃发现了宇宙在膨胀。宇宙中的星系都在相互远离,而且距离越远,远离的速度越快。这就好比你在烤一块葡萄干面包,当面包膨胀时,葡萄干之间的距离在增大。由于宇宙的膨胀,远处星系发出的光产生了红移现象。红移简单说就是光的波长变长了,光的能量降低了。一些遥远星系发出的光,因为红移变得波长很长,已经不在可见光范围内了,变成了我们肉眼看不到的红外线甚至微波等,所以我们看不到它们,这使得宇宙看起来没有那么亮。
宇宙有年龄。宇宙大约诞生于138亿年前的大爆炸。这意味着我们只能看到138亿光年范围内的天体发出的光。更远的天体发出的光还没有足够的时间到达我们这里。就像你在一个房间里,灯刚刚打开,房间的角落还没有被光照亮,因为光还没有传播到那里。宇宙中还有很多地方的光还在“赶路”,所以我们看到的宇宙是黑暗的。

在地球上,我们能看到东西是因为有空气和尘埃等物质。阳光照射到地球大气层时,空气分子和尘埃会散射光。比如,蓝天就是因为大气对太阳光中蓝光的散射比较强。
但是在宇宙中,绝大部分空间是近乎真空的。在真空中,光可以直线传播,不会被散射。如果没有物质来散射和反射光,即使有恒星在发光,没有光进入我们的眼睛,我们也看不到。就像在一个没有灰尘的暗室里,你用一束激光照射,你只能看到激光照到的地方,其他地方还是黑暗的。

例如,在太阳系内,我们能看到行星是因为行星反射了太阳光。但是在行星际空间,那里几乎没有物质来反射太阳光,所以看起来是黑的。
虽然宇宙中有数不清的恒星,但恒星的分布并不是均匀的,而且恒星与恒星之间的距离非常大。离我们最近的恒星是比邻星,它距离我们大约4.22光年。一光年约等于9.46万亿公里,想象一下这个距离有多远!
我们可以做个简单的对比。在银河系中,恒星之间的平均距离大约是几光年。而在太阳周围,1.5亿公里内只有地球这颗行星被照亮得比较明显。如果把这个距离放大到几光年,你就可以想象在宇宙中,光要照亮一个很大的区域是多么困难。

假设在一个边长为10光年的立方体空间里,可能只有几十颗恒星。这些恒星发出的光要在这么大的空间里传播,光的能量会随着距离的增加而分散。就像你在一个大广场上,只有几盏路灯,广场的很多地方还是会很暗。
现代天文学发现,宇宙中除了我们能看到的物质(如恒星、行星等),还有大量的暗物质和暗能量。暗物质不发光,也不反射光,我们无法直接看到它,但它通过引力作用影响着星系的运动。暗能量则是推动宇宙加速膨胀的神秘力量。
目前我们对暗物质和暗能量的了解还很少,但它们的存在也在一定程度上影响着宇宙的“亮度”。也许暗物质在宇宙中吸收或者阻挡了一部分光的传播,导致宇宙看起来更黑。

大家都在看
-
探索宇宙的奥秘,发现浩瀚深处的秘密 人类航天史再添神秘色彩。在宇宙的浩瀚深处曾有一段神秘的呼救声,据传是一名宇航员在绝望中发出的。这段声音由一对意大利无线电爱好者在1961年意外捕获,内容是一名女性宇航员在极端高温下呼救,声称自己即将" ... 宇宙探索02-22
-
银河系的奥秘:探索我们宇宙的家园 描述:在这篇文章中,我们将带您深入了解银河系,揭开它神秘的面纱。从星系的结构到其中的星球和生命的可能性,让我们一起探索这个宏伟的宇宙奇观。正文:嘿,宇宙爱好者们!你有没有想过,我们的家——银河系,究竟 ... 宇宙探索02-22
-
探索宇宙深处的语言:引力波通信技术展望 这幅示意图展示了两个超大质量黑洞的合并过程,以及它们在螺旋接近时向外辐射的引力波涟漪。(图片来源:LIGO/T. Pyle)引力波通信的可能性当2015年天文学家首次探测到理论预言已久的引力波时,这为人类开启了一扇探 ... 宇宙探索02-21
-
人类为什么要不停地探索宇宙?要是遇到高级文明,人类会灭亡吗? 家人们,近代科学家发现,人类在地球上已经生活 300 多万年啦。这 300 多万年,从远古到现在,人类变化可大了。一开始,人类像刚出生的小娃娃,只能在地上爬,靠本能找吃的和住的地方。慢慢的,人类学会直立行走,活 ... 宇宙探索02-21
-
探索宇宙奥秘:无尽的未知与惊喜 嗨,朋友们,今天咱来聊聊那神秘得让人着迷的宇宙奥秘。宇宙啊,就像一个超级大宝藏,里面藏着数不清的秘密等待我们去发现。你能想象吗?在浩瀚无垠的宇宙中,有无数闪烁的星辰,它们有的比我们的太阳还要大上几十倍 ... 宇宙探索02-21
-
宇宙探索:揭开宇宙的神秘面纱 宇宙,这个浩瀚无垠的空间,自古以来就吸引着人类的好奇心。从古代的天文学家通过肉眼观测星空,到现代利用高科技望远镜和探测器探索宇宙的深处,人类对宇宙的探索从未停止。 1. 太阳系的探索太阳系是我们最熟悉的宇 ... 宇宙探索02-21
-
关于宇宙的探索 宇宙,那是一片浩瀚无垠、神秘莫测的广袤空间,它像一座蕴藏着无尽奥秘的宝藏,吸引着人类不断去探索、去追寻。从远古时代起,人类就对头顶的星空充满了好奇与敬畏。无数神话传说,如中国的嫦娥奔月、西方的阿波罗驾 ... 宇宙探索02-21
-
航天员从太空拍下地球夜景!原来城市灯光在太空看得到 空间站拍下的地球夜景。这就是晚上从空间站看地球的样子。 宇宙探索02-05
-
探索宇宙的边界:人类太空科技的最新进展 在这个科技飞速发展的时代,人类对宇宙的探索从未停下脚步。无论是火星探测器、月球基地的建设,还是私人航天公司的崛起,都是我们好奇心和探索精神的体现。今天,我们就来揭开一些最新太空科技的神秘面纱,让你一起 ... 宇宙探索02-04
-
探索宇宙的奥秘,人类从未停歇!🚀✨ 太阳系未解之谜。太阳系里究竟藏着多少秘密?人类探索了这么多年依旧有很多未解之谜,今天就来盘点一下。·一、冥王星被开除出八大行星行列之后,很多网友都替它鸣不平,觉得冥王星的个头比水星还大,凭什么不能是行 ... 宇宙探索01-31
相关文章
- 航天员从太空拍下地球夜景!原来城市灯光在太空看得到
- 探索宇宙的边界:人类太空科技的最新进展
- 探索宇宙的奥秘,人类从未停歇!🚀✨
- 疯子眼中的理性与反理性
- 《玉盘》问月,对宇宙穷极探索的追寻
- 验证相对论的著名十大实验故事:探索宇宙真相的征程
- 天文学家发现了一颗隐藏的行星杀手小行星(2022 AP7对地球构成威胁)
- 人类的第一艘宇宙飞船(没有任何参照物设计)
- 矮行星有望成为第九大行星(还不能确定)
- 日环食的形成原理是什么?多少年出现一次
- NASA拍到太阳北极一块断裂脱落(正绕着太阳北极旋转)
- 能量守恒定律是什么,能量守恒的具体表达形式
- 红移是什么(红移有几种)
- “费城实验”引发了美军对时空穿越技术?一场阴谋还是?
- 太阳耀斑对地球的影响,会毁灭我们吗
- 木星和土星哪个大 (木星更大), 体积为地球的1316倍
- 未来火星生活怎么样?(除天气和地球差不多)
- 金星凌日时间是什么时候,需要等上106年
- 土星冲日是什么意思(土星距离地球最近最明亮)
- 五月份五个天象景观,分别是半影月食、宝瓶座流星雨、金星合M35星团
热门阅读
-
预言2030年太阳将休眠,恐怖的千年极寒将来临 07-11
-
中国十大元帅之死,多高寿而善终(林彪叛逃而死) 07-11
-
因果报应真实事例,做尽坏事必遭天谴 07-11
-
全球人口减少可能带来的六大教训和好处 07-18
-
离太阳最近的十大恒星排名,宇宙最大十大星球 04-12